Солнечная активность и планеты

Проблема солнечной активности в последние годы занимает нас всё сильнее, поскольку всё туже становятся узы, связывающие нас с разнообразной электроникой. И если зависимость самочувствия конкретного человека от активности Солнца остаётся предметом обсуждения, то (пагубное) влияние этой активности на земные приборы не вызывает сомнений. Беспокойство усугубляется тем, что причины солнечной активности, в том числе её цикличности, нам по большому счёту по-прежнему непонятны. Не удивительно, что их поиск иногда происходит в не совсем тривиальных направлениях. Или, наоборот, в тривиальных: как посмотреть.

Почти сразу же после обнаружения 11-летнего цикла в изменениях количества солнечных пятен многие исследователи, в числе которых были и родоначальники изучения солнечной активности Рудольф Вольф и Ричард Кэррингтон, отметили близость длительности цикла активности Солнца и орбитального периода Юпитера (11,86 года) и высказывали предварительные соображения о том, что именно Юпитер может быть причиной изменения числа солнечных пятен. С учётом того, что в те времена не исключалась возможность метеоритного происхождения пятен, мысль вполне естественная. Однако после открытия магнитной природы пятен одного только примерного совпадения времён стало недостаточно; необходимо ещё и обрисовать физический механизм, посредством которого Юпитер мог бы управлять солнечной активностью в целом и числом пятен в частности.

Конечно, теперь, после открытия почти тысячи внесолнечных планет, нам проще примириться с идеей о том, что какие-то планеты в каких-то обстоятельствах могут влиять на активность родительских звёзд. В частности, именно наличие «горячих юпитеров» предлагалось в качестве объяснения причин возникновения сверхэнергичных вспышек на солнцеподобных звёздах. Однако Юпитер слишком далёк от Солнца, и его гравитационное влияние, в отличие от влияния «горячих юпитеров», ничтожно. Есть и другие возражения: в частности, если смотреть не только на количество солнечных пятен, а на более обширное сочетание параметров Солнца, то следует говорить не об 11-летнем, а о 22-летнем цикле активности. Кроме того, если предположить, что вариации активности связаны с приливным воздействием, то важного вклада можно было бы ожидать и от других планет — например, от Сатурна или от Венеры, которая, будучи значительно менее массивной, чем Юпитер, расположена гораздо ближе к Солнцу.

Сейчас большинство специалистов считает, что природу 11-летнего (22-летнего) цикла солнечной активности нужно искать внутри самой нашей звезды. Однако тема планетного воздействия на Солнце полностью не закрыта, и статьи о нём продолжают время от времени появляться. Недавно очередную такую работу опубликовали Никола Скафетта и Ричард Уиллсон. Другие специалисты-солнечники относятся к изысканиям Скафетты скептически. Да это и по публикациям видно: в своих статьях он, как правило, стоит либо единственным автором, либо первым из очень незначительного списка соавторов — верный признак человека, в одиночестве долбящего сомнительную идею. Однако его статьи нет-нет да и публикуют рецензируемые журналы, так что у меня есть моральное право о нём упомянуть.

Так вот, пишут Скафетта и примкнувший к нему Уиллсон, допустим, что сторона Солнца, обращённая к Юпитеру, обладает чуть более высокой температурой. Из-за этого мы на Земле должны фиксировать более интенсивное солнечное излучение всякий раз, когда Земля оказывается где-то между Солнцем и Юпитером, то есть примерно каждые 1,09 года (синодический период Юпитера). По мнению Скафетты и Уиллсона, именно такая периодичность обнаруживается в спутниковых данных об интенсивности солнечного излучения на орбите Земли, доказывая, что Юпитер как-то влияет на Солнце.

Это, правда, не объясняет 11-летнего цикла. Здесь Скафетта предлагает вернуться к старой идее о том, что к воздействию Юпитера следует добавлять влияние других планет. Например, в другой статье Скафетта утверждает, что, комбинируя планеты, 11-летний период можно объяснить и не один раз: при помощи сочетания Венеры, Земли и Юпитера или даже при помощи только Венеры и Меркурия.

