Новости Украины
Календарь
«    Сентябрь 2017    »
ПнВтСрЧтПтСбВс
 
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
 

Горячие новости стран

Интеллектуальная рассылка
SmartResponder.ru
Будущее человечества
Ваш e-mail: *
Ваше имя: *


 Дайджест новостей



Политическая жизнь в Интернете

Рассылка 'Политическая жизнь в Интернете'
Подписаться письмом




Статистика сайта



Rambler's Top100


Горячие новости Украины

ИСТОРИЯ ОБ ИСЧЕЗНУВШИХ СОЛНЕЧНЫХ ПЯТНАХ Украина
 

*********************

*) John A. E d d y , The Case of the Missing Sunspots, Scientific American 236 (5), 80—88 (May 1977). Перевод Н. И. Гинзбург.

Джон А. Эдди, занимающийся астрономией Солнца,— сотрудник Астрофизиче- ского центра Гарвардского колледжа и Смитсоновской астрофизической обсервато- рии, США.

Согласно старым наблюдениям между 1645 и 1715 гг. пятен на Солнце практически не было. По-видимому, активность Солнца сильно меняется, и мы живем в период необычно высокой его активности.

В 1893 г. директор королевской Гринвичской обсерватории в Лондоне Э. У. Маундер, проглядывая старые книги и журналы, с трудом поверил тому, что он там обнаружил. По-видимому, в течение многих лет астро- номы не осознавали того весьма существенного факта, что поведение Солнца вопреки общепринятому мнению не является регулярным и пред- сказуемым. Если верить данным, которые обнаружил Маундер, Солнце существенно изменилось в совсем недавние времена. В частности, согласно старым данным, закончившийся в 1715 г. и продолжавшийся 70 лет период характеризовался почти полным отсутствием солнечных пятен и других форм солнечной активности. Маундер понимал, какое огромное значение имеют эти данные (если они правильны) не только для астрономии, но, возможно, также и для климата, а следовательно, и для будущих условий жизни на Земле.

Солнечные пятна — весьма известное явление на Солнце, и наличие цикла продолжительностью в 11 лет, за время которого эти пятна появ- ляются и исчезают,— один из наиболее твердо установленных фактов в астрономии. Хотя в течение столетий астрономы Востока отмечали нали- чие на Солнце больших пятен, которые они наблюдали невооруженным глазом, Запад в основном игнорировал эти факты.

Отношение резко изме- нилось после того, как в 1611 г. их увидел в телескоп Галилей и другие. С тех пор и до настоящего времени ведутся непрерывные телескопические наблюдения солнечных пятен. В 1843 г. немецкий астроном-любитель Г. Швабе на основе своих собственных наблюдений отметил, что на графи- ке среднего числа пятен, видимых за год, четко проявляется цикличность продолжительностью около 10 лет. Это открытие удивило астрономов- профессионалов, которые в течение длительного времени полагали, что нет никакой цикличности ни в появлении пятен, ни для других видов солнеч- ной активности. Однако вскоре после сообщения Швабе другие астрономы подтвердили наличие цикла и уточнили его продолжительность, равную 11,2 года. На основании данных старых наблюдений швейцарский астроном Р. Вольф установил, что цикличность заметна, по крайней мере начиная с 1700 г.; более старые данные не казались Вольфу достаточно надежными.

К 1893 г. было хорошо известно, что цикл солнечных пятен "связан как с другими проявлениями солнечной активности, так и с повто- ряющимися земными эффектами, такими как полярные сияния. Кривая числа солнечных пятен за год, начиная с 1700 г., имела вид волны, рас- ходящейся без изменений в обе стороны по времени. Мало кто сомневался в том, что солнечные пятна и 11-летний цикл — вечные свойства Солнца. Тогда, как и теперь, эти свойства воспринимали как доказательство регу- лярности солнечной активности, что в свою очередь означало постоянство и предсказуемость свойств Солнца.

 

Рис. 1. Рисунок солнечных пятен, опубликованный И. Гевелиусом из Данцига в его книге «Selenographia» (1647 г.).

На рисунке видно перемещение нескольких групп пятен на вращающейся поверхности Солнца с 22 мая до 31 мая 1643 г. Из ряда таких рисунков автор и его сотрудники получили скорость вра- щения Солнца в середине XVII века, как раз в начале 70-летнего периода с почти полным отсут- ствием пятен Форма пятен и детали их темных ядер, окруженных более светлыми тенями, говорят о том, что качество телескопов в XVII веке было достаточно высоким и что астрономы тех лет видели те же детали солнечных пятен, что и наши современники.

