Чтение онлайн

Последние три цикла Солнечной активности – 21-й, 22-й и 23-й – преподнесли исследователям такую массу сведений для размышлений и столько вопросов, сколько их не было за все наблюдавшиеся предыдущие циклы.

21-й и 22-й солнечные циклы были рекордными по всем энергетическим показателям среди нечетных и четных циклов. С самого начала 23-го цикла все прогнозы, составленные на основании данных предыдущего 21-го, оказались не работающими в полной мере. Солнце вело себя совершенно непредсказуемо.

Приведу некоторые примеры.

В конце 1997 года на Солнце была зарегистрирована одна весьма интенсивная вспышка. Необычность ее заключалась в следующем. При обычном ходе вспышечного процесса, даже если отделяется корональный транзиент (облако замагниченного вещества плазмы Солнца), он уходит в межпланетное пространство со скоростью около 1000 км в секунду или несколько больше. При такой скорости расчетное время его движения до орбиты Земли – 1,5-2 суток. В случае с упомянутой вспышкой Земля отреагировала через 9 часов. Через 9 часов после ухода с поверхности Солнца плазмы, испускания плазмы из коронарных дыр, начала реагировать магнитосфера Земли, ее тонкое тело. (см. рис. 1 в Приложении)

В начале 23-го цикла были очень интенсивные антисимметричные серии вспышек. Апрельская и майская серии вспышек 1998 года начиналась с крупной протонной вспышки, потом последовали 4 рентгеновских. Августовская серия, наоборот, началась с 4-х рентгеновских вспышек, а завершилась крупной протонной вспышкой. Причем все это вызвало рекордные возмущения магнитного поля Земли.

27 августа 1998 года прошли протонные высыпания, и в межпланетном пространстве возникли области гелиомагнитной пыли. Наша магнитосфера реагировала очень бурно. В августе 1998 года была рекордная по длительности и очень сильная гелиомагнитная буря. При измерениях магнитного возмущения 2 мая 1998 года ученым просто не хватило регистрационной шкалы приборов. Пришлось срочно изготавливать дополнительные инженерные устройства, чтобы определить величину геомагнитного возмущения в заполярных регионах.

Появился эффект быстродействия между Землей и Солнцем. Это совпало с началом 23-го солнечного цикла, максимум которого ожидался в 2000-2001 годах. Уже в самом начале этого цикла была заявлена необходимость изучения роста процесса быстрого взаимодействия Земли и Солнца. Для этих исследований в 1998 году в США был запущен специальный спутник с очень далекой орбитой, который по траектории полета изучал энергетическую и количественную характеристику частиц межпланетного пространства. Зонд зафиксировал значительное сгущение вещества между Солнцем и Землей. Это сгущение и есть прямая связь, которая обеспечивает быстродействие в межпланетном пространстве. Причем быстродействие энергоемкое и вещественно насыщенное. Подобные процессы до настоящего 23-го солнечного цикла не регистрировались.

Одновременно с этим на поверхности Солнца начали развиваться необычные процессы, названные "торнадо на Солнце", стали наблюдаться и изучаться гелиосейсмические явления. И, наконец, 11-12 мая 1999 года Солнце прекратило корпускулярный поток со своей поверхности, и солнечный ветер уменьшился на 98% (!). Это вызвало ряд новых состояний магнитосферы Земли: исчез радиационный слой, так как граница магнитосферы "отскочила" от Земли на 380 тыс. км (вместо 50-60 тыс. км); электронный поток со стороны Солнца вызвал в Северном полушарии не только огромное полярное сияние, но и мощное рентгеновское излучение. У многих гелиофизиков возникает опасение, что Солнце может осуществить супервспышку (энергией до 1044 эрг), что приведет к ионизации всей атмосферы и пересозданию магнитосферы. Кроме того, характерна "ломкость" протекания 23-го солнечного цикла, при которой почти спокойные дни сменяются днями рекордных отметок пятнообразования, вспышек и т. д.

Все эти данные не одноразового характера, они регулярно регистрируются в настоящее время. Сейчас в Солнечной системе работают около 600 датчиков на космических аппаратах, которые систематически регистрируют состояние планет и межпланетных полостей. Получаемые при этом данные буквально "с колес" формируют и дополняют новую картину состояния Солнечной системы, да и самого Солнца.

