Sredinom prošlog stoljeća astronomi amateri G. Schwabe i R. Wolf prvi su ustanovili činjenicu da se broj sunčevih pjega mijenja tokom vremena, a prosječan period ove promjene je 11 godina. O tome možete pročitati u gotovo svim popularnim knjigama o Suncu. Ali malo ko je čak među stručnjacima čuo da se još 1775. godine P. Gorrebov iz Kopenhagena usudio da tvrdi da postoji periodičnost sunčevih pjega. Nažalost, broj njegovih zapažanja bio je premali da bi se utvrdilo trajanje ovog perioda. Visoki naučni autoritet protivnika Gorrebovljevog gledišta i artiljerijsko granatiranje Kopenhagena, koje je uništilo sve njegove materijale, učinilo je sve da se ova izjava zaboravi i ne pamti čak i kada su je drugi dokazali.

Naravno, sve to ni na koji način ne umanjuje naučne zasluge Wolfa, koji je uveo indeks relativnog broja sunčevih pjega i uspio ga obnoviti od 1749. godine na osnovu različitih opservacijskih materijala amaterskih i profesionalnih astronoma godine maksimalnog i minimalnog broja sunčevih pjega iz vremena posmatranja G. Galilea, odnosno od 1610. godine. To mu je omogućilo da pojača vrlo nesavršen rad Schwabea, koji je posmatranja imao samo 17 godina, i po prvi put odredi trajanje prosječni period promjene broja sunčevih pjega. Tako je nastao čuveni Schwabe-Wolfov zakon, prema kojem se promjene sunčeve aktivnosti dešavaju periodično, s dužinom prosječnog perioda od 11,1 godina (Sl. 12). Naravno, tada se govorilo samo o relativnom broju sunčevih pjega. Ali s vremenom je ovaj zaključak potvrđen za sve poznate indekse solarne aktivnosti. Brojni drugi periodi aktivnih solarnih fenomena, posebno kraći, koje su otkrili solarni istraživači u proteklih 100 i više godina, dosljedno su pobijani, a samo je period od 11 godina ostao nepokolebljiv.

Kriva prosječnih godišnjih relativnih brojeva sunčevih pjega u Cirihu...

Iako se promjene solarne aktivnosti dešavaju periodično, ova periodičnost je posebna. Činjenica je da vremenski intervali između godina maksimalnog (ili minimalnog) broja Vuka dosta variraju. Poznato je da je od 1749. do danas njihovo trajanje variralo od 7 do 17 godina između godina maksimuma i od 9 do 14 godina između godina minimuma u relativnom broju sunčevih pjega. Stoga bi bilo ispravnije govoriti ne o 11-godišnjem periodu, već o 11-godišnjem ciklusu (tj. periodu s poremećajima, ili „skrivenom” periodu) solarne aktivnosti. Ovaj ciklus je izuzetno važan kako za sticanje uvida u suštinu sunčeve aktivnosti, tako i za proučavanje solarno-zemaljskih veza.

Ali 11-godišnji ciklus se očituje ne samo u promjenama u učestalosti solarnih novoformacija, posebno sunčevih pjega. Može se otkriti i promjenama geografske širine grupa sunčevih pjega tokom vremena (slika 13). Ova okolnost je privukla pažnju poznatog engleskog istraživača Sunca R. Carringtona još 1859. godine. On je otkrio da se na početku 11-godišnjeg ciklusa pege obično pojavljuju na visokim geografskim širinama, u prosjeku na udaljenosti od ±25-30° od ekvator Sunca, dok na kraju ciklusa preferiraju područja bliže ekvatoru, u prosjeku na geografskim širinama ±5-10°. Kasnije je to mnogo ubedljivije pokazao nemački naučnik G. Sperer. U početku se ovoj osobini nije pridavao veliki značaj. Ali onda se situacija dramatično promijenila. Pokazalo se da se prosječno trajanje 11-godišnjeg ciklusa može mnogo preciznije odrediti iz promjena geografske širine grupa sunčevih pjega nego iz varijacija u Wolfovim brojevima. Dakle, sada Spererov zakon, koji ukazuje na promjenu geografske širine grupa sunčevih pjega s tokom 11-godišnjeg ciklusa, zajedno sa Schwabe-Wolfovim zakonom, djeluje kao osnovni zakon solarne cikličnosti. Sav dalji rad u ovom pravcu samo je razjasnio detalje i objasnio ovu varijaciju na različite načine. Ali oni su, ipak, ostavili nepromijenjenu formulaciju Spererovog zakona.

Dijagram leptira grupa sunčevih pjega...

Sada se okrećemo 11-godišnjem ciklusu solarne aktivnosti, koji je u fokusu solarnih istraživanja više od sto godina od njegovog otkrića. Iza njegove prividne zadivljujuće jednostavnosti zapravo se krije tako složen i višestruki proces da se uvijek suočavamo s opasnošću da izgubimo sve, ili barem mnogo od onoga što nam je već otkrio. Jedan od najpoznatijih stručnjaka za prognoze solarne aktivnosti, njemački astronom V. Glaisberg, bio je u pravu kada je u jednom od svojih popularnih članaka rekao sljedeće: „Koliko su puta istraživači solarne aktivnosti mislili da su konačno uspjeli utvrditi sve osnovni obrasci 11-godišnjeg ciklusa. Ali onda je počeo novi ciklus, a njegovi prvi koraci potpuno su odbacili svo njihovo samopouzdanje i primorali ih da preispitaju ono što su smatrali definitivno utvrđenim.” Možda su ove riječi malo zgusnute, ali njihova suština je svakako istinita, posebno kada je u pitanju prognoza sunčeve aktivnosti.

