«Динамо» объяснило Солнце

— 3.03.11 18:04 —

ТЕКСТ: Николай Подорванюк

ФОТО: nasa.gov/

Найдено объяснение аномальному минимуму солнечной активности в 2008–2009 годах. Соответствующая работа опубликована в журнале Nature, для «Газеты.Ru» ее прокомментировал ведущий научный сотрудник лаборатории рентгеновской астрономии Солнца ФИАН, д. ф.-м. н. Сергей Богачев.

– За последние 5 лет в Nature это, если я не ошибаюсь, вторая работа по физике Солнца, которую, видимо, в этом журнале не очень любят, – заметил ведущий научный сотрудник лаборатории рентгеновской астрономии Солнца ФИАН доктор физико-математических наук Сергей Богачев. – Полагаю, что данная статья пошла в Nature, потому что авторы привязали ее к минимуму активности.

В 2008–2009 году был глубочайший минимум активности Солнца, когда она буквально ушла «в ноль». Обычно минимум проходит повыше нулевой шкалы, а тут наблюдался очень редкий минимум.

Авторы работы в Nature показали, что разработанная ими модель «солнечного динамо» способна описать такое состояние Солнца при некоторой комбинации параметров.

– Что собой представляет теория «солнечного динамо»?

– Эта теория, объясняющая солнечный цикл, использует два эффекта. Первый эффект связан с дифференциальным вращением Солнца, то есть тем, что на экваторе Солнце вращается быстрее, чем на более высоких широтах. Этот эффект, который способен запутать или растянуть вертикальную магнитную линию, объясняет усиление магнитного поля, объясняет то, каким образом вращение Солнца способно усиливать какие-то простые дипольные магнитные конфигурации. Второй эффект экспериментальный и состоит в том, что солнечные пятна в начале цикла появляются на высоких широтах, ближе к полюсу, а потом, по мере развития цикла, спускаются к экватору. Ранее, чтобы объяснить этот эффект, вводили некое меридиональное течение: считалось, что на Солнце есть некие вертикальные течения плазмы со скоростью 10–20 км в сек, которые способны эти пятна двигать. В последнее время такое меридиональное течение научились не «руками вводить», а получать некой обратной связью. Солнце вращается продольно, и оно таким образом провоцирует и меридиональное течение. То есть теория «солнечного динамо» приобрела замкнутую концепцию.

– И что сделали авторы статьи в Nature?

– У них построена некая численная модель, которая в ходе оперирования параметрами (такое-то вращение, такая-то сила поля) позволяет описывать солнечный цикл. Статья, описывающая эту модель, была опубликована раньше (в 2009 году в журнале Asttophysical Journal – примечание «Газеты.Ru»), сейчас же авторы по этой своей модели прокрутили большое число циклов, почти за 2000 лет.

Их идея заключалась в следующем: варьируя параметры, получать разные циклы и сравнивать их с тем, что наблюдалось.

В результате они получили, что их моделью можно объяснить разнообразные циклы активности Солнца – и очень большие, и очень маленькие.

– До этой работы были какие-то объяснения недавнего глубокого минимума солнечной активности?

– Были некие статистические. Есть 11-летний цикл, который, казалось бы, работает как часы. Если посмотреть на надежные данные наблюдений за Солнцем (это где-то 260 лет), то видно, что бывают более высокие, более низкие и более глобальные циклы активности – вековой, тысячелетний и так далее. Если они сходятся в одной точке, то минимум будет подавлен на десятилетия, что было в «минимум Маундера», в период 1641–1711 годов, когда пятна на Солнце не наблюдались.

По некоторым методам (анализу углерода) можно делать выводы о солнечных циклах на 8 тысяч лет назад – прослеживаются более глобальные циклы.

Но это все лирика. Тут же сделана попытка подвести физический механизм, и показано, что при таких параметрах, как скорость меридионального течения 15–30 км/сек и слабые магнитные поля около полюсов, модель предсказывает, что солнечный цикл может упереться в ноль, будет очень маленький.

Но опять-таки эта модель точно не может предсказывать ничего. Авторы говорят, что конечная цель их исследований – научиться точно все предсказывать. Но пока они не понимают, почему меридиональное течение может менять свою скорость. На фундаментальный вопрос цикла – в чем его природа и чем цикл глобально управляется – они не отвечают. Они пишут механизм, но причину, по которой этот механизм работает, они, к сожалению, пока не способны назвать.

– В новостях об этой работе говорится о надеждах больше узнать про Солнце с помощью недавно запущенного NASA аппарата Solar Dynamic Observatory. А какие у России планы по запуску новой космической обсерватории, которые достаточно актуальны в свете потери спутника «Коронас-Фотон»?

– Федеральная космическая программа прописывается вперед на десять лет, а финансируется на пять лет вперед. В данный момент программа с 2010 по 2015 год полностью профинансирована Минфином. Поэтому проекту новой солнечной обсерватории невозможно войти в эту программу до 2015 года, хотя такая неудачная попытка была предпринята после того, как умер «Коронас-Фотон».

Сейчас единственный вариант – войти в программу после 2015 года. Если это не удастся, тогда, видимо, до 2025 года ничего не будет.

В 2013–2014 году как раз будет производиться коррекция Федеральной космической программы, где будет обсуждаться, какие проекты в 2015–2020 году будут финансироваться, чтобы они были изготовлены. Соответственно, к этому обсуждению нужно подготовиться полностью, и в первую очередь проект должен пройти стадию НИР

(научно-исследовательских работ). Поэтому задача этого года заключается в том, чтобы Роскосмос включил солнечную обсерваторию в эту стадию, чтобы за год к 2012–2013 году ее закончить и к моменту коррекции федеральный программы была возможность включить туда ее. В принципе такая готовность у нас имеется: есть и коллектив, и опыт, формально просто-напросто нету денег. Если удастся найти средства, то можно проект и раньше начать. Но если нет, то тогда его можно начать только таким медленным путем – через включение проекта на изготовление с финансированием начиная с 2015 года. Других же солнечных проектов в Федеральной космической программе, к сожалению, нет.