В 1893 г. Солнце находилось в максимуме цикла, и на нем видны были сотни пятен, о чем Маундер хорошо знал. Даже в годы минимума солнечной активности на Солнце обычно находят несколько пятен; редок тот месяц, в течение которого на Солнце не появляется никаких пятен.

И все же в покрытых плесенью записях XVII века (т. е. в записях, сде- ланных во времена как раз перед началом знакомой кривой солнечных пятен) Маундер обнаружил, что тогда год за годом на Солнце не появля- лось никаких пятен. За 32 года в северном полушарии Солнца не видели ни одного пятна. За 65 лет ни разу не удалось наблюдать одновременно более одной маленькой группы солнечных пятен. Было несколько десяти- летних периодов, когда на всем Солнце никому не удалось увидеть ни одного пятна.

Маундер обнаружил, что полное число солнечных пятен, зафиксированных между 1645 и 1715 гг., было меньше количества солнеч- ных пятен, видимых за один «средний» год в наши дни.

 

В 1894 г. Маундер опубликовал статью под названием «Продолжи- тельный минимум солнечных пятен», в которой подробно описал этот странный период в истории Солнца и призвал обратить внимание на его возможное значение. Если отсутствие пятен соответствовало действитель- ности, это могло пошатнуть основы солнечной астрономии. Маундер отметил, что такой необычный период может послужить мощным средством выяснения связи между Землей и Солнцем: если обычные максимумы и минимумы 11-летнего цикла можно связать с изменениями магнитного поля Земли или, может быть, с изменениями погоды, то продолжительные изменения в поведении Солнца могут сопровождаться и более существен- ными эффектами на Земле.

Неизвестно, прислушался ли кто-либо к словам Маундера. Не обра- тили особого внимания и на предыдущую его статью на ту же тему, напи- санную в 1890 г., а также и на опубликованную годом ранее статью немец- кого астронома Г. Шперера, который первый привлек внимание Маундера к периоду с глубоким минимумом солнечной активности. Но Маундер не сдавался. В 1922 г. он снова опубликовал статью под тем же названием «Продолжительный минимум солнечных пятен», вновь подчеркивая важ- ность существования этого 70-летнего периода для солнечной астрономии и для физики Земли. Шесть лет спустя Маундер умер, и, как бы дразня его, цикл солнечных пятен повторялся снова и снова.

Статьи Маундера были либо забыты, либо приписаны энтузиасту, слепо верившему старым поверхностным записям. Несколько лет тому назад мне показалось, что настало время выяснить вопрос об исчезнувших солнечных пятнах, ко- торый слишком долго является «семейной тайной» физики Солнца. Меня начали раздражать ссылки на этот период, появляющиеся время от вре- мени в связи с соответствующими изменениями климата на Земле. Будучи астрономом, изучающим Солнце, я был уверен, что такого минимума существовать не могло, а мой интерес к истории сделал увлека- тельной задачу «перекрестного допроса» Маундера.

Возникшая задача напоминала детективный роман: было сообщение, что в далеком прошлом совершено «преступление», серьезное для астро- номии, а возможно, и для самой Земли. Имело ли оно место? Найденным Маундером «уликам» теперь уже более 250 лет, но их все еще можно разыскать в библиотеках, хранящих журналы XVII и XVIII веков. Еще более обнадёживающим явилось то обстоятельство, что полвека спустя после смерти Маундера появились на свет новые свидетельства. Речь идет об исторических каталогах наблюдений полярных сияний, о произве- денных на Востоке невооруженным глазом наблюдениях солнечных пятен, а также о лучшем понимании того, как совершенно неактивное Солнце может выглядеть во время полных солнечных затмений.

Но лучшим из оказавшихся в моем распоряжении доказательств явился современный анализ годичных колец древесных стволов. Важной для нашей цели была не ширина колец, которая связана лишь с микроклиматом, а их хими- ческий состав, содержащий косвенные данные об изменениях на Солнце.

Ни одна из этих «улик» не была известна Маундеру. Но и ни одна из них не являлась решающей. Однако их совокупность совместно с оригиналь- ными историческими записями могла бы, быть может, решить этот запу- танный вопрос.

Изучая астрономические записи этого периода, я к своему удивлению обнаружил, что они в точности отражены Маундером: в связи с этим я на- чал называть период глубокого минимума солнечных пятен «минимумом Маундера». Когда в 1671 г. (в середине минимума Маундера) появилось сообщение о новом пятне на Солнце, редактор журнала «Philosophical Transaction of the Royal Society of London» писал: «В Париже сиятельный синьор Кассини недавно снова обнаружил Пятна на Солнце, ни одно из которых не было замечено в течение многих лет».