Kao što smo već rekli, u određenim godinama Wolfovi brojevi imaju maksimalnu ili minimalnu vrijednost. Ove godine, ili još preciznije definisani momenti u vremenu, kao što su kvartali ili meseci, nazivaju se, respektivno, epohama maksimuma i minimuma 11-godišnjeg ciklusa, ili, uopštenije, epohama ekstrema. Prosječne mjesečne i prosječne tromjesečne vrijednosti relativnog broja sunčevih pjega, pored općenito pravilne, glatke promjene, karakteriziraju i vrlo nepravilne, relativno kratkoročne fluktuacije (vidi 5. odjeljak ovog poglavlja). Stoga se epohe ekstrema obično identifikuju takozvanim izglađenim mjesečnim Wolfovim brojevima, koji predstavljaju vrijednosti ovog indeksa dobijene iz posmatranja usrednjenih na poseban način tokom 13 mjeseci, ili gornjim i donjim omotačima krivulje promjene. u tromjesečnim prosječnim vrijednostima relativnog broja sunčevih pjega. Ali ponekad korištenje ovakvih metoda može dovesti do lažnih rezultata, posebno u niskim ciklusima, odnosno ciklusima s malim maksimalnim Wolfovim brojem. Vremenski interval od epohe minimuma do epohe maksimuma 11-godišnjeg ciklusa nazvan je granom rasta, a od epohe maksimuma do epohe sledećeg minimuma - granom njegovog opadanja (Sl. 14).

Trajanje 11-godišnjeg ciklusa mnogo je bolje određeno minimalnim epohama nego maksimalnim epohama. Ali čak i u ovom slučaju nastaje poteškoća, koja leži u činjenici da sljedeći ciklus, u pravilu, počinje ranije nego što se prethodni završava. Sada smo naučili da razlikujemo grupe mrlja novog i starog ciklusa po polaritetu njihovog magnetnog polja. Ali takva se prilika ukazala prije nešto više od 60 godina. Stoga, da bi se održala homogenost metodologije, ipak se mora zadovoljiti ne pravom dužinom 11-godišnjeg ciklusa, već određenim njegovim „ersatzom“, određenim epohama minimalnih Wolfovih brojeva. Sasvim je prirodno da ovi brojevi obično kombinuju grupe tačaka novog i starog 11-godišnjeg ciklusa. 11-godišnji ciklusi sunčevih pjega razlikuju se ne samo po različitim dužinama, već i po različitim intenzitetima, odnosno različitim vrijednostima maksimalnih Wolfovih brojeva. Već smo rekli da su redovni podaci o prosječnom mjesečnom relativnom broju sunčevih pjega Ciriške serije dostupni od 1749. Stoga se prvim ciriškim 11-godišnjim ciklusom smatra ciklus koji je započeo 1775. Ciklus koji mu je prethodio, koji sadrže nepotpune podatke, očigledno iz tog razloga dobili nulti broj. Ako je tokom 22 ciklusa koja su prošla od početka redovnog određivanja Wolfovih brojeva (uključujući nulti ciklus i tekući koji još nije završen, ali je već prošao svoj maksimum), maksimalni prosječni godišnji broj Wolfa iznosio je u prosjeku 106, zatim je u raznim 11-godišnjim ciklusima fluktuirao od 46 do 190. 19. ciklus, koji se završio 1964. godine, bio je posebno visok. Na svom maksimumu, koji se dogodio krajem 1957. godine, prosječan kvartalni Vukov broj iznosio je 235. Drugo mjesto nakon njega zauzima sadašnji, 21. ciklus, čiji se maksimum dogodio krajem 1979. godine sa prosječnim kvartalnim relativnim brojem Sunčevih pjega od 182. Najniži ciklusi sunčevih pjega datiraju s početka prošlog stoljeća. Jedan od njih, 5. po ciriškoj numeraciji, najduži je od posmatranih 11-godišnjih ciklusa. Neki istraživači solarne aktivnosti čak sumnjaju u realnost njenog trajanja i smatraju da je ona u potpunosti zaslužna za „aktivnost“ na polju nauke Napoleona I. Činjenica je da je francuski car, potpuno zaokupljen vođenjem pobedonosnih ratova, mobilisao gotovo svi astronomi opservatorija Francuske i zemalja koje je osvojio u vojsku . Stoga su se tih godina posmatranja Sunca obavljala tako rijetko (ne više od nekoliko dana mjesečno) da se teško može vjerovati Wolfovim brojevima tada dobijenim. Teško je reći koliko su takve sumnje osnovane. Inače, indirektni podaci o sunčevoj aktivnosti u to vrijeme nisu u suprotnosti sa zaključkom o niskom nivou relativnog broja sunčevih pjega na početku 19. stoljeća. Međutim, ove sumnje se ne mogu jednostavno odbaciti, jer omogućavaju da se riješe nekih izuzetaka, posebno za pojedinačne 11-godišnje cikluse. Zanimljivo je da je drugi najniži ciklus, čiji maksimum datira iz 1816. godine, bio dug samo 12 godina, za razliku od svog prethodnika.

Budući da imamo podatke za više od dvije stotine godina samo o Wolfovim brojevima, sva glavna svojstva 11-godišnjih ciklusa solarne aktivnosti izvedena su posebno za ovaj indeks. Lakom rukom poštovanog otkrića 11-godišnjeg ciklusa, više od pedeset godina, istraživači solarne aktivnosti uglavnom su bili zauzeti traženjem čitavog niza ciklusa koji traju od nekoliko mjeseci do stotina godina. R. Wolf, uvjeren da je solarna cikličnost rezultat utjecaja planeta Sunčevog sistema na Sunce, sam je pokrenuo ovu potragu. Međutim, svi su ti radovi mnogo više doprinijeli razvoju matematike nego proučavanju sunčeve aktivnosti. Konačno, već 40-ih godina ovog stoljeća, jedan od Wolfovih “nasljednika” u Cirihu, M. Waldmeier, usudio se posumnjati u ispravnost svog “naučnog pradjeda” i prenio uzrok 11-godišnje cikličnosti unutar samog Sunca. . Od tog vremena je zapravo počelo pravo proučavanje glavnih unutrašnjih svojstava 11-godišnjeg ciklusa sunčevih pjega.

