Александр Мордвинов: иногда Солнце пугает Землю, и очень сильно
Когда 400 лет назад люди изобрели телескоп, то первым делом, конечно, глянули на Солнце, поскольку оно было, во-первых, под рукой, а во-вторых, глянуть дальше еще линз не хватало. И пришли в великое смущение. На лике светила, возведенного за свое могучее великолепие многими народами в ранг божества, обнаружились какие-то уродливые пятна. Это было равносильно тому, что в родословной потомственного аристократа обнаружить примесь плебейской крови.
Впоследствии астрономы отметили еще одну странность – число пятен меняется со временем. То они буквально облепляют поверхность, как язвы больного проказой, то совершенно исчезают, словно солнце побывало на приеме у хорошего косметолога. Повинуясь какому-то дьявольскому часовому механизму, весь цикл повторяется примерно через каждые 11 лет. С начала XVIII века, когда за солнцем установили постоянное наблюдение, пятна появлялись 23 раза. Сейчас они готовятся прийти в 24-й раз.
Изменяющийся цикл
Чем грозит Земле это возвращение, мы попросили рассказать человека, который давно уже на короткой ноге с Солнцем, – заведующего лабораторией активности Солнца Института солнечно-земной физики СО РАН, доктора физико-математических наук Александра Мордвинова.
– Все-таки обидно становится, когда узнаешь, что по звездной табели о рангах наше Солнце, можно сказать, застряло в нижних чинах – желтый карлик и только, – пошутил я при встрече с Александром Вениаминовичем.
– Считайте, нам здорово повезло, что на нашу долю достался этот спокойный карлик. Светит ровно, энергию выдает стабильно, поток излучений меняется не очень значительно. А жизнь подле больших звезд чревата большими опасностями. Там такие катаклизмы буйствуют, что любую жизнь могут сдуть в мгновение ока.
– Но ведь и Солнце не агнец божий, тоже буянит каждые 11 лет.
– Все его буйство – это пустяки по сравнению с тем, что может быть в мире звезд. К тому же подъемы его активности очень неравномерны. В прошлом веке самый мощный цикл был лишь однажды, максимум пришелся на 1957 год. Кстати, именно в это время был создан наш институт. Тогда имел довольно длинное название – Сибирский институт земного магнетизма, ионосферы и распространения радиоволн.
– Совпадение случайно или Солнце своей активностью как-то подтолкнуло к созданию?
– Время, скорее всего, подтолкнуло. Дело шло к полетам в космос, и нужно было изучать космическую погоду. А ее в первую очередь заказывает именно Солнце.
– За годы изучения Солнца астрофизикам удалось выяснить тайну цифры 11, почему именно такова продолжительность солнечных циклов?
– Вообще-то 11 лет – это средняя, номинальная цифра. Если исходить из данных, полученных за время регулярных наблюдений, то в реальности разброс довольно большой: от 9 до 14 лет. Например, предыдущий 23-й цикл неожиданно затянулся и продолжался почти 13 лет: с осени 1996 года до начала 2009 года. Хотя ничто не предвещало, что он идет на рекорд. Все предыдущие циклы были сравнительно короткие, не превышали 10 лет.
– Он затянулся на подъеме активности или на спаде?
– Обычно подъем происходит сравнительно быстро. Два-три-четыре года – и Солнце достигает пика активности. А потом следует медленный спад. У 23-го цикла затянулся минимум активности, поломав все прогнозы. Солнце должно было проснуться еще два года назад, а вместо этого только сейчас начало активизироваться.
– Не означает ли это, что отдохнув как следует и набравшись сил, наш желтый карлик может в наступающем 24-м цикле поиграть мускулами? Какие на этот счет прогнозы?
– Как всегда в прогнозах разнобой. Одни, согласно вашей логике, предрекали очень высокую солнечную активность, другие склонялись к средним цифрам. Теперь, когда видно, что развитие происходит достаточно вяло, большинство ученых считает, что амплитуда нынешнего цикла будет ниже средней.
– А каковы ваши прогнозы?
– Я тоже склоняюсь к точке зрения, что активность будет ниже среднего уровня. Обычно главным показателем служит число Вольфа, отображающее пятнообразовательную деятельностью Солнца. Максимальный показатель, зарегистрированный почти за три столетия наблюдений, равен примерно 200 единицам этого числа. Обычно же он колеблется около 120 единиц. Степень активности же 24-го цикла я определяю в 80 единиц. Или даже меньше.
Механизм «динамо»
– Наука, в конце концов, разгадала тайну солнечных пятен?
– Общепринятая на сегодняшний момент точка зрения – действует механизм «динамо». Солнце, как и многие небесные тела, имеет мощное магнитное поле. Когда наша звезда вращается, делая один оборот за 27 земных суток, то магнитное поле закручивается от оборота к обороту, как пружина заводного устройства, аккумулируя энергию. Со временем накапливаются качественные изменения, магнитные поля, вырываясь наружу, повисают над поверхностью в виде арок. В местах их выхода мы и наблюдаем пятна. Экспериментальные и теоретические исследования в этой области выполняются в нашем Институте солнечно-земной физики, получены интересные результаты.
– Почему пятна темные?