Объяснить — это, конечно, громко сказано: с конкретными объяснениями пока дело обстоит туго. Начнём с того, что приливное воздействие Юпитера и других планет в разных сочетаниях, по мнению Скафетты (он называет это воздействие приливным массажем) и других сторонников этой идеи, увеличивает энерговыделение Солнца, повышая температуру в недрах или, например, «закачивая» в солнечное ядро дополнительный водород. При этом за счёт высокой чувствительности термоядерных реакций к параметрам среды можно получить значительный отклик на незначительное приливное воздействие планет. Однако выделение энергии в ядре — это одно, а внешние проявления солнечной активности — другое. Если повышением светимости ещё можно кое-как «объяснить» поярчение Солнца со стороны Юпитера, то с пятнами и прочим всё уже не так очевидно.

Да и с поярчением не очень ясно: считается, что энергия из недр Солнца добирается до поверхности не мгновенно, а очень даже медленно — возможно, миллионы лет. Даже если Юпитер и компания там внутри что-то модулируют, пока эти модуляции доберутся до поверхности, они будут безнадёжно утеряны. Чтобы решить эту проблему, Скафетте приходится постулировать существование механизмов быстрого переноса энергии, возможно, связанных с распространением волн в теле Солнца. Критики же считают, что ни один из мыслимых на сегодня механизмов не в состоянии обеспечить нужного повышения светимости и усиления магнитной активности.

Однако это может быть верным только в отношении 11-летнего цикла, но не других, более длительных. Подробный их анализ был проведён недавно в работе Абре с коллегами, которые исследовали вариации в гравитационном воздействии на Солнце всех планет Солнечной системы. При этом они не просто подыскивали нужные периоды, как делает Скафетта, а суммировали всё и искали периодичности в полном «сигнале». И нашли их! Оказалось, что время от времени повторяются некие конфигурации планет, которые действительно усиливают или ослабляют их совокупное влияние на Солнце. И те же самые периоды видны и в содержании космогенных изотопов — индикаторов солнечной активности — на протяжении последних нескольких тысяч лет. В их число попал и примерно девяностолетний период Гляйсберга, и двухсотлетний — Зюсса (с которым повторяются глубокие минимумы солнечной активности наподобие маундеровского), и ещё более длительный, пятисотлетний период…

Правда, несмотря на столь наглядное совпадение многих периодов, сохраняется проблема с физической интерпретацией. Что-то повторяется внутри Солнца, что-то с теми же периодами повторяется в сочетаниях планет, но что именно и как связаны между собой эти повторения? К тому же совсем недавно была подвергнута сомнению статистическая значимость совпадения периодов, обнаруженных Абре с соавторами…

В целом ситуация и по сей день не прояснена. Периодические колебания солнечной активности точно есть — и 11-летние, и более длительные. С одной стороны, природа их в той или иной степени неясна, так что и планетные объяснения имеют какое-то право на существование. С другой стороны, доказательства реальности планетных влияний часто напоминают гадание. Вам нужен период в 11 лет? Хорошо, вот такое расположение планет повторяется каждые 11 лет. Вам нужен период в 22 года? Вот вам расположение планет, повторяющееся каждые 22 года! И так далее. Механизм-то неизвестен; можно предлагать всё что угодно. Далее, планеты — это всё-таки регулярность, по крайней мере на протяжении тысяч лет. А солнечные циклы ведут себя вполне расхлябанно: «одиннадцатилетние» тянутся то 8 лет, то 12, цикл Гляйсберга длится от 55 до 100 лет… В общем, внутри Солнца происходит что-то непонятное, и планеты играют в этом непонятную роль (возможно, никакую). Будем надеяться, что найти ответ на этот вопрос помогут гелиосейсмологические исследования, а также изучение активности других звёзд с планетами.