Intenzitet 11-godišnjeg ciklusa je usko povezan sa njegovim trajanjem. Što je ovaj ciklus snažniji, odnosno što je veći njegov maksimalni relativni broj tačaka, to je njegovo trajanje kraće. Nažalost, ova karakteristika je prije čisto kvalitativne prirode. Ne dozvoljava pouzdano određivanje vrijednosti jedne od ovih karakteristika ako je druga poznata. Rezultati proučavanja veze između maksimalnog Wolfovog broja (tačnije njegovog decimalnog logaritma) i dužine grane rasta 11-godišnjeg ciklusa, odnosno onog dijela krive koji karakteriše porast Wolf brojeva od početka ciklusa do maksimuma, izgledajte mnogo sigurnije. Što je veći maksimalni broj sunčevih pjega u ovom ciklusu, kraća je grana rasta. Dakle, oblik ciklične krive 11-godišnjeg ciklusa u velikoj mjeri je određen njegovom visinom. U visokim ciklusima karakteriše ga velika asimetrija, a dužina grane rasta je uvek kraća od dužine grane opadanja i iznosi 2-3 godine. Za relativno slabe cikluse ova kriva je gotovo simetrična. I samo najslabiji 11-godišnji ciklusi opet pokazuju asimetriju, samo suprotnog tipa: njihova grana rasta je duža od grane opadanja.

Za razliku od dužine grane rasta, dužina grane opadanja 11-godišnjeg ciklusa je veća što je veći njen maksimalni Wolfov broj. Ali ako je prethodna veza vrlo bliska, onda je ova mnogo slabija. To je vjerovatno razlog zašto maksimalni relativni broj sunčevih pjega samo kvalitativno određuje trajanje 11-godišnjeg ciklusa. Općenito, grana rasta i grana opadanja glavnog ciklusa solarne aktivnosti se ponašaju različito u mnogim aspektima. Za početak, ako na grani rasta zbroj prosječnih godišnjih Wolfovih brojeva gotovo ne ovisi o visini ciklusa, onda je na grani opadanja određen upravo ovom karakteristikom. Nije iznenađujuće da su pokušaji da se kriva 11-godišnjeg ciklusa predstavi kao matematički izraz ne sa dva, već sa jednim parametrom bili tako neuspešni. Na grani rasta, mnoge veze ispadaju mnogo jasnije nego na grani opadanja. Čini se da upravo karakteristike porasta sunčeve aktivnosti na samom početku 11-godišnjeg ciklusa diktiraju njegov karakter, dok je njegovo ponašanje nakon maksimuma uglavnom približno isto u svim 11-godišnjim ciklusima i razlikuje se samo zbog na različite dužine grane opadanja. Međutim, uskoro ćemo vidjeti da je ovom prvom utisku potreban jedan važan dodatak.

Dokaze u prilog određujućeg značaja grane rasta 11-godišnjeg ciklusa dale su studije cikličkih promjena u ukupnoj površini sunčevih pjega. Pokazalo se da se maksimalna vrijednost ukupne površine pjega može prilično pouzdano odrediti iz dužine grane rasta. Ranije je već spomenuto da ovaj indeks implicitno uključuje broj grupa sunčevih pjega. Stoga je sasvim prirodno da za njega dobijemo u suštini iste zaključke kao i za Vukove brojeve. Obrasci 11-godišnjeg ciklusa za učestalost drugih fenomena solarne aktivnosti, posebno sunčevih baklji, mnogo su manje poznati. Čisto kvalitativno, možemo pretpostaviti da će za njih biti isti kao i za relativne brojeve i ukupnu površinu sunčevih pjega.

Do sada smo se bavili fenomenima solarne aktivnosti bilo koje snage. Ali, kao što već znamo, pojave na Suncu veoma variraju po intenzitetu. Čak iu svakodnevnom životu, retko ko bi stavio lagani cirus oblak i veliki crni oblak na isti nivo. Do tada smo upravo to radili. A evo šta je zanimljivo. Kada podijelimo aktivne solarne formacije prema njihovoj snazi, dolazimo do prilično kontradiktornih rezultata. Fenomeni slabog ili umjerenog intenziteta općenito daju istu krivulju ciklusa od 11 godina kao i Wolfovi brojevi. Ovo se ne odnosi samo na broj sunčevih pjega, već i na broj mjesta baklji i broj sunčevih baklji. Što se tiče najmoćnijih aktivnih formacija na Suncu, one se najčešće javljaju ne u samoj epohi maksimuma 11-godišnjeg ciklusa, već 1-2 godine nakon njega, a ponekad i prije ove epohe. Dakle, za ove fenomene ciklička kriva ili postaje dvovrsna ili pomjera svoj maksimum na godine kasnije u odnosu na Wolfove brojeve. Upravo tako se ponašaju najveće grupe sunčevih pjega, najveće i najsjajnije flokule kalcija, protonske baklje i rafali radio-emisije tipa IV. Krivulje 11-godišnjeg ciklusa za intenzitet zelene koronalne linije, fluks radio-emisije na metarskim talasima, prosječnu jačinu magnetnih polja i prosječni životni vijek grupa sunčevih pjega, tj. indekse snage fenomena , imaju sličan oblik.