– Из-за разницы температур. Что такое солнце? Большая масса газа, где идет непрерывная термоядерная реакция: четыре атома водорода синтезируются в атом гелия с выбросом гигантской энергии. Внутри центрального ядра температура достигает 14 млн градусов. Энергия переносится от центра к поверхности. Происходит мощнейшая конвекция, все бурлит, кипит, одним словом – адская кухня. Но внутри солнечного пятна движения происходят с меньшей интенсивностью, его магнитное поле как бы замораживает это кипение, перекрывая доступ энергии. Естественно, температура падает с обычных для поверхности 6 тыс. градусов до 4,2 тыс. На общем ярком фоне эти более «прохладные» участки и выглядят темными пятнами.
– Получается, когда Солнце более активное, оно и более холодное?
– Поток излучения Солнца почти не меняется. Температуру, «украденную» пятнами, отчасти компенсируют так называемые факелы, которые образуются в окрестностях пятна, там где магнитные поля слабые. Они как бы подхлестывают кипение, давая выход большему количеству энергии.
– Процесс пятнообразования уже пошел?
– Да, в 2009 году появились первые пятнышки. С тех пор их количество растет и размеры стали больше. Продолжительность жизни пятен разная. У одних она не превышает одного оборота солнца, другие накручивают по нескольку витков. Между прочим, сами по себе пятна не опасны для нас. Они лишь сигнализируют, что магнитная активность солнца возрастает и в любой момент можно ждать кучу сюрпризов.
– И какой из них самый опасный?
– Солнечные вспышки. Они могут возникать даже на ранних стадиях активности. Одну из них, примерно средней величины, мы зафиксировали и успели даже отснять 8 июня. Ее можно сравнить с взрывом мощнейшей атомной бомбы. Сила взрыва такова, что куски солнечной плазмы выбрасываются в космическое пространство. А чтобы преодолеть притяжение нашей звезды надо развить скорость 600 км в секунду. Сравните: чтобы запустить ракету с Земли, надо ее разогнать всего лишь до 11 км в секунду.
– И часто эти бомбы взрываются?
– Все зависит от уровня активности. Обычно их время приходит, когда пятна достигают самой большой концентрации, создавая сложные магнитные поля. Вот тогда они частенько дают о себе знать. Их электромагнитное излучение достигает Земли всего за восемь минут, а примерно через двое-трое суток прилетает облако магнитной плазмы, которое с такой силой бьет в магнитосферу нашей планеты, что она, бедная, треплется, как белье на ветру. Системы космической связи и навигации работают неустойчиво, на полюсах вспыхивают полярные сияния.
Жизнь под диктовку
– Магнитная буря?
– Да, магнитная буря. Пренеприятнейшее явление. Особенно от нее достается космонавтам. Мы-то укрыты защитными оболочками: магнитосферой, ионосферой, озоновым слоем, а им за что прятаться? Известно, что при первых полетах, когда происходила вспышка, корабль спешно разворачивали так, чтобы он своей толщей прикрывал экипаж. Да и все мы, живущие на Земле и вроде бы достаточно защищенные от губительного дыхания Солнца, как показал русский ученый Александр Чижевский, зависим от его пульсации. На пиках активности даже бактерии и вирусы размножаются быстрее, грозя человечеству эпидемиями.
– Чижевский делал свои выводы, накладывая статистику на 11-летние циклы активности. Насколько, на ваш взгляд, им можно доверять?
– Влиянием Солнца на земные процессы занимался ведь не только Чижевский. И есть чистые эксперименты, которым нельзя не доверять. Например, с космонавтов, когда они в полете снимают самую разнообразную информацию: частоту пульса, температуру тела. В том числе и скорость реакции. Было установлено, что во время магнитных бурь эта скорость снижается. К сожалению, она снижается не только у космонавтов, но и у обычных людей, например у водителей. Это показал анализ дорожно-транспортных происшествий в Санкт-Петербурге и Иркутске. В годы спокойного Солнца количество ДТП меньше, чем в годы активного. Может и ненамного, но зависимость прослеживается.
– Получается, что мы живем под диктовку Солнца.
– В какой-то мере так оно и есть. Энтузиасты солнечно-земной физики обнаруживают связь солнечной активности не только со здоровьем человека, но и здоровьем экономики. Недавно вышла книга трех авторов –Владимирского, Темурьянца и Мартынюка – «Космическая погода и наша жизнь», где разбору подвергнуты известные циклы экономической конъюнктуры, разработанные русским ученым Николаем Кондратьевым. Ученый утверждал, что взлеты и падения экономики при капитализме укладываются в циклы, продолжительностью в 50-55 лет. Поскольку его выводы расходились с мнением товарища Троцкого, объясняющего колебания капиталистического хозяйства исключительно градусом классовой борьбы, то Николай Дмитриевич был сначала препровожден в лагерь, а затем и расстрелян. По мнению авторов книги, его циклы как бы повторяют конфигурацию солнечных циклов. И кризис 2008 года совпал с окончанием пятого Кондратьевского цикла и минимумом солнечной активности.
– Ваш институт выдает прогнозы космической погоды?
– Да, совместно с китайскими астрофизиками. На Солнце есть долгоживущие комплексы активности, которые позволяют делать прогнозы на несколько суток вперед.
– И вспышки способны предсказывать заранее?
– Со вспышками сложнее. Можем прогнозировать только вероятность появления вспышки. И оправдываемость таких прогнозов при хорошем наборе данных составляет где-то 80%.
– И последнее: когда ожидается пик активности?
– В 2013 году.
