Этот захватывающий процесс можно назвать важнейшим этапом солнечного цикла. Он случается примерно раз в 11 лет. Когда полярность магнитного поля изменяется, это указывает на прохождение середины максимума активности звезды. Важно понимать, что это не какое-то сверхредкое явление вроде пролета мимо планет кометы. Событие уже происходило в 2013 году и тогда его тоже активно освещали в новостях. В свете этого нужно разобраться, что явление приносит нашей планете и опасно ли оно.
Суть перемен
Главное понятие, которое нам предстоит разобрать, — это солнечный цикл. Его продолжительность составляет около 11 лет. Определяет цикл несколько факторов — общий уровень активности звезды и возникновение пятен на его поверхности.
Пиковый период, когда активность в цикле выше всего и называется солнечным максимумом. Прогнозы говорят, что новый подъем солнечной активности придется на промежуток с конца 2024 года до начала 2026 года.
Есть и еще один, более долгий цикл, который называют циклом Хейла. Он составляет 22 года, то есть соединяет в себе два обычных 11-летних.
За это время звезда меняет свою полярность два раза. Астрофизик Райан Френч, занимающийся изучением Солнца, отметил, что по завершении полного цикла магнитное поле нашей звезды снова принимает изначальную полярность.
Если рассматривать само явление солнечного цикла с точки зрения физики, то в период минимума магнитное поле Солнца напоминает диполь с двумя полюсами — северным и южным. В этом оно такое же, как и магнитное поле Земли. Но по мере приближения к периоду максимума, поле усложняется, а сами полюса уже не так просто различить.
Когда звезда входит в фазу наивысшей активности, она начинает переходить к минимуму, а значит, и магнитное поле становится диполем. При этом полярность у него противоположная.
Именно смена полярности и будет ждать нас в будущем. Северный магнитный полюс поменяется на южный, а южный займет место северного.
Почему полярность меняется?
Удивительно, но именно солнечные пятна приводят к такому явлению. Они представляют собой области, магнитная структура которых необычна. Эти способны приводить к интенсивным вспышкам, сопровождающимся выбросам корональной массы.
При появлении пятен рядом с экватором — остаются в соответствии со старым полем. При возникновении ближе к полюсам пятна начинают выстраиваться в соответствии с новым магнитным полем, что подтверждается законом Хейла.
«Активные магнитные зоны передвигаются к полюсам, что и вызывает изменение полярности», — ранее объяснял Тодд Хоксема, занимающий должность ведущего специалиста по солнечной физике и директор Солнечной обсерватории Уилкокса при Стэнфордском университете.
Загадки изменения полярности
Несмотря на то, что мы примерно понимаем механизм, явление все еще остается во многом таинственным для ученых. «Это часть общего солнечного цикла, и нам бы очень хотелось углубить наши знания в этом направлении, — отметил Фил Шеррер, ученый-физик из Стэнфорда. — Без построения комплексной математической модели этого процесса, наше понимание останется неполным».
Одна из тайн — источники магнитного поля. «Мы обращаем пристальное внимание на количество и другие характеристики солнечных пятен. Отражают ли они общую магнитную структуру полюсов или их воздействие ограничится локальными областями?» — задается вопросом Хоксеома.
Важно понимать, что смена магнитного поля не происходит мгновенно. Это долгий и постепенный процесс, растягивающий на 11 лет. Как замечает Френч, нет четкого момента для смены полюсов — это случается последовательно, чем сильно отличается от быстрых изменений полюсов на Земле.
Обычно полная смена полюсов Солнца отнимает от одного года до двух лет, но сроки здесь могут варьироваться. К примеру, согласно данным Национальной солнечной обсерватории, окончание изменения полярного поля в 24-м солнечном цикле, окончившемся в декабре 2019 года, заняло почти 5 лет.
Из-за того, что поле меняется постепенно, без использования специальной аппаратуры отследить это сложно. При этом бояться наступления катастроф и катаклизмов на Земле не стоит. Однако смена полярности всё же будет иметь некоторые последствия.
Как изменение магнитного поля Солнца повлияет на Землю?
Сейчас Солнце показывает значительную активность, на нем часто случаются выбросы корональной массы, фиксируются яркие вспышки. Эти явления провоцируют интенсивные геомагнитные бури на нашей планете. Не зря в последнее время можно наблюдать появление ярких полярных сияний. Причем иногда в тех местах, где к ним совсем не привыкли.
Среди многочисленных последствий изменений поля можно выделить один небольшой, но важный эффект: защита Земли от галактических космических лучей становится лучше. Высокоэнергетические субатомные частицы, перемещающиеся на скоростях, приближенных к световой, способны наносить урон космическим аппаратам, а для космонавтов создают опасность. На Земле от таких рисков нас спасает атмосфера
Когда магнитное поле Солнца меняется, «токовый слой» — обширная поверхность, простирающаяся на миллиарды миль от солнечного экватора изгибается. Это и ограждает технику и людей от космических лучей.
Исследователи собираются внимательно отслеживать изменения в магнитном поле Солнца и фиксировать время возврата его в дипольную конфигурацию. Если это случится в ближайшие годы, следующий 11-летний цикл будет активным. Однако если процесс затянется, то новый цикл окажется слабым, аналогично предыдущему, 24-му солнечному циклу.
