Важливі орієнтири сонячного циклу, на які впливають зміни магнітного поля Сонця, можуть передбачати зміни погодних умов і ризики для телекомунікацій. Відповідне дослідження провели за підтримки НАСА Національного центру атмосферних досліджень.
Вчені намагалися визначити сонячний цикл за допомогою сонячних плям відтоді, як людство вперше змогло їх помітити близько 400 років тому. Сонячна активність, в тому числі сонячні плями і спалахи, припливи і відливи відбуваються приблизно кожні 11 років, змінюючи погодні умови на Землі і іноді створюючи небезпеку для зв’язку. Все, від фермерів до військових, виграють, якщо ці зрушення можна буде точно передбачити.
“Сонячний мінімум”, або період зниженої сонячної активності, традиційно використовувався вченими для позначення початку кожного циклу. Проте Р. Роберт Лімон, науковий співробітник партнерства з досліджень геліофізики і космічного середовища (PHaSER), стверджує, що структура «сонячного мінімуму» досить довільна і неточна.
Недавнє дослідження, проведене Лімоном, демонструє, що багато значних змін у сонячному циклі можна точно описати та передбачити, використовуючи “сонячні годинники” на основі магнітного поля Сонця, а не наявність або відсутність сонячних плям. Новий підхід покращує класичний метод виявлення сонячних плям, передбачаючи сплески небезпечних сонячних спалахів або зміну погодних умов на роки вперед.
Нове дослідження, опубліковане в журналі Frontiers in Astronomy and Space Sciences, демонструє, що сонячний цикл функціонує як окрема послідовність подій. Кожну п’яту частину циклу відбуваються помітні, а іноді і різкі зміни. Це вірно, незалежно від того, наскільки тривалим насправді є даний цикл, який може варіюватися від декількох місяців до року. Лімон і його колеги називають його “квінтовим колом” як данину поваги любителям музики.
Нове дослідження, проведене Лімоном та його колегами Скоттом Макінтошем з Національного центру атмосферних досліджень (NCAR) та Аланом Тайтлом з Центру передових технологій Lockheed Martin, базується на опублікованій роботі Лімона, Макінтоша та Даніеля Марша з NCAR у 2020 році. Ця стаття продемонструвала існування явища сонячного циклу, яке дослідницька група назвала “термінатором”.
Магнітне поле Сонця змінює напрямок кожен сонячний цикл, але між послідовними циклами є перекриття. “Термінатор” якраз показує, коли полярне поле попереднього циклу повністю зникло з поверхні Сонця, і швидко слідує різке зростання сонячної активності.
Нова стаття вказує на додаткові особливості на шляху повного сонячного циклу від “термінатора” до “термінатора”. Ці орієнтири більш чіткі та послідовні, ніж використання сонячних плям для вимірювання довжини циклу. Наприклад,
Через дві п’ятих циклу темні області, звані “полярними корональними дірами”, знову формуються на полюсах Сонця. У три п’ятих циклу відбувається остання Х-спалах, клас дуже великих і потенційно небезпечних сонячних спалахів. На чотирьох п’ятих сонячних плям мінімум, але цей орієнтир менш постійний. А потім Сонце проходить ще один “термінатор”, після чого сонячна активність знову швидко набирає обертів. Інші явища, такі як УФ-випромінювання, також чудово поєднуються з п’ятими.
Команда виявила закономірності в даних, зібраних двома наземними обсерваторіями. Радіоастрофізична обсерваторія Домініона в Пентіктоні, Канада, щодня з 1947 року вимірює потік сонячного радіовипромінювання, який служить корисним показником сонячної активності. Сонячна обсерваторія Вілкокса в Стенфордському університеті збирає щоденні вимірювання магнітних полів на поверхні Сонця з 1975 року.
Нова теорія сонячного годинника змінює фокус з сонячних плям на зрушення в магнітних полях. “Це майже як симптоми та причини», — говорить Лімон. Хоча сонячні плями є важливим симптомом, магнітне поле є основною причиною, що керує сонячним циклом.