• Добавить в закладки
  • Facebook
  • Twitter
  • Telegram
  • VK
  • Печать
  • Email
  • Скопировать ссылку
1 июля
Сколтех
717

Представлен новый метод прогнозирования силы 11-летнего солнечного цикла

Ученые из Сколтеха, Грацского университета Карла и Франца и Обсерватории Канцельхоэ (Австрия), Обсерватории Хвара (Хорватия) и Мирового центра данных SILSO при Королевской обсерватории Бельгии представили новый метод прогнозирования силы 11-летнего цикла солнечной активности. Полученные результаты имеют большое значение для предсказания и минимизации последствий неблагоприятного воздействия космической погоды на здоровье космонавтов и пилотов воздушных судов, а также на работу современных технических систем в космосе и на Земле.

Солнечные пятна / ©Getty images

Результаты исследования опубликованы в журнале Astronomy & Astrophysics. Солнце — это не только источник энергии, света, тепла и комфортной жизни на Земле, но и мощных выбросов, оказывающих непосредственное влияние на космонавтов, космическую технику и наземную инфраструктуру. В начале XVII века Галилео Галилей дерзнул направить свой телескоп на Солнце и обнаружил там солнечные пятна, а в XIX веке стало понятно, что они появляются и исчезают с определенной периодичностью — в среднем каждые 11 лет. Сегодня наблюдения за пятнами на Солнце ведутся в более чем в 80 обсерваториях по всему миру. История непрерывных наблюдений за солнечными пятнами насчитывает уже более четырех столетий — других примеров столь же длительных научных экспериментов история не знает.

Пятна на Солнце — это визуальные маркеры мощного магнитного поля, поднявшегося из недр Солнца. Магнитная трубка вместе с солнечным веществом выходит из одного пятна и, образуя огромную арку, входит в другое. Поэтому в основном пятна наблюдаются парами, у которых, как у магнита, одна сторона положительная, а другая отрицательная. В этих арках накапливается свободная магнитная энергия, которая может внезапно высвободиться, например в виде вспышек или выброса плазмы.

Солнечная вспышка всего лишь за несколько минут выделяет в сто тысяч раз больше энергии, чем производят все электростанции на Земле за целый год. Свет от вспышки достигает нашей планеты всего за восемь минут, и если бы не атмосфера Земли, все мы оказались бы под воздействием мощного рентгеновского излучения. К счастью, плотные слои нашей атмосферы поглощают опасные рентгеновские лучи, но, тем не менее, это не происходит бесследно, и из строя может выйти радиосвязь и GPS.

Во время одной из таких вспышек в ноябре 2015 года в Швеции с радаров авиадиспетчеров внезапно исчезли самолеты. Когда у Солнца «портится настроение» и надвигается магнитная буря, авиакомпании вынуждены отменять рейсы через полюса, где во время таких бурь полностью отказывает радиосвязь. Кроме того, нередко сразу после вспышки из солнечной короны в космос выбрасываются облака плазмы. Это так называемые корональные выбросы массы — гигантские пузыри магнитной плазмы массой в несколько миллиардов тонн, которые вытягиваются из Солнца на большой скорости и могут всего за несколько дней достигнуть Земли, если она случайно окажется на их пути. Так настроение Солнца передается нашей планете — на Земле начинает бушевать магнитная буря и вспыхивает полярное сияние.

«Сейчас мы находимся в фазе роста нового солнечного цикла (№ 25), и на Солнце появляется все больше и больше пятен. А чем их больше, тем больше солнечных бурь, вспышек и корональных выбросов массы. Недавно компания SpaceX запустила в космос 49 спутников (кубсатов) в рамках интернет-проекта Илона Маска Starlink, но, к сожалению, подавляющее большинство спутников так и не достигло заданной орбиты.

В результате финансовый ущерб компании превысил 50 миллионов долларов, а всему виной оказалась солнечная буря. Поэтому, чтобы жить в гармонии с буйным нравом Солнца, чрезвычайно важно прогнозировать солнечную активность при планировании запусков и долгосрочных космических полетов, расчетах уровней радиации в процессе полета самолета и решении множества других задач, связанных с космической погодой», — рассказывает ведущий автор исследования, доцент Сколтеха Татьяна Подладчикова.

Авторы исследования, опубликованного в журнале Astronomy & Astrophysics, разработали новый метод прогнозирования силы солнечного цикла и показали, что максимальная скорость роста солнечных пятен в фазе роста цикла служит надежным показателем его амплитуды. Ранее ученые представили новый каталог полушарных чисел Вольфа, а в данной работе с его помощью продемонстрировали, что учет динамики солнечной активности отдельно по каждому из полушарий Солнца позволяет более точно предсказывать амплитуду цикла.

«Магнитное поле Солнца — это драйвер 11-летнего цикла солнечной активности и взрывных солнечных событий. В результате исследования мы установили, что более точные прогнозы солнечной активности можно получить, используя данные о солнечных пятнах отдельно по каждому из полушарий Солнца, где наглядно видна асимметричность и расхождение по фазе в динамике солнечного магнитного поля между северным и южным полушариями», — отмечает соавтор исследования, профессор Грацского университета и директор обсерватории Канцельхоэ, Астрид Верониг.

Соавтор статьи, аспирант Сколтеха Шантану Джаин подчеркивает практическую значимость исследования: «Полученные результаты позволяют точно прогнозировать динамику солнечного цикла и заблаговременно готовиться к экстремальным явлениям космической погоды. С ростом зависимости человека от технологий в XXI веке космическая непогода может не только серьезно нарушать ход нашей повседневной жизни, но и наносить ущерб энергосетям, линиям связи и сети интернет, а значит, приводить к значительным экономическим потерям. Однако, при наличии эффективных и точных методов прогнозирования космической погоды можно избежать серьезных последствий воздействия Солнца на человека и технику».