Рис. 2.
Среднегодовое число пятен ·— мера количества пятен, видимых на поверх- ности Солнца с 1610 по 1976 гг. включительно.

Видно, что цикл солнечных пятен не является регулярным ни по частоте, ни по амплитуде. Интер- вал между соседними максимумами цикла не всегда равен 11 годам; иногда он укорачивается до 8 лет, а иногда достигает 17. Кроме того, некоторые максимумы, такие,как максимум 1959 г., много выше других, например, слабых максимумов в начале XIX века. Период между 1645 и 1715 гг. автор назвал минимумом Маундера по имени английского исследователя Солнца Э. В. Маундера, который первым отметил возможное значение этого периода для условий на Земле. Данные о сол- нечных пятнах, наблюдаемых до 1650 г., весьма скудные. Первый изолированный пик в районе 1612 г. (слева) получен из наблюдений Галилея; второй пик получен по данным наблюдений X. Шайнера, приведенных в его книге «Rosa Ursina»; третий пик — данные наблюдений И. Геве- яиуса,

Затем для удобства читателей редактор описывает предыдущее пятно, замеченное на Солнце 11 годами ранее. Сам Кассини (Г. Д. Кассини — основатель и первый директор Парижской обсерватории) писал по этому поводу: «Прошло почти 20 лет с тех пор как астрономы видели сколь-либо значительные солнечные пятна, хотя ранее, вскоре после изобретения телескопа, их время от времени наблюдали». Можно ли было так писать в условиях обычного для нас поведения Солнца?

Дж. Флемстид — первый королевский астроном Англии и первый директор Королевской Гринвичской обсерватории — наблюдал Солнце семь лет, прежде чем смог заметить одно пятно. В книгах, написанных значительно позже, часто ссылаются на этот, почти лишенный солнечных пятен период. Существенно то, что ссылки на период глубокого минимума солнечных пятен XVII века начали исчезать из литературы только после открытия Швабе 11-летнего цикла. Сохранившиеся в памяти астрономов воспоминания о глубоком минимуме солнечных пятен могут объяснить удивление, с которым они встретили сообщение Швабе о наличии циклич- ности. Подавлением и временным прекращением цикла солнечных пятен можно объяснить, почему прошло более 230 лет после первых телескопических 30 наблюдений солнечных пятен до запоздавшего открытия четко выраженной цикличности их появления.

 

Рис. 3. Увеличение скорости вращения Солнца на экваторе как раз перед началом минимума Маундера. Солнце не вращается как твердое тело;экваториальные его области вращаются бы- стрее, чем области с большей широтой. На рисунке приведена современная скорость вращения Солнца на разных широтах в градусах за день (сплошная кривая). Из данных Шайнера (штриховая кривая) следует, что скорость вращения Солнца в 1620 г. мало отличалась от современной. Однако из проведенных в 1640 г. наблю- дений Гевелиуса (штрих-пунктирная кривая) видно, что отношение вращения эква- ториальных областей Солнца к полярным возросло в три раза. Неясно, является ли этот эффект причиной или следствием минимума Маундера.

Но можно ли доверять наблюдате-лям. работавшим в столь давние време- на? Сколь хороши были их телескопы? Достаточно ли тщательно наблюдали они за солнечньши пятнами. В XVII веке, во времена Людовика XIV, люди носили причудливые одежды, писали тяжеловесныхм слогом. Однако именно в этот период Кассини открыл большую темную полосу в кольцах Сатурна, и было обнаружено по крайней мере пять его спутников.

Минимум Маундера начался через 35 лет после того, как Галилей создал свой первый маленький телескоп. Этот промежуток времени был ознаменован быстрым расцветом оптики и астро- номии. XVII век — время подвесных телескопов с фокусным расстоянием до 200 футов. Это было время первого зеркального телескопа Ньютона и многих других новшеств. Астрономы наблюдали и считали солнечные пятна почти так же, как это делается в наши дни, а их инструменты мало отличались от приме- няемых для этой же цели в течение последующих двух веков. Их рисунки сол- нечных пятен, приводимые в журналах и книгах, вряд ли уступают снимкам на- блюдателей 1977 г.