Активность 23-го цикла оказалась непредсказуемой и характеризуется высокой контрастностью. Так, в 2001 году глубокое, почти полуторамесячное, спокойствие Солнца (с числами Вольфа 20-60) сменилось резким ростом активности, достигшим к границе апреля-мая максимума – за две недели произошло 11 рентгеновских вспышек, одна из которых достигла рекордной величины X22. Естественно, что подобная "очередь" этих вспышек, как средство "зачистки климата", и привела, в совокупности с другими причинами, к тому, что 2001 год оказался наиболее теплым (после 1998 года) за последние 140 лет. Огромный выброс солнечного вещества произошел 4 января 2002 года. Так называемый корональный выброс замагниченной солнечной плазмы с огромной скоростью (до 1000 км/с) устремился в межпланетное пространство. Но этот выстрел миллиардов тонн плазмы, в основном, ушел за плоскость эклиптики, то есть за плоскость, в которой вращаются планеты и Земля в том числе. 23-й цикл оказался двухвершинным.

Многолетние наблюдения огненных фонтанов на Солнце в конце 2001 года дополнились новыми, пока необъяснимыми, фактами. Оказалось, что газовые сгущения могут падать на поверхность Солнца с высоты 2,7 млн. км, то есть с расстояния двух диаметров нашего светила. Считается, что это движение газовых сгущений против солнечного ветра, дующего навстречу со скоростью более 120 км/с, связано с процессами переполюсовки Солнца и всплесков напряженности его магнитного поля. Так, уже в начале 2002 года методом акустической томографии выявлено, что известные солнечные пятна – это вертикальные магнитоструктуры со встречным движением вещества.

Интересные, взбудоражившие гелиофизиков события на Солнце произошли в начале апреля 2002 года: в области AR9878 произошла вспышка класса С3.1, причем она сопровождалась резким (вспышечным) снижением энергии (в 100 раз меньше фонового энергетического потока). То есть во время этой вспышки произошел "отрицательный всплеск" с 10-6 Вт/м до 10-8 Вт/м. При этом отмечен процесс "обдирания электронов", который сопровождался многократной ионизацией химических элементов: четырехкратная ионизация кислорода, девятикратная – магния, пятнадцати- и двадцатикратная ионизация железа. Характерно также, что вспышечная волна имела спиралевидную конфигурацию. Эти вспышечные новости 23-го солнечного цикла, затянувшегося во времени и отчетливо двухвершинного, еще более выделяют этот цикл из всех ранее наблюдавшихся циклов. Естественно, что "солнечные новости" сказываются на планетофизических процессах, но – как конкретно, это, как говорится, поживем – увидим.

В конце 90-х годов подтвердились сообщения, что Уран поднял свою электромагнитную производительность более чем в 30 раз. В 1992-93 годах американский зонд "Улисс" был направлен к Солнцу для изучения магнитного поля, так называемого солнечного диполя. Отчетливого диполя не было обнаружено вовсе, Солнце оказалось своеобразным "магнитным монополем".

Обнаружилось и другое. При пролете "Улиссом" орбиты Юпитера был зафиксирован резкий рост (в два раза!) мощности электромагнитного излучения. Следует учитывать, что Юпитер – это гигантская планета, в 318 раз превышающая по массе Землю. Юпитер и его 39 спутников (согласно данным 2002 г.) образуют сами некое подобие Солнечной системы. Добавим, что Юпитер имеет мощный магнитодиск величиной в 2,5 млн. км. Связка Солнце-Юпитер образует электромагнитный каркас всей Солнечной системы. И вот вдруг оказывается, что энергоемкость этой гигантской системы увеличилась вдвое только за последнее десятилетие. Естественно, что ученые с огромным вниманием начали изучать реальные и прогнозируемые последствия этого явления.

Первым установленным следствием повышения энергоемкости Солнечной системы явился рост наиболее значительных метеорологических катастроф на Земле. С 1963 по 1990 год их количество возросло в 4,3 раза. Каждая подобная катастрофа имеет расход энергии не менее 1023 Джоулей. Откуда черпается подобная энергия? После всего вышесказанного ясно, что эта энергия поступает непосредственно из межзвездного пространства. Этот факт и является фундаментальным для всех последующих наших рассуждений.

В июне 1999 года центр НАСА опубликовал через Интернет информацию, доступ к которой до того времени был разрешен чрезвычайно узкой категории специалистов. Согласно этой информации, Солнечная система в настоящее время дополнительно "погрузилась", как выразились исследователи НАСА, в водородный "пузырь", или водородный шар. Существенно выросло содержание водорода в межпланетном пространстве и во всей Солнечной системе.

Каковы же следствия поступления в Солнечную систему вещества и энергии?

Процессы, которые сегодня происходят на Солнце и планетах Солнечной системы, это реакция на изменившееся состояние пространства и в том числе на содержание в нем атомарного водорода. Сгущения и разряжения водородных областей в пространстве распределены неравномерно. В 1997-м году, когда вблизи Земли наблюдалось прохождение кометы Хейла-Боппа, на ее свечении в ультрафиолетовых лучах регистрировались тени в тех областях пространства, где концентрация водорода была повышенной. Так было определено наличие полосовых областей скопления водорода.