Jedanaestogodišnji ciklus u Spererovom zakonu za različite procese solarne aktivnosti se najjedinstvenije manifestuje. Kao što već znamo, za grupe sunčevih pjega to se izražava u promjeni prosječne geografske širine njihovog pojavljivanja od početka do kraja ciklusa. Štaviše, kako se ciklus razvija, brzina ovog „klizanja“ zone sunčevih pjega prema ekvatoru se postepeno smanjuje i 1-2 godine nakon epohe maksimalnog broja Wolfa u potpunosti prestaje kada zona dostigne „barijeru“ u rasponu geografskih širina. 7°,5-12°, 5. Dalje se javljaju samo oscilacije zone oko ove prosječne geografske širine. Čini se da 11-godišnji ciklus „radi“ samo do ovog vremena, a zatim se postepeno „rastvara“, takoreći. Poznato je da pege pokrivaju prilično široka područja sa obe strane Sunčevog ekvatora. Širina ovih zona se takođe menja tokom 11-godišnjeg ciklusa. Oni su najuži na početku ciklusa, a najširi na svom maksimumu. Ovo objašnjava činjenicu da su u najsnažnijim ciklusima, kao što su 18., 19. i 21. Cirih numeracija, najveće geografske grupe sunčevih pjega uočene ne na početku ciklusa, već u godinama maksimuma. Grupe malih i srednjih sunčevih pjega nalaze se gotovo po cijeloj širini "kraljevskih zona", ali se radije koncentrišu prema svom središtu, čiji se položaj sve više približava ekvatoru Sunca kako se ciklus razvija. Najveće grupe mrlja „odabiru“ rubove ovih zona i tek povremeno se „spuštaju“ na njihove unutrašnje dijelove. Sudeći samo po lokaciji ovih grupa, moglo bi se pomisliti da je Spererov zakon samo statistička fikcija. Solarne baklje različitih snaga ponašaju se na sličan način.

Na opadajućoj grani 11-godišnjeg ciklusa, prosječna geografska širina grupa sunčevih pjega, počevši od ±12°, ne zavisi od visine ciklusa. Istovremeno, u godini maksimuma je određen maksimalnim Wolfovim brojem u ovom ciklusu. Štaviše, što je 11-godišnji ciklus snažniji, to su veće geografske širine na kojima se pojavljuju prve grupe sunčevih pjega. Istovremeno, širine grupa na kraju ciklusa, kao što smo već vidjeli, u prosjeku su u suštini iste, bez obzira na njihovu snagu.

Sjeverna i južna hemisfera Sunca se vrlo različito ponašaju u pogledu razvoja 11-godišnjih ciklusa u njima. Nažalost, Wolfovi brojevi su određeni samo za cijeli solarni disk. Dakle, o ovom pitanju imamo prilično skroman materijal iz Greenwich opservatorija o broju i površinama grupa sunčevih pjega za oko stotinu godina. Ipak, podaci iz Greenwicha omogućili su da se otkrije da se uloga sjeverne i južne hemisfere primjetno mijenja iz jednog 11-godišnjeg ciklusa u drugi. To se izražava ne samo u činjenici da u mnogim ciklusima jedna od hemisfera definitivno djeluje kao „provodnik“, već i u razlici u obliku ciklične krive ovih hemisfera u istom 11-godišnjem ciklusu. Ista svojstva otkrivena su u broju grupa sunčevih pjega iu njihovoj ukupnoj površini. Štaviše, epohe maksimuma ciklusa na sjevernoj i južnoj hemisferi Sunca često se razlikuju za 1-2 godine. Više ćemo govoriti o ovim razlikama kada razmatramo duge cikluse. Za sada, kao primjer, podsjetimo se samo da je u najvišem 19. ciklusu Sunčeva aktivnost definitivno preovladavala na sjevernoj hemisferi Sunca. Štaviše, epoha maksimuma na južnoj hemisferi nastupila je više od dvije godine ranije nego na sjevernoj hemisferi.

Do sada smo razmatrali karakteristike razvoja 11-godišnjeg ciklusa sunčeve aktivnosti samo za pojave koje se dešavaju u „kraljevskim zonama“ Sunca. Na višim geografskim širinama čini se da ovaj ciklus počinje ranije. Konkretno, odavno je poznato da se povećanje broja i površine prominencija u rasponu geografskih širina ±30-60° događa otprilike godinu dana prije početka 11-godišnjeg ciklusa sunčevih pjega i prominencija na niskim geografskim širinama. Zanimljivo je da ako se u “kraljevskim zonama” prosječna geografska širina pojavljivanja prominencija postepeno smanjuje kako ciklus napreduje, slično onome što se dešava sa grupama sunčevih pjega, onda prominencije na višim geografskim širinama u prosjeku imaju manju geografsku širinu na početku ciklusa nego na njegovom kraju. Nešto slično se opaža kod koronalnih kondenzacija. Neki istraživači vjeruju da za zelenu koronalnu liniju 11-godišnji ciklus počinje oko 4 godine ranije nego za grupe sunčevih pjega. Ali sada je još uvijek teško reći koliko je ovaj zaključak pouzdan. Moguće je da se, u stvari, na Suncu stalno održava zona koronalne aktivnosti na visokim geografskim širinama, što, uzimajući u obzir podatke dobijene za niže geografske širine, dovodi do ovog očiglednog rezultata.

Slaba magnetna polja u blizini njegovih polova ponašaju se još neobičnije. Oni dostižu minimalnu vrijednost intenziteta otprilike u godinama maksimuma 11-godišnjeg ciklusa, a istovremeno se polaritet polja mijenja na suprotan. Što se tiče minimalne epohe, tokom ovog perioda jačina polja je prilično značajna i njihov polaritet ostaje nepromenjen. Zanimljivo je da se promjena polariteta polja u blizini sjevernog i južnog pola ne događa istovremeno, već s razmakom od 1-2 godine, odnosno cijelo ovo vrijeme polarna područja Sunca imaju isti polaritet magnetskog polja.