Я убежден, что астрономы эпохи Людовика XIV облада- ли как надежными инструментами, так и способностью видеть все солнечные пятна (кроме самых мельчайших), если таковые существовали тогда на Солнце. Я верю, что наблюдатели в то время были во всех отношениях столь же умелы- ми, как мы, и что они скорей всего имели те же стимулы и профессиональные ин- тересы и, возможно, могли проводить у телескопов больше времени Вели ли они непрерывные наблюдения за Солнцем? Не может ли быть, что Маундер принял отсутствие доказательств за доказательство отсутствия?

Два факта убеждают меня в том, что дело не в недостатке доказательств. В тот период неоднократно отмечали отсутствие солнечных лятен, и, если согласиться с точкой зрения, что астрономов XVII века работа вдохновляла так же, как и нас, можно думать, что поиски солнеч- ных пятен проводились особенно тщательно с целью выяснения причин странного явления. Более того, как ясно из журналов того времени, факт обнаружения нового солнечного пятна являлся достаточной причиной для сообщения в печати. В наши дни, даже в период минимума солнечной активности, на Солнце видно столь много пятен, что ни один журнал не мог бы опубликовать статей о каждом из них.

Рис. 4. Число ежегодно наблюдаемых полярных сияний от 1550 до 1750 г. (заштрихо- ванные пики).

«Северные сияния», число которых связано с уровнем солнечной активности, почти исчезают в период минимума Маундара. В начале XVIII века, когда, по-видимому, начался современный цикл солнеч- ных пятен (не заштриховано), число зарегистрированных полярных сияний возросло в 20 раз. Периоды с наибольшим числом полярных сияний также соответствует времени, когда на Востоке солнечные пятна наблюдали невооруженным глазом (кружки).

Могла ли погода помешать наблюдениям? Могло ли так случиться, что в Европе в течение 70 лет было необычайно много дней со сплошной облачностью, мешающей телескопическим наблюдениям? В те времена в Европе действительно царил необычный холод, но сплошной повсе- местной облачности не было. В противном случае мы узнали бы об этом из статей астрономов, которые отнюдь не страдали от бездействия. Более того, в XVII веке велись весьма обширные и активные ночные астрономи- ческие наблюдения: регулярно видели кометы, а для полученных в те времена сведений о планетах требовалось не только чистое небо, но и спо- койная атмосфера.

 

Исторические сведения о полярных сияниях — «северных свече- ниях»— оставляют еще меньше сомнений в том, что минимум Маундера действительно имел место. Полярные сияния и уровень солнечной актив- ности связаны между собой.

Количество ночей, когда видны полярные сияния, хорошо коррелирует с числом солнечных пятен. Вообще говоря, частота наблюдений полярных сияний зависит также от расстояния между пунктом наблюдения и магнитным полюсом Земли. Полярные сияния чаще видят на более высоких широтах и реже вблизи экватора, поскольку на низкой широте геометрия магнитных силовых линий земного магнитно- го поля защищает атмосферу от проникновения идущих от Солнца частиц, вызывающих свечение.

В обычных условиях при нормальной солнечной активности в населенных областях Европы за период в 70 лет наблюдают по крайней мере 500, а возможно, даже до 1000 полярных сияний. Однако между 1645 и 1715 гг. сообщений о наблюдениях полярных сияний в Евро- пе, по-видимому, не было. Даже в Скандинавии северные сияния наблю- дали тогда весьма редко и их появление считали необыкновенным событи- ем, хотя в наши дни их видят почти каждую ночь. За период минимума Маундера был один отрезок времени в 37 лет, когда на Земле не было зафиксировано ни одного полярного сияния. И когда, наконец, в марте 1716 г. (в конце минимума Маундера) королевский астроном Э. Хэлли увидел в Англии полярное сияние, он счел нужным опубликовать статью с объяснением этого явления. Он признал, что никогда ранее не видел полярных сияний, хотя постоянно занимался их поисками, а ему было уже 60 лет. Жизнь Хэлли, хотя он и не знал этого, совпала с большей частью минимума Маундера.

Семидесятилетний период минимума солнечных пятен проявляется особенно рельефно при построении графика сообщений о полярных сияни- ях за разные годы. Маундер смог бы написать свои статьи, располагая лишь одними этими данными. Однако в связи с подсчетом зарегистриро- ванных полярных сияний возникает также другой эффект, который требу- ет объяснений. В древние времена было очень мало сообщений о полярных сияниях по сравнению с их количеством, наблюдаемым в наши дни. Поче- му же этих сообщений было так мало даже до 1645 г.?