«Наша работа наглядно показала, насколько важно проводить исследования и регулярно собирать данные о независимо в разных полушариях Солнца. Следует также отметить, что наш метод можно использовать в режиме реального времени: он позволяет непрерывно прогнозировать амплитуду солнечного цикла на протяжении всей фазы роста цикла и обновлять прогноз каждый раз, когда очередное значение скорости роста солнечной активности оказывается больше предыдущего.

По нашим прогнозам, основанным на имеющихся данных, амплитуда текущего солнечного цикла (№ 25) составит как минимум 110±26, что сравнимо с предыдущим 11-летним циклом (№ 24)», — рассказывает один из авторов работы, выпускница магистратуры Сколтеха Ольга Сутырина, которая в настоящее время работает в должности научного сотрудника в компании Schlumberger.

«Подобные среднесрочные прогнозы можно составлять только на основе наблюдений, охватывающих длительные периоды времени в прошлом и отражающих фактическую эволюцию солнечного цикла за несколько столетий. В нашей работе использовалось обновленное число солнечных пятен из последних данных SILSO, а также информация о полушариях Солнца из фотокаталога Гринвичской обсерватории. Эти данные в совокупности образовали еще более обширную статистическую базу данных для создания нового метода прогнозирования солнечной активности», — комментирует один из авторов статьи, руководитель Мирового центра данных SILSO Фредерик Клет.  

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
Сколковский институт науки и технологий — негосударственный технологический университет, расположенный в инновационном центре Сколково. Институт был создан в 2011 году при поддержке Массачусетского технологического института. Модель института предусматривает тесную интеграцию технологического образования, исследовательской работы и предпринимательских навыков. Институт ведёт обучение по программам магистратуры и PhD, рабочий язык — английский.
Подписывайтесь на нас в Telegram, Яндекс.Новостях и VK
Предстоящие мероприятия
Вчера, 10:57
Сергей Васильев

Напряженная мыслительная деятельность приводит к накоплению нейромедиаторов в синапсах префронтальной коры. Это усложняет их работу и может повреждать нейроны, заставляя мозг сигнализировать об опасности.

Вчера, 16:56
Василий Парфенов

В конце июля многие СМИ опубликовали новости с заголовками вида «Земля стала вращаться быстрее — и ученые не знают почему». К концу первой недели августа тема добралась и до русскоязычного сегмента Сети. На поверку этот инфоповод пусть и без негативных последствий, но демонстрирует основные пороки современной (не только научно-популярной) журналистики. Рассказываем, как в действительности изменяется скорость вращения нашей планеты, насколько хорошо известны причины таких осцилляций, а также почему ученые никогда ничего не знают наверняка (и это нормально).

10 августа
Мария Азарова

Команда австралийских исследователей нашла доказательство того, как формировались и развивались зарождающиеся континенты нашей планеты.

10 августа
Мария Азарова

Команда австралийских исследователей нашла доказательство того, как формировались и развивались зарождающиеся континенты нашей планеты.

10 августа
Анна Новиковская

Быть «кошатником» — вовсе не грех, но, согласно данным нового исследования, такие люди не всегда знают, что лучше для самих кошек. Напротив, хозяева, которые имеют небольшой опыт общения с домашними животными, могут оказаться внимательнее к потребностям питомца и максимизировать его удовольствие от общения с человеком.

10 августа
Василий Парфенов

Изначально выглядевшая многообещающе ракета-носитель Antares в последние годы стала довольно проблемной. Для ее создания требовалась кооперация США, Украины и России, которая в свете сложившейся геополитической обстановки практически невозможна. Решением проблемы станет переход с российских двигателей на созданные в Америке. И ключевую роль в нем сыграет частично украинская компания Firefly Aerospace.

2 августа
Александр Березин

Если западным странам удастся «лишить Кремль нефтяных доходов», то мир ждет геополитическое землетрясение. Только не обязательно в ту сторону, о которой вы сейчас подумали. На фоне того, что последует за «лишением», шок 1973 года может показаться детской игрой. Naked Science попробует оценить размах «потолочного катаклизма» заранее.

31 июля
Александр Березин

Саудовский принц одобрил строительство гигантского «лежачего небоскреба», который должен стать крупнейшим зданием в истории. Причем еще и самым экологичным в мире. Пресса и соцсети полны возмущенных оценок: «это антиутопия!», «проект сырой!» и тому подобным. Однако чисто технически это не так: «Зеркальную линию» на пять миллионов жителей вполне можно построить. И такое здание в самом деле будет энергоэффективным (и формально безуглеродным). Но у проекта есть другие слабые места, лежащие скорее в сфере науки, нежели техники. Naked Science попробовал разобраться в деталях.

27 июля
Алиса Гаджиева

Новое исследование показало, что появившаяся у человека способность переваривать молочный сахар никак не сказалась на распространенности потребления продуктов молочного животноводства.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий

Подтвердить?
Подтвердить?
Не получилось опубликовать!

Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.

Понятно
Жалоба отправлена

Мы обязательно проверим комментарий и
при необходимости примем меры.

Спасибо
Аккаунт заблокирован!

Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.

Понятно
Что-то пошло не так!

Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.

Понятно
Лучшие материалы
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.
Ваша заявка получена

Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно
Ваше сообщение получено

Мы скоро прочитаем его и свяжемся с Вами по указанной почте. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: