Солнце во льдах

Ученые из Германии и Финляндии, проанализировав данные по концентрации космогенного изотопа 10Be за тысячу с лишним лет, установили, что солнечная активность в последние шестьдесят лет была существенно выше, чем когда-либо в предшествующем тысячелетии.

Совсем недавно в СМИ в очередной раз всплыла утка о грядущем через шесть лет взрыве Солнца. Естественно, специалисты опровергли бредовую информацию о резком разогреве Солнца, обычной звезды главной последовательности, находящейся в середине своего эволюционного пути. Значит ли это, что "на Солнце все спокойно"? Конечно, нет, - несмотря на то, что ожидать глобальных катаклизмов не следует, Солнце "живет" довольно сложной внутренней жизнью, закономерности которой изучены еще довольно слабо. Всем хорошо известно существование 11-летнего цикла солнечной активности, однако гораздо менее известен тот факт, что 11-летним циклом дело не исчерпывается - в действительности картина солнечной активности значительно более сложна: существуют гораздо более долговременные колебания активности Солнца, на которые накладывается самый известный цикл.

В связи с чем так важно изучение вопроса о солнечной активности? В последние десятилетия все большее внимание уделяется исследованию влияния космических факторов на климат Земли. В частности, палеоклиматические исследования дают основания предполагать, что смена периодов похолоданий и потеплений может быть связана с небольшим изменением количества приходящей к Земле солнечной энергии (см. нашу новость). Причем климата Земли может быть важна не только вариация количества приходящей солнечной энергии, но и косвенное влияние солнечной активности. Так, давно известно, что интенсивность космических лучей меняется в пределах 11-летнего цикла, причем интенсивность космических лучей изменяется в противофазе с солнечной активностью. А космические лучи могут быть ответственны, например, за формирование озоновых дыр (см. нашу новость). Более того, некоторые ученые пытаются пойти дальше и найти связь космических факторов с ... экономикой, исследуя следующую причинную цепочку: "солнечная активность -> космические лучи -> состояние погоды (облачность) -> производство пшеницы -> цены на пшеницу" (см., например, аннотацию доклада ).

В опубликованной в последнем номере журнала Physical Review Letters работе финских и немецких ученых [1] (см. также обзор astro-ph N 59 и препринт astro-ph/0310823) делается попытка восстановить информацию о солнечной активности по имеющимся данным по содержанию космогенного изотопа 10Be во льдах Гренландии и Антарктики. Одним из основных показателей солнечной активности является, как известно, число солнечных пятен. Пятна - это области в фотосфере Солнца с размером в десятки тысяч километров, характеризующиеся существенно меньшей (на 1500 - 2000 K) температурой по сравнению с окружающей фотосферой, и достаточно сильным магнитным полем. Солнечная же активность связана в основном именно с выходом на поверхность Солнца сильных магнитных полей, поэтому число пятен служит достаточно хорошим показателем солнечной активности (по определению в максимуме 11-летнего цикла число пятен на Солнце максимально).

Прямые наблюдения за числом солнечных пятен стали возможны только в XVII веке после изобретения телескопа, так что получить данные о солнечной активности в более раннее время можно только на основании косвенных данных. Таковыми могут быть сообщения в летописях о количестве наблюдаемых полярных сияний, данные по содержанию 14C в годичных кольцах деревьев, данные по содержанию космогенных изотопов в ледниках. Именно на последнее обратили внимание финские и немецкие ученые. Они проанализировали данные по содержанию космогенного изотопа 10Be в пробах льда Гренландии, относящихся к периоду с 1424 по 1985 год, и пробах льда Антарктики, относящихся к периоду с 850 по 1900 годы.

 
Рис. 1. Число солнечных пятен, реконструированное на основании данных по содержанию 10Be во льдах Гренландии (зеленая кривая) и Антарктики (красная кривая); сравнения показано число солнечных пятен, зафиксированное с помощью непосредственных наблюдений (показано черным), и данные по изотопу 14C (голубым).
 

Связь обнаруженного количества космогенного изотопа 10Be с солнечной активностью может быть установлена в рамках упоминавшейся выше связи интенсивности космических лучей с солнечной активностью. Количество образовавшегося в земной атмосфере бериллия-10 связано с интенсивностью космических лучей. Однако последняя в существенной степени определяется солнечной активностью - галактические космические лучи, оказываясь в пределах Солнечной системы, взаимодействуют с магнитным полем гелиосферы, т.е. плазмы, сформированной потоком заряженных частиц, движущихся от Солнца. Соответственно, в