Согласно сохра- нившимся записям число полярных сияний, начавшее резко возрастать примерно с 1550 г., было прервано минимумом Маундера, а затем, после 1716 г., скачкообразно возрасло примерно в 20 раз. До какой степени этот резкий рост зафиксированных после 1550 г. полярных сияний был явле- нием социальным, скажем, отражением возросшего интереса к астрономии в эпоху Возрождения или, в более поздние времена, влиянием статьи Хэлли?

Я подозреваю, что в основном рост числа сообщений о полярных сияниях, начиная со средних веков,—· явление социальное. Однако другие данные заставляют верить, что, по крайней мере частично, этот рост — явление физическое, т. е. эффект, отражающий изменения на Солнце. Есть основания полагать, что в более далекие времена были и другие длительные периоды, похожие на минимум Маундера. Их легко заметить по ранним сообщениям о полярных сияниях и о количестве видимых тогда невооруженным глазом солнечных пятен. Я пришел к выводу, что частота наблюдений солнечных пятен и полярных сияний в наши дни является необычной и что, начиная с XVII века, активность Солнца постепенно возросла до очень высокого уровня—до уровня, равного которому не было, быть может, в течение последнего тысячелетия.

Сообщения о солнечных пятнах, наблюдавшихся без помощи телеско- па, позволяют проверить данные о полярных сияниях и подтвердить реальность существования минимума Маундера. Сообщения о пятнах на Солнце впервые появились по крайней мере еще в V веке до нашей эры и стали с тех пор регулярными, особенно на Востоке. Большие пятна или группы пятен можно легко увидеть невооруженным глазом при восхо- де или закате Солнца, или через достаточно толстый слой дыма или тума- на. В 1933 г. японский астроном С. Канда составил список известных данных о солнечных пятнах, наблюдавшихся невооруженным глазом в Японии, Китае и Корее. Он обнаружил, что с начала нашей эры за сто- летие наблюдали в среднем от 5 до 10 таких пятен, включая немного- численные периоды, когда пятна видели чаще, и промежутки времени, когда пятен вообще не было видно. Один из таких промежутков времени, перекрывающий минимум Маундера, продолжался от 1584 до 1770 г.

 

 

Рис. 5.
Изменения климата на Земле совпадают с длительными по времени вариациями солнечной активности.

Приведен цикл солнечных пятен с 1610 по 1950 гг. (сплошная кривая) вместе с данными о наблюдав- шихся на Востоке до 1750 г. невооруженным глазом крупных пятаах (кружки). Жирная кривая соот- ветствует относительному процентному содержанию в атмосфере углерода-14, определенному по ана- лизу годичных колец древесных стволов с 1500 до 1900 гг. нашей эры. Отношение процентного содер- жания углерода-14 к обычному изотопу углерода изменяется с изменением уровня солнечной актив- ности; в атмосфере образуется большее количество углерода-14 при спокойном Солнце и меньшее «оличество при активном Солнце. Для удобства сравнения с солнечной активностью ордината направлена вниз. Кривая содержания в атмосфере углерода-14 хорошо согласуется с кривой общего чисна наблюдаемы* солнечных пятен. Пики и впадины на кривой солнечной активности совпадают также с пиками и впадинами на кривой суровости зимы в Париже и Лондоне (штриховая кривая), определенных по историческим данным английского климатолога X. Лемба. Кривая суровости зимы смещена на графике на 40 лет, чтобы учесть промежуток времени между образованием углерода-14 в верхних слоях атмосферы и попаданием его в стволы деревьев. После примерно 1900 г., когда воз- росли и солнечная активность, и температура во всем мире, данные об углероде-14 непригодны для -отражения солнечной активности; согласие нарушается в связи с эффектом Суэсса — современным вытеснением из атмосферы углерода-14 благодаря сгоранию ископаемого топлива.

Эти сведения сами по себе отрывочны, и, кроме того, наличие таких промежутков времени можно объяснить и социальными эффектами, особен- но если принять во внимание весьма малое число наблюдений. Я склонен был бы рассматривать наличие промежутков времени с отсутствием сол- нечных пятен на Востоке как случайность, если бы не было столь хоро- шего согласия между количеством сообщений о наблюдениях невооружен- ным глазом солнечных пятен и частотой зафиксированных в Европе полярных сияний за период, превышающий 2000 лет.

Помимо сообщений о полярных сияниях и солнечных пятнах, сведе- ния об уровнях солнечной активности в прошлом дают описания солнеч- лой короны, наблюдаемой во время полных солнечных затмений. Форма короны — разреженной внешней атмосферы Солнца — при большом я малом количестве пятен существенно различна. С солнечными пятнами связаны сильные магнитные поля на поверхности Солнца, и эти магнитные поля определяют форму жемчужно-белых лучей короны, которые видны вокруг Солнца при полном его затмении. При наличии многочисленных пятен, а следовательно, и концентрированных солнечных магнитных полей корона заполнена лучами, обрамляющими Солнце, как лепестки георгина. Когда количество солнечных пятен падает, число корональных лучей уменьшается, как будто кто-то выщипал эти лепестки. При миниму- ме солнечных пятен во время полного солнечного затмения видна тусклая корона с небольшим количеством лучей вблизи экватора.

Что же должно произойти с короной при полном отсутствии солнеч- ных пятен в течение лет или десятилетий? Наблюдатель должен все же видеть зодиакальный свет, или «фальшивую» корону, обрамляющую чер- ный диск Луны,— узкое кольцо бледно-красного цвета без каких-либо лучей. В отличие от истинной короны, зодиакальный свет не является частью солнечной атмосферы; это просто солнечный свет, рассеиваемый пылью в межпланетном пространстве. Существующий всегда зодиакаль- ный свет во время полного солнечного затмения обычно не виден на фоне более яркой короны.

Между 1645 и 1715 гг. 63 раза имелась возможность наблюдать полное солнечное затмение. Я попытался найти данные о всех наблюдениях, чтобы выяснить, каковы были описания короны во времена минимума Маундера. Большую часть затмений можно было наблюдать только из недоступных мест, а в XVII и XVIII веках, в отличие от наших дней, не было принято посылать экспедиции на край Земли в погоне за лунной тенью. Однако некоторые затмения были видны вблизи европейских обсерваторий, и их наблюдения производились весьма тщательно. Не было пропущено ни одного видимого в Европе затмения, и несколько затмений наблюдали астрономы, оказавшиеся в это время в Новом Свете или в Азии. Большинство наблюдающих затмение астрономов-профессионалов не смотрели на небо, а тратили драгоценные мгновения на изучение изобра- жения затмения, проектируемого на экран телескопом. На этом изобра- жении они измеряли детали затмения Солнца Луной, которые представля- ли в то время актуальный интерес. Однако те, кто во время полного сол- нечного затмения смотрели на небо, все приводят аналогичные описания: вокруг Луны они видели узкое тусклое кольцо постоянной ширины бледно- красного цвета. Ни один из наблюдателей не описал пронизанной белыми лучами короны, которая так знакома и так впечатляет в наши дни. Эти сообщения убеждают меня в том, что во время минимума Маундера лу- чистая корона или полностью отсутствовала, или была столь тусклой, что можно было увидеть лишь зодиакальный свет.

Похоже на то, что данные о солнечных затмениях могли бы служить четким свидетельством в пользу реальности существования минимума Маундера. Однако, как и в случае полярных сияний, мы должны обсудить также наблюдения, производившиеся в более давние времена. Мне не уда- лось найти ни одного описания короны со структурой во время затмений в эпоху, предшествующую минимуму Маундера! Полные затмения Солнца привлекали внимание и внушали благоговейный трепет человеку в течение тысячелетий. Как могло случиться, что из тысяч описаний сотен полных солнечных затмений выпало описание этого наиболее прекрасного и волнующего зрелища? Может быть, мы видим только то, что ищем, и не замечаем других даже очень необычных явлений? Ведь до конца XIX века не было известно, что корона является частью Солнца. Быть может, наблюдателей ослепляли последние лучи Солнца перед наступле- нием полного затмения, и они не замечали легкой «бесплотной» короны. Возможно, до наступления эпохи Просвещения в XVIII веке никто не удосужился описать корону.

Но я думаю, что каждый, кто видел невооруженным глазом захваты- вающую дыхание красоту короны, понимает, так же как и я, полную- беспочвенность всех этих предположений. Представляется вполне воз- можным, что солнечная корона действительно отсутствовала в течение времени, значительно превышающего длительность минимума Маундера и достигающего, быть может, нескольких сотен лет. Тогда отсутствие короны совпадает с еще более ранним протяженным минимумом солнечной активности, который я назвал минимумом Шперера и который четко· виден по подсчету полярных сияний и по отсутствию сообщений о наблю- даемых невооруженным глазом солнечных пятнах, а также по данным, полученным с помощью изучения древесных колец. Все это говорит о том, что корона, которую мы видим сегодня, может оказаться преходящим современным свойством Солнца.

***********

Другая независимая «улика», касающаяся минимума Маундера, содержится в работе Д. Е. Троттер, П. А. Гилмана и автора, которые предприняли попытку реконструкции картины вращения Солнца в XVIII веке. Из современных наблюдений следует, что Солнце не вра- щается, как твердое тело; чем выше широта, тем медленнее вращение, в результате чего экватор Солнца делает оборот за 27 дней, а полярные области за 31 день. Согласно современной теории Солнца наблюдаемое дифференциальное вращение Солнца приводит к образованию циклич- ности солнечных пятен в результате действия солнечного динамо. Распо- ложенные в глубине Солнца магнитные поля взаимодействуют с диффе- ренциальным вращением его поверхности, что генерирует электротоки, которые и ответственны за существование магнитных полей солнечных пятен. Тогда при возникновении четко выраженной аномалии количества солнечных пятен можно ожидать сопутствующую ей аномалию в поведе- нии или солнечных магнитных полей, или вращения солнечной новерх- ности.

Вращение Солнца можно измерить весьма точно с помощью серии зарисовок, изображающих последовательно ежедневное расположение солнечных пятен. Солнечные пятна служат индикаторами вращения поверхности, подобно тому, как плавающие на поверхности воды листья указывают на движение потока. Троттер, Гилман и автор восстановили рисунки вращения Солнца в XVII веке, изучая оригинальные рисунки Солнца и солнечных пятен, найденные в двух старых книгах: в «Rosa Ursina» X. Шайнера, опубликованной в 1630 г. до наступления минимума Маундера, и в «Selenographia» И. Гевелиуса, которая счастливы образом появилась в 1647 г., т. е. в начале этого минимума.

В каждой из книг приведены ежедневные рисунки Солнца за длитель- ный период времени порядка двух лет. Согласно рисункам Шайнера из «Rosa Ursina», сделанным в 1625 и 1627 гг., вращение Солнца мало отли- чается от современного: вращение замедляется с широтой на ту же вели- чину. На рисунках же Гевелиуса, сделанных за период времени от 1642 до 1644 г. включительно, т. е. до момента исчезновения последнего пятна перед наступлением длительного минимума, видны удивительные и много- значительные изменения. Вращение солнечного экватора ускорилось на целые сутки по сравнению с 1625 г. При этом скорость вращения на эква- торе по сравнению с вращением удаленных от него областей увеличилась в три раза. Не поймали ли мы «виновника преступления*, установив это изменение картины вращения солнечной поверхности, наступившее как раз в тот момент, когда начали исчезать пятна? Но является ли изменение дифференциального вращения Солнца причиной наступления минимума Маундера или его следствием?

 

Здесь мои детективные изыскания достигли той стадии, когда почти не осталось сомнений ни в правоте Маундера, ни в справедливости старинных записей. Последняя, причем веская, улика связана с изучением годичных колец древесных стволов.

Радиоактивный изотоп углерод-14 образуется в верхней атмосфере Земли в результате действия галактических космических лучей. Поток этих космических лучей в свою очередь модулируется протяженным магнитным солнечным полем, которое определяется уровнем солнечной активности. Когда Солнце очень активно, его протяженное магнитное поле экранирует Землю от какой-то части галактических космических лучей; меньшее их число достигает верхних слоев атмосферы, и поэтому образуется меньшее количество углерода-14. Когда активность Солнца снижается, его протяженное магнитное поле ослабевает; Земля получает большую дозу космических лучей, и содержание углерода-14 в атмосфере возрастает. Правда, существуют и другие, отличные от солнечного, механизмы, влияющие на образование углерода-14. Тем не менее наличие точных данных о содержании в прошлом углерода-14 в атмосфре характеризует активность Солнца в те времена.

Именно такие данные любезно предоставляют нам деревья, стволы которых удачно разделены на кольца, каждое из которых соответствует одному году. Образующийся в верхних слоях атмосферы углерод-14 в результате фотосинтеза углекислого газа в конце концов оседает в стволах деревьев. Из анализа каждого древесного кольца можно определить в углекислом газе отношение углерода-14 к обычному изотопу углерода. Такие кропотливые анализы ведутся в течение многих лет в целом ряде лабораторий, преимущественно в связи с тем, что определение процентного содержания углерода-14 в прошлом необходимо для археологии и дру- гих дисциплин. Некоторые занимающиеся этим вопросом специалисты уже отмечали потенциальную ценность данных об углероде-14 для определения солнечной активности в прошлом.

Еще в 1958 г. голландский исследователь X. де Вриз обратил внимание на резко выраженную аномалию процентного содержания углерода-14 в кольцах стволов деревьев, соответствующих второй половине XVII и первой части XVIII веков. В те годы процентное содержание углерода-14 резко возросло. Именно этого нужно было бы ожидать при аномально низкой солнечной активности в этот период времени. Эффект де Вриза был подтвержден данными, полученными в разных частях света.. Однако связь этого эффекта с активностью Солнца не была полностью понята, в основном в силу того, что исторические данные о солнечной: активности были так мало известны. Теперь же кажется ясным, что резкое изменение количества углерода-14, впервые обнаруженное де Вризом подтверждает существенным образом наличие минимума Маундера.

*************

Таким образом, историческое подтверждение существования минимума Маундера привело к волнующему пересмотру истории Солнца. С помощью анализа древесных колец реликтовых сосен — самых долгоживущих из всех земных растений ·— получены данные о содержании: углерода-14 по крайней мере до 5000 г. до нашей эры.

Наиболее характер- ной особенностью на кривой зависимости процентного содержания углерода-14 от времени за длительный период является медленная модуляция с явным периодом около 10 000 лет. Эта модуляция вызвана изменениями, напряженности земного магнитного поля, которое является еще одним экраном на пути галактических космических лучей.

На кривой присутству- ет и множество других изменений, происходящих за более короткий промежуток времени. Наиболее позднее из них соответствует солнечной аномалии, по-видимому, хорошо установленной прямыми и косвенными историческими данными. Хотя на эту возможную связь указывали и ранее, только теперь стало точно известно, какое именно изменение на Солнце связано с изменением содержания углерода-14.

Наконец-то мы можем произвести калибровку данных об углероде-14 в зависимости от изменений на Солнце. Беря за эталон минимум Маундера, мы можем расшифровать теперь столь долго скрытую от нас историю Солнца не только до времен Людовика XIV или Галилея, но значительно дальше — за 7000 лет назад,, т. е. до начала Бронзового века. Как иногда происходит при детективных расследованиях, раскрытие одного преступления проливает свет на другое — более крупное и, возможно, более важное.

На кривой содержания углерода-14 за последние 5000 лет видны по крайней мере 12 особенностей, столь же четких, как и минимум Маундера. Каждый из них занимает промежуток времени от 50 до нескольких сотен лет. Некоторые указывают на резкие понижения солнечной активности, подобные минимуму Маундера.

Один из них — минимум Шпере- ра — продолжался примерно от 1400 до 1510 г. нашей эры. В этот период, было также мало сообщений как о полярных сияниях, так и о видимых невооруженным глазом солнечных пятнах, а также не появилось никаких сообщений о наблюдениях при полном солнечном затмении короны со» структурой.

Другие значительные изменения имеют противоположное- направление и соответствуют поэтому эрам аномально высокой солнечной: активности, возможно, даже больше известных


Ключевые теги: ИСТОРИЯ, ИСЧЕЗНУВШИХ, СОЛНЕЧНЫХ, ПЯТНАХ

Источник: http://www.rtkorr.com/news/2011/06/28/247464.new

 
Поделиться В Моем Мире
 
Уважаемый посетитель, Вы зашли на сайт как незарегистрированный пользователь. Мы рекомендуем Вам зарегистрироваться либо зайти на сайт под своим именем.

Другие новости по теме:

{related-news}

#1 написал: Ronson (28 сентября 2012 01:24)
I relaly couldn't ask for more from this article.
Добавление комментария



Чаще всего читают:

Опрос на сайте
Станет-ли Украина членом Таможенного Союза

Нет, никогда
Будет много разговоров, и только
Да, но не скоро
Да. если выберут Януковича
Станет и очень скоро

Облако тегов
Архив новостей
Октябрь 2013 (2)
Июль 2013 (1)
Июнь 2013 (4)
Май 2013 (4)
Апрель 2013 (4)
Сентябрь 2012 (5)

 

Все новости | Новости Азербайджана | Новости Армении | Новости Беларуси | Новости Грузии | Новости Казахстана | Новости Киргизии | Новости Молдовы | Новости Латвии | Новости Литвы | Новости России | Новости Таджикистана | Новости Туркмении | Новости Украины | Новости Узбекистана | Новости Эстонии | Новости Абхазии | Новости Ю.Осетии | Актуальные новости | О проекте | Реклама | Ваше мнение? | Контакты | Колонка редактора | Наиболее читаемое | Карта сайта

Copyright © 2010: При цитировании материалов
активная гиперссылка на WWW.DELA.SU обязательна.
ДЕЛА.SU: мир русского языка
в ближнем и дальнем зарубежье