Исследователи из Индийского центра передового опыта в области космических наук при IISER в Калькутте обнаружили новую взаимосвязь между магнитным полем Солнца и циклом появления солнечных пятен, которая может помочь предсказать, когда наступит пик солнечной активности. Их работа указывает на то, что максимальная интенсивность 25-го солнечного цикла, продолжающегося цикла солнечных пятен, неизбежна и, вероятно, произойдет в течение года.
Солнце состоит из горячего ионизированного газа, известного как плазма. Огромные потоки плазмы и конвекция объединяются, образуя магнитные поля внутри Солнца, которые проявляются на поверхности в виде темных пятен. Эти солнечные пятна сравнимы по размерам с Землей и являются очагами интенсивного магнетизма, примерно в 10 000 раз более сильного, чем магнитное поле Земли.
Иногда магнитные поля солнечных пятен нарушаются в результате сильных событий, которые приводят к возникновению солнечных магнитных бурь, таких как вспышки или корональные выбросы массы. Эти бури высвобождают высокоэнергетическое излучение и выбрасывают огромное количество намагниченной плазмы в космическое пространство. Наиболее интенсивные из этих штормов могут нанести серьезный ущерб орбитальным спутникам, электросетям и телекоммуникациям по указанию Земли.
Многовековые наблюдения, начиная с начала 1600-х годов, показывают, что количество солнечных пятен, наблюдаемых на Солнце, периодически меняется. Примерно каждые 11 лет количество пятен и интенсивность солнечной активности достигают пика, когда ожидаются наиболее сильные возмущения в планетарной космической среде – или космической погоде. Однако предсказать, когда наступит этот пик, по-прежнему сложно.
Солнечный цикл осуществляется с помощью динамо-механизма, приводимого в движение энергией потоков плазмы внутри Солнца. Предполагается, что этот динамо-механизм включает в себя два основных компонента магнитного поля Солнца, один из которых проявляется в цикле солнечных пятен, а другой — в рециркуляции крупномасштабного дипольного поля Солнца; последнее очень похоже на магнитное поле Земли — простирается от одного полюса Солнца к другому. Солнце — другому. С циклом солнечных пятен также наблюдается усиление и ослабление дипольного поля Солнца, северный и южный магнитные полюса меняются местами, также каждые 11 лет.
В 1935 году швейцарский астроном Макс Вальдмайер обнаружил, что чем быстрее скорость нарастания цикла солнечных пятен, тем сильнее его интенсивность, поэтому более сильным циклам требуется меньше времени, чтобы достичь своей пиковой интенсивности. Эта зависимость часто использовалась для прогнозирования силы цикла солнечных пятен на основе наблюдений за его ранней фазой восхода.
Ученые Приянш Джасвал, Читрадип Саха и Дибьенду Нанди сообщают об открытии новой взаимосвязи, а именно, скорость уменьшения дипольного магнитного поля Солнца также связана со скоростью увеличения продолжающегося солнечного пятна цикл.
Это открытие, сделанное с использованием архивов данных десятилетней давности из множества наземных солнечных обсерваторий по всему миру, дополняет эффект Вальдмайера, соединяя две основные компоненты магнитного поля Солнца и поддерживая теорию о том, что эволюция солнечных пятен является неотъемлемой частью функционирования процесса солнечного динамо, а не просто симптомом об этом.
Ученые демонстрируют, как наблюдения за скоростью уменьшения дипольного магнитного поля Солнца могут быть с пользой объединены с наблюдениями за солнечными пятнами, чтобы предсказать, когда текущий цикл достигнет пика. Их анализ показывает, что максимум 25-го солнечного цикла, скорее всего, произойдет в начале 2024 года с неопределенностью в оценке, которая колеблется до сентября 2024 года.