Broj polarnih fakula mijenja se paralelno sa veličinom jačine polja u blizini polova Sunca na svakoj od njegovih hemisfera (uzgred, predviđajući skoro istu promjenu u Wolfovim brojevima nakon otprilike 4 godine). Stoga, iako imamo podatke o slabim polarnim magnetnim poljima za manje od tri 11-godišnja ciklusa, rezultati promatranja mjesta polarnih baklji omogućavaju nam da izvučemo vrlo definitivan zaključak o njihovim cikličnim promjenama. Dakle, magnetna polja i fakule u polarnim područjima Sunca odlikuju se činjenicom da njihov 11-godišnji ciklus počinje na maksimumu 11-godišnjeg ciklusa sunčevih pjega i dostiže maksimum blizu epohe minimuma sunčevih pjega. Budućnost će pokazati koliko je ovaj rezultat pouzdan. Ali čini nam se da ako se ne udubimo u detalje, malo je vjerovatno da će naknadna zapažanja dovesti do značajne promjene u tome. Zanimljivo je da polarne koronalne rupe imaju potpuno isti 11-godišnji obrazac varijacije.

Iako solarna konstanta, kao što je već spomenuto, ne doživljava primjetne fluktuacije tokom 11-godišnjeg ciklusa, to ne znači da se pojedini regioni spektra sunčevog zračenja ponašaju na sličan način. Čitalac se u to mogao uvjeriti već kada su se razmatrali tokovi radio-emisije sa Sunca. Promene u intenzitetu ljubičastih linija jonizovanog kalcijuma H i K su nešto slabije, ali su ove linije u maksimalnoj epohi oko 40% svetlije nego u minimalnoj epohi 11-godišnjeg ciklusa. Postoje dokazi, iako ne sasvim neosporni, o promjenama u dubini linija u vidljivom području sunčevog spektra kako ciklus napreduje. Međutim, najimpresivnije varijacije sunčevog zračenja pripadaju opsegu rendgenskih zraka i daleko ultraljubičastih talasnih dužina, koje su proučavali umjetni Zemljini sateliti i svemirske letjelice. Pokazalo se da se intenzitet rendgenskog zračenja u intervalima talasnih dužina 0-8 A, 8-20 A i 44-60 A od minimuma do maksimuma 11-godišnjeg ciklusa povećava za 500, 200 i 25 puta. Ništa manje primjetne promjene se javljaju u spektralnim područjima od 203-335 A i blizu 1216 A (za 5,1 i 2 puta).

Kao što je otkriveno savremenim matematičkim metodama, postoji takozvana fina struktura 11-godišnjeg ciklusa sunčeve aktivnosti. Ona se svodi na stabilno „jezgro“ oko maksimalne epohe koja obuhvata oko 6 godina, dva ili tri sekundarna maksimuma, i cijepanje ciklusa na dvije komponente sa prosječnim periodima od oko 10 i 12 godina. Ovakva fina struktura se otkriva kako u obliku ciklične krivulje Wolfovih brojeva tako i u „dijagramu leptira“. Konkretno, u najvišim 11-godišnjim ciklusima, pored glavne zone sunčevih pjega, postoji i zona visoke geografske širine, koja traje samo do maksimalne epohe i pomiče se sa tokom ciklusa ne na ekvator, već na stub. Osim toga, „dijagram leptira“ za grupe mrlja nije jedinstvena cjelina, već je, takoreći, sastavljen od takozvanih impulsnih lanaca. Suština ovog procesa je da se, pojavljujući se na relativno visokoj geografskoj širini, grupa sunčevih pjega (ili nekoliko grupa) pomjera prema ekvatoru Sunca tokom 14-16 mjeseci. Takvi impulsni lanci posebno su uočljivi na granama rasta i opadanja 11-godišnjeg ciklusa. Možda su povezani s fluktuacijama sunčeve aktivnosti.

Sovjetski solarni istraživač A.I.Ol ustanovio je još jedno fundamentalno svojstvo 11-godišnjeg ciklusa solarne aktivnosti. Proučavajući odnos između indeksa rekurentne geomagnetske aktivnosti za posljednje četiri godine ciklusa i maksimalnog Wolfovog broja, otkrio je da je vrlo blizak ako Wolfov broj pripada sljedećem 11-godišnjem ciklusu, a vrlo slab ako pripada na isti ciklus kao indeks geomagnetne aktivnosti. Iz toga proizilazi da 11-godišnji ciklus solarne aktivnosti nastaje "u dubinama" starog. Ponavljajuća geomagnetska aktivnost uzrokovana je koronalnim rupama, koje, kao što znamo, nastaju, po pravilu, iznad unipolarnih područja fotosferskog magnetnog polja. Shodno tome, pravi 11-godišnji ciklus počinje u sredini grane opadanja sa pojavom i intenziviranjem ne bipolarnih, već unipolarnih magnetnih područja. Ova prva faza razvoja završava se početkom 11-godišnjeg ciklusa sa kojim smo navikli da se nosimo. U to vrijeme počinje njegova druga faza, kada se razvijaju bipolarna magnetna područja i svi oni fenomeni solarne aktivnosti o kojima smo već govorili. To traje do sredine opadajuće grane 11-godišnjeg ciklusa na koji smo navikli, kada počinje novi ciklus. Zanimljivo je da tako važna karakteristika 11-godišnjeg ciklusa nije uočena direktno na Suncu, ali je ustanovljena proučavanjem uticaja sunčeve aktivnosti na Zemljinu atmosferu.

Sunce je u poslednje vreme neobično "tiho". Razlog izostanka aktivnosti je prikazan u donjem grafikonu.

Kao što se može vidjeti iz grafikona, došlo je do pada u 11-godišnjem ciklusu sunčeve aktivnosti. U posljednje dvije godine, broj sunčevih pjega se smanjuje kako se solarna aktivnost kreće od maksimuma do minimuma. Manje sunčevih pjega znači manje sunčevih baklji i izbačaja koronalne mase.

Dakle 24. solarni ciklus postaje najslabiji u posljednjih 100 godina.

Šta je 11-godišnji ciklus aktivnosti?

Jedanaestogodišnji ciklus, koji se naziva i Schwabe ciklus ili Schwabe-Wolf ciklus, je označen ciklus solarne aktivnosti koji traje otprilike 11 godina. Karakterizira ga prilično brzo (oko 4 godine) povećanje broja sunčevih pjega, a zatim sporije (oko 7 godina) smanjenje. Dužina ciklusa nije striktno jednaka 11 godina: u 18. - 20. vijeku njegova dužina je bila 7 - 17 godina, au 20. stoljeću - otprilike 10,5 godina.

Šta je Vukov broj?

Vukov broj je mjera solarne aktivnosti koju je predložio švicarski astronom Rudolf Wolf. Nije jednak broju pjega koje se trenutno promatraju na Suncu, već se izračunava pomoću formule:

W=k (f+10g)
f je broj posmatranih tačaka;
g je broj posmatranih grupa mrlja;
k je koeficijent izveden za svaki teleskop kojim se vrše opažanja.

Koliko je situacija zaista mirna?

Uobičajena zabluda je da se svemirsko vrijeme "zamrzava" i postaje nezanimljivo za promatranje u vrijeme niske solarne aktivnosti. Međutim, čak i u takvim periodima dešavaju se mnoge zanimljive pojave. Na primjer, gornji sloj Zemljine atmosfere se urušava, dopuštajući da se svemirski otpad nakuplja oko naše planete. Heliosfera se skuplja, zbog čega Zemlja postaje otvorenija za međuzvjezdani prostor. Galaktičke kosmičke zrake relativno lako prodiru u unutrašnji Sunčev sistem.

Naučnici prate situaciju dok broj sunčevih pjega i dalje opada. Od 29. marta, Wolfov broj je 23.

Jedanaestogodišnji ciklus (Schwabe ciklus, Schwabe-Wolf ciklus) - najizraženiji ciklus solarne aktivnosti u trajanju od oko 11 godina.

Izjava o prisutnosti 11-godišnje cikličnosti u solarnoj aktivnosti ponekad se naziva "Švabe-Vukov zakon".

Enciklopedijski YouTube

1 / 1

Astronomija 29. Kako se imenuju zvijezde. Promjenjive zvijezde - Akademija zabavnih nauka

Titlovi

Karakteristike

Ciklus karakterizira prilično brzo (u prosjeku oko 4 godine) povećanje broja sunčevih pjega, kao i drugih manifestacija solarne magnetske aktivnosti, te naknadno, sporije (oko 7 godina) smanjenje. Tokom ciklusa, primjećuju se i druge periodične promjene, na primjer, postupno pomicanje zone formiranja sunčevih pjega prema ekvatoru („Spererov zakon“).

"Jedanaestogodišnji" ciklus se naziva konvencionalno: njegova dužina u 18.-20. vijeku varirala je od 7 do 17 godina, au 20. stoljeću u prosjeku je bila bliža 10,5 godina.

Iako se za određivanje nivoa sunčeve aktivnosti mogu koristiti različiti indeksi, najčešće se koristi Wolfov broj prosječen tokom godine. 11-godišnji ciklusi određeni ovim indeksom konvencionalno su numerisani počevši od 1755. 2008. godine [ odrediti] započeo je 24. ciklus solarne aktivnosti.

Godine padova i uspona u posljednjih 11-godišnjih ciklusa
Broj	Minimum	Maksimum		Broj	Minimum	Maksimum
1	1755	1761		13	1889	1893
2	1766	1769		14	1901	1905
3	1775	1778		15	1913	1917
4	1784	1787		16	1923	1928
5	1798	1804		17	1933	1937
6	1810	1816		18	1944	1947
7	1823	1830		19	1954	1957
8	1833	1837		20	1964	1968
9	1843	1848		21	1976	1979
10	1856	1860		22	1986	1989
11	1867	1870			1996	2000
12	1878	1883			2008

Istorija otkrića

Ljudi su posmatrali sunčeve pjege golim okom najmanje nekoliko milenijuma. Prvi poznati pisani dokazi o njihovom zapažanju - komentari kineskog astronoma Gan Dea u katalogu zvezda - datira iz 364. godine pre nove ere. e. Od 28 pne. e. Kineski astronomi su vodili redovne zapise o posmatranju tačaka u zvaničnim hronikama.

Početkom 17. veka, pronalaskom teleskopa, astronomi su započeli sistematska posmatranja i proučavanja sunčevih pega, ali je 11-godišnja cikličnost izmakla njihovoj pažnji. Ovo se dijelom može objasniti činjenicom da je solarna aktivnost bila relativno niska čak i na početku 17. stoljeća, a sredinom nje je počeo Maunderov minimum (1645-1715) i broj sunčevih pjega na Suncu opadao dugi niz decenija. .

Astronomi su prvi put uočili periodičnost u ponašanju sunčevih pjega tek u prvoj polovini 19. vijeka. Ovaj obrazac je 1844. godine prvi uočio njemački astronom amater G. Schwabe. Na osnovu svojih zapažanja Sunca 1826-1843, objavio je tabelu sa godišnjim brojem Sunčevih pjega za čitav period posmatranja i ukazao na period od 10 godina u njihovoj pojavi. . Schwabeov članak prošao je gotovo nezapaženo. Međutim, to je privuklo pažnju drugog njemačkog astronoma, R. Wolfa, koji je 1847. godine započeo svoja vlastita posmatranja mrlja i uveo indeks njihovog broja – „ciriški broj“, koji se danas često naziva Wolfovim brojem. Konačno, na Schwabeove rezultate je skrenuo pažnju njemački enciklopedist A. von Humboldt, koji je 1851. objavio Schwabeovu tabelu, koju je ovaj nastavio do 1850. godine, u svojoj enciklopediji „Kosmos“.

Teorija

Da bi se objasnila takva periodičnost u pojavi sunčevih pjega, obično se koristi teorija solarnog dinamo.

Moderni njemački naučnici sugeriraju da je jedanaestogodišnji ciklus povezan s plimama Zemlje, Jupitera i Venere: svakih 11 godina sve tri planete se nalaze u istom smjeru i njihov plimni utjecaj je uzrok uočenog efekta.

Kao što znamo, ne tako davno vi i ja, drage kolege, svjedočili smo sljedećem 23. maksimumu 11. godišnjeg ciklusa sunčeve aktivnosti. Ali postoje li još neki ciklusi aktivnosti osim spomenutog 11-godišnjeg?

Prije nego odgovorim na ovo pitanje, dozvolite mi da vas ukratko podsjetim šta je solarna aktivnost. U Velikoj sovjetskoj enciklopediji ovom terminu je data sljedeća definicija: Sunčeva aktivnost je skup pojava uočenih na Suncu... Ovi fenomeni uključuju stvaranje sunčevih pjega, baklji, prominencija, flokula, filamenata, promjene u intenzitetu zračenja u svim dijelovi spektra.

U osnovi, ovi fenomeni su povezani s činjenicom da na suncu postoje područja s magnetskim poljem koje se razlikuje od općeg. Ova područja se nazivaju aktivnim. Njihov broj, veličina, kao i njihova distribucija na Suncu nisu konstantni, već se mijenjaju tokom vremena. Posljedično, s vremenom se aktivnost našeg dnevnog svjetla mijenja. Štaviše, ova promjena aktivnosti je ciklična. Tako da možemo ukratko objasniti suštinu predmeta našeg razgovora.

U periodima maksimuma ciklusa, Aktivne regije se nalaze po cijelom solarnom disku, ima ih mnogo i dobro su razvijene. Tokom minimalnog perioda, nalaze se u blizini ekvatora, nema ih mnogo i slabo su razvijeni. Vidljive manifestacije aktivnih regija su sunčeve pjege, fakule,

prominencije, filamenti, flokule itd. Najpoznatiji i proučavan je 11-godišnji ciklus, koji je otkrio Heinrich Schwabe, a potvrdio Robert Wolf, koji je proučavao promjenu solarne aktivnosti koristeći Wolfov indeks koji je predložio, tokom dva i po stoljeća. . Promjena solarne aktivnosti u periodu od 11,1 godina naziva se Schwabe-Wolfov zakon. Također se pretpostavlja da postoje ciklusi promjena aktivnosti od 22, 44 i 55 godina. Utvrđeno je da veličina maksimuma ciklusa varira u periodu od oko 80 godina. Ovi periodi se pojavljuju direktno na grafikonu solarne aktivnosti.

Ali naučnici, proučavajući prstenove na rezovima drveća, glinu od vrpce, stalaktite, fosilne naslage, školjke mekušaca i druge znakove, sugerirali su postojanje dužih ciklusa, koji traju oko 110, 210, 420 godina. I takozvani sekularni i supersekularni ciklusi od 2400, 35 000, 100 000, pa čak i od 200 - 300 miliona godina.

Ali zašto posvećivati ​​toliko pažnje proučavanju aktivnosti Sunca? Odgovor je da naša dnevna svjetlost ima ogroman uticaj na zemlju i na zemaljski život.

Povećanje intenziteta takozvanog “solarnog vjetra” - toka nabijenih čestica - korpuskula - koje emituje Sunce, može uzrokovati ne samo lijepe aurore, već i poremećaje u Zemljinoj magnetosferi - magnetske oluje - koje utiču ne samo na opreme, koja može dovesti do nesreća koje je napravio čovjek, Noah nije direktno povezan s ljudskim zdravljem. I ne samo fizički, već i psihički.

Na primjer, tokom vršnih perioda, broj samoubistava se povećava. Aktivnost sunca također utiče na produktivnost, plodnost i smrtnost i još mnogo toga.

Uopšteno govoreći, svaki astronom amater može, vršeći redovna posmatranja Sunca, uporediti njegov grafikon sa grafikonima intenziteta bilo koje pojave vezane za atmosferu, biosferu i druge.

11-godišnji ciklus. ("Švabeov ciklus" ili "Švabe-Vukov ciklus") je najistaknutiji ciklus solarne aktivnosti. U skladu s tim, izjava o prisutnosti 11-godišnje cikličnosti u solarnoj aktivnosti ponekad se naziva "Švabe-Vukov zakon".

Otprilike desetogodišnju periodičnost povećanja i smanjenja broja sunčevih pjega na Suncu prvi je uočio u prvoj polovini 19. vijeka njemački astronom G. Schwabe, a potom i R. Wolf. "Jedanaestogodišnji" ciklus se naziva konvencionalno: njegova dužina tokom 18.-20. stoljeća varirala je od 7 do 17 godina, au 20. stoljeću u prosjeku je bila bliža 10,5 godina.

Ovaj ciklus karakteriše prilično brzo (u prosjeku oko 4 godine) povećanje broja sunčevih pjega, kao i drugih manifestacija sunčeve aktivnosti, te naknadno, sporije (oko 7 godina) smanjenje. Tokom ciklusa, primjećuju se i druge periodične promjene, na primjer, postepeno pomicanje zone formiranja sunčevih pjega prema ekvatoru („Spoererov zakon“).

Da bi se objasnila takva periodičnost u pojavi sunčevih pjega, obično se koristi teorija solarnog dinamo.

Iako se za određivanje nivoa sunčeve aktivnosti mogu koristiti različiti indeksi, najčešće se u tu svrhu koristi Wolfov broj prosječan tokom godine. 11-godišnji ciklusi određeni ovim indeksom konvencionalno su numerisani počevši od 1755. 24. ciklus solarne aktivnosti počeo je u januaru 2008. (prema drugim procjenama - u decembru 2008. ili januaru 2009. godine).

22-godišnji ciklus („Haleov ciklus“) je, u suštini, dvostruki Schwabe ciklus. Otkriven je nakon što je shvaćena veza između sunčevih pjega i Sunčevih magnetnih polja početkom 20. stoljeća.

Pokazalo se da tokom jednog ciklusa aktivnosti Sunčevih pjega opće magnetsko polje Sunca mijenja predznak: ako su u minimumu jednog Schwabeovog ciklusa pozadinska magnetna polja pretežno pozitivna u blizini jednog od solarnih polova i negativna u blizini drugog, onda nakon otprilike 11 godina slika se mijenja na suprotnu.

Svakih 11 godina mijenja se i karakterističan raspored magnetnih polariteta u grupama sunčevih pjega. Dakle, da bi se ukupno magnetsko polje Sunca vratilo u prvobitno stanje, moraju proći dva Schwabeova ciklusa, odnosno oko 22 godine.

Sekularni ciklusi solarne aktivnosti zasnovani na podacima o radiokarbonu.

Sekularni ciklus solarne aktivnosti (“Gleisbergov ciklus”) dug je oko 70-100 godina i manifestuje se u modulacijama 11-godišnjeg ciklusa. Posljednji maksimum sekularnog ciklusa zabilježen je sredinom 20. vijeka (blizu 19. 11-godišnjeg ciklusa), sljedeći bi trebao biti otprilike sredinom 21. vijeka.

Postoji i ciklus od dva veka (“Suessov ciklus” ili “de Vriesov ciklus”), čiji se minimum može smatrati stabilnim smanjenjem sunčeve aktivnosti koje se dešava otprilike jednom u 200 godina, u trajanju od mnogo decenija (tako- zvani globalni minimumi solarne aktivnosti) - Maunderov minimum (1645--1715), Spörerov minimum (1450--1540), Wolf minimum (1280--1340) i drugi.

Milenijumski ciklusi. Solarno Halštatski ciklus sa periodom od 2.300 godina prema radiokarbonskom datiranju.

Radiokarbonsko datiranje takođe ukazuje na postojanje ciklusa sa periodom od oko 2300 godina („Halštatski ciklus“) ili više.

"Efekat kiseonika"

Stručnjaci za radiobiologiju tvrde da se biološki učinak jonizujućeg zračenja povećava s povećanjem koncentracije kisika u tijelu. Ovaj princip je bio osnova metode rane stimulacije mentalnih sposobnosti djece, koju su otkrili južnoafrički ljekari i koja se trenutno koristi u različitim zemljama. Tokom posmatranja uočeno je da su žene koje su dobijale kiseonik tokom trudnoće rađale decu koja su bila primetno ispred svojih vršnjaka po nivou i tempu mentalnog razvoja, i obrnuto, ispoljavanje hipoksije u ovom periodu kod žena dovelo je do potpuno suprotan rezultat.

Treba uzeti u obzir da se sadržaj kiseonika u organizmu povećava sa povećanjem atmosferskog pritiska. Stoga, u danima kada je pritisak visok, efekat pozadinskog zračenja se povećava.

Jedanaestogodišnji solarni ciklus

E. S. Vinogradov je proveo vrlo zanimljivu studiju o ovisnosti rođenja izvanrednih ljudi (genija) o naletima kosmičkog zračenja koje stvaraju sunčeve baklje i rasprostranjeni atmosferski pljuskovi čestica. U godinama “umjerenog sunca” rađa se 10% više darovitih ljudi nego u godinama “pasivnog” i “aktivnog” sunca.

Jedanaestogodišnji solarni ciklus karakterišu snažne fluktuacije u relativnom broju sunčevih pjega, koje se nazivaju "Vukovi brojevi". Na osnovu prosječnih godišnjih Vukovih brojeva, identificirane su godine pasivnog, umjerenog i aktivnog sunca za period od 1700. do 1976. godine.

Biografski podaci (datumi rođenja) su zatim pregledani za: 1.603 biologa; 1135 fizičara; 1298 matematičara i mehaničara; 3774 književnika i 929 posebno istaknutih ljudi svih specijalnosti. Kao rezultat toga, otkrivena je jasna ovisnost rođenja izvanrednih ljudi od snažnih kromosferskih baklji na Suncu, zbog čega se emituju mlazovi blještavog vjetra (tokovi nabijenih čestica, uglavnom protona).

S vremena na vrijeme na suncu se javljaju snažne hromosferske baklje. Kada se Zemlja uhvati u blještavi mlaz vjetra, njeno geomagnetno polje je jako poremećeno, a pozadina zračenja se kao rezultat toga povećava za 100-1000%. Štaviše, to traje od nekoliko minuta do sati. Ovaj fenomen se obično naziva "magnetna oluja", na jeziku stručnjaka to su "događaji solarnih protona". Javljaju se uglavnom u godinama “umjerenog sunca”. Prema „hipotezi o zračenju“, oni su ti koji doprinose povećanju nataliteta darovite djece.

Birthday Feature

Neuralne mikromreže se pojavljuju u mozgu djeteta na samom kraju njegovog intrauterinog razvoja. Stoga je prirodno očekivati ​​da će solarna aktivnost imati najjači utjecaj na sklonosti mentalnih sposobnosti osobe na njegov rođendan (ili blizu današnjeg dana). Kako bi se provjerila ova pretpostavka, rođendani darovitih ljudi upoređivani su s glavnim pokazateljem sunčeve aktivnosti - fluktuacijama zemaljskog magnetizma (vrijednosti indeksa geomagnetskih poremećaja poznate su za svaki dan od 1884. godine).

Studija je analizirala rođendane: 705 fizičara; 876 biologa i 264 posebno istaknute ličnosti rođene nakon 1884. godine. Kao rezultat toga, otkriveno je da je za formiranje dobrih mentalnih sklonosti osobe važna povoljna sunčeva aktivnost na dan rođenja (ili vrlo bliska u vremenu do današnjeg dana). . Posebno je zanimljiva činjenica da je ova studija otkrila ovisnost čovjekovih sklonosti o prirodi sunčeve aktivnosti na dan njegovog rođenja.