Циклы Солнца могут быть вызваны влиянием планет, утверждает исследование
Длительность первичного цикла солнечной активности объясняется совместным гравитационным воздействием Венеры, Земли и Юпитера.
Захватывающее полярное сияние 10 мая познакомило с солнечной активностью миллионы людей, которые раньше о ней не знали. Неизбежно многие хотят знать, почему солнечные пятна и выбросы корональной массы происходят с 11-летним циклом. Большинство астрономов могут только пожать плечами, но небольшое меньшинство считает, что у них есть ответ, и некоторые из них просто предоставили больше деталей для своей версии.
Миллионы людей, впервые узнав о том, что активность Солнца достигает пика каждые 11 лет, заметили, что это очень похоже на длину орбиты Юпитера (11,86 года). Может ли здесь быть связь? Как правило, эта мысль проходила вскользь, без объяснения того, как эти два явления могут быть связаны. Однако исследователи из Центра имени Гельмгольца в Дрездене-Россендорфе (HZDR) полагают, что причиной могут быть приливы, создаваемые планетами в пределах Солнца.
Идея, известная как «планетарная гипотеза», заключается в том, что приливы, вызванные гравитацией планет, вызывают вихревые течения внутри Солнца, известные как волны Россби, которые, в свою очередь, влияют на солнечный магнетизм. Однако вся эта история немного напоминает астрологию, и большинство астрономов относятся к ней с большим подозрением.
Луна, Солнце и (в незначительной степени) планеты вызывают приливы и отливы на Земле. Планеты также вызывают приливы на Солнце, размер которых зависит от их массы и расстояния. В конце концов, Юпитер обладает достаточным гравитационным влиянием, чтобы он и Солнце вращались с общим центром тяжести за пределами поверхности Солнца.
Имеет ли это какое-либо заметное значение — вопрос более спорный.
11-летняя модель активности Солнца, которая сейчас приближается к пику, известна как цикл Швабе в честь астронома XIX века Генриха Швабе. Однако это лишь один из целого ряда наблюдаемых солнечных циклов, включая как гораздо более короткие, так и гораздо более длинные, которые оказалось одинаково трудно объяснить. Мы знаем, что подобные циклы наблюдаются и у других звезд, хотя в большинстве случаев наши данные получены совсем недавно.
Солнечные максимумы не похожи на метроном — поэтому ведутся споры о том, не рано ли наступил этот максимум, — но в среднем они происходят с интервалом в 11,07 года. Значение периода в 11,07 лет, в отличие от 11,86 лет, которые Юпитер совершает по своей орбите, не сразу очевидно, но доктор Фрэнк Стефани из HZDR утверждает, что он представляет собой ритм, созданный выравниванием Юпитера, Венеры и Земли. Стефани уже давно считает, что это не просто совпадение, и теперь представляет механизм, который, как он утверждает, существует.
«Можно представить это как гигантское динамо», — сказал Стефани в своем заявлении. «Хотя это солнечное динамо само по себе генерирует примерно 11-летний цикл активности, мы думаем, что влияние планет затем вмешивается в работу этого динамо, неоднократно давая ему небольшой толчок и тем самым заставляя Солнце двигаться в необычно стабильном 11,07-летнем ритме».
«Теперь мы нашли физический механизм, лежащий в основе этого явления. Мы знаем, сколько энергии требуется для синхронизации динамо, и знаем, что эта энергия может быть передана Солнцу с помощью так называемых волн Россби. Самое замечательное, что теперь мы можем объяснить не только цикл Швабе и более длинные солнечные циклы, но и более короткие циклы Ригера, которые мы раньше даже не рассматривали», — добавил Стефани.
Авторы пришли к выводу, что когда две Венеры, Земля и Юпитер выстраиваются в линию, это создает эффект, подобный тому, который наблюдается в «весеннем приливе» на Земле, когда притяжение Солнца и Луны объединяется, создавая усиленный эффект. Это активирует волны Россби, сравнимые с системами высокого и низкого давления в атмосфере Земли.
Эти выравнивания происходят в 118, 193 и 299-дневные циклы, что соответствует более коротким циклам Ригера, наблюдаемым в солнечной активности. Все три планеты выравниваются реже, но когда они это делают, эффект оказывается более значительным, поэтому цикл Швабе гораздо более очевиден, чем более короткие циклы. Другие планеты оказывают аналогичное, но меньшее влияние; Стефани с соавторами утверждают, что могут заметить более низкие пики активности, вызванные выравниванием Меркурия и Сатурна с тремя наиболее влиятельными планетами.
Стефани также предсказывает, что эти планетарные эффекты должны создавать 193-летний цикл, но мы не наблюдали за Солнцем достаточно долго, чтобы это подтвердить.
Даже Стефани признает, что его работа не является окончательной. «Мы, вероятно, будем уверены на 100 процентов только тогда, когда у нас будет больше данных», — сказал он. Других астрономов, возможно, будет гораздо сложнее убедить. Движение планет выдает множество цифр; если долго смотреть на них, легко убедиться, что вы нашли закономерность, которая совпадает с беспорядочными данными по Солнцу.
В конце концов, мы не так давно отслеживаем солнечные пятна, хотя были предприняты попытки оценить предыдущую солнечную активность на основе концентрации углерода-14 в кольцах деревьев и исторических сообщений об аврорах. Чем дальше мы уходим в прошлое, тем более зыбким становится набор данных, и тем менее ясно, является ли 11-летний цикл солнечной активности постоянным, как того требует утверждение Стефани.
Авторы рассуждают о гораздо более длительных циклах, например, учитывающих выравнивание четырех газовых гигантов. Однако, возможно, подобные утверждения станут по-настоящему убедительными только в том случае, если будут найдены соответствия между циклами других звезд и их собственными планетарными системами.
Исследование опубликовано в открытом доступе в журнале .