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.
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.
Telegram 
Дзен 
VK По самой распространенной версии, в прошлом климат Венеры был похож на земной, а к нынешнему состоянию пришел из-за парникового эффекта. Недавно ученые попытались смоделировать этот процесс и обнаружили, что перегретая венерианская кора даже вместе с вулканами просто не могла испустить в атмосферу такое количество углекислого газа, какое мы наблюдаем в ней сейчас.
Каждый год на месторождениях происходят десятки плановых остановок скважин для ремонта или профилактики. Чтобы во время простоев предотвратить выброс нефти и газа на поверхность, скважины глушат и закачивают в них специальные жидкости, в качестве которых нередко используют обратные эмульсии. Раньше считалось, что они безвредны и легко удаляются, поэтому, когда после глушения проницаемость уменьшалась, это списывали на другие факторы — например, отложение парафинов. Комплексно не изучалось, как именно эти составы влияют на снижение добычи. Ученые Пермского Политеха изучили обратные эмульсии и впервые объяснили, как они влияют на проницаемость горных пород. Проведенное исследование позволяет заранее определить, насколько опасен тот или иной состав и какой способ очистки сработает лучше. Это поможет нефтяным компаниям минимизировать потери добычи и избежать дорогостоящих восстановительных работ.
Обычно тела меньше тысячи километров не могут удержать вокруг себя полноценную газовую оболочку: слишком невелика сила тяжести. Несмотря на это, малая планета (612533) 2002 XV93 — диаметром всего полтысячи километров — во время звездного затмения показала, что у нее атмосфера есть. Как это вышло, пока неясно, хотя у астрономов-первооткрывателей и есть пара гипотез.
Генетика интеллекта сложна и связана с разными психоневрологическими состояниями. Оказалось, то, что повышает эрудицию, может ухудшать способность решать творческие задачи, — и наоборот. Причем паттерны этих связей уникальны для каждого диагноза.
Ученые давно сделали вывод о том, что в поздней Античности монеты перестали представлять собой цену как валюта, однако не было понятно когда именно это произошло. Новое исследование погребения римского воина из бельгийского форта Оденбург показало, в какой момент монеты стали цениться просто весом металла в кошельке.
Релиз довольно неожиданно перенес время образования протонов и нейтронов в более раннее прошлое Вселенной. К сожалению, из его текста осталось неясным научное обоснование таких фундаментальных изменений в космологии. Также он резко передвинул в прошлое и момент возникновения реликтового излучения.
В последнее время пуски с российских северных космодромов осуществляют без предварительного уведомления, чего не было в прошлом. Вероятно, дело в недавно упомянутых главой «Роскосмоса» атаках на Плесецк во время пуска. Сегодняшний запуск обеспечил вывод на орбиту космических аппаратов военного назначения.
Четыре человека, летящие к Луне, столкнулись с целым рядом мелких неприятностей — от низкой температуры в начале работы до поломки мочевыводящей системы туалета на вторые сутки и необходимости взамен пользоваться пакетами. К счастью, пока самые крупные сложности удалось компенсировать. Но все они вместе могут сдвинуть ситуацию к решению, о котором Naked Science уже говорил в нашем видеоподкасте о миссии: не исключено, что при высадке астронавтов на Луне их корабль состыкуют со Starship не на окололунной, а уже на околоземной орбите.
Когда международная экспедиционная группа, исследующая море Уэдделла в Антарктиде на борту ледокола «Поларштерн», попыталась укрыться от шторма, ученые и экипаж судна удивились внезапному появлению острова, не обозначенного ни на одной морской карте.
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Что-то в вашем комментарии показалось подозрительным, поэтому перед публикацией он пройдет модерацию.
Понятно
Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.
Понятно
Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.
Понятно
Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.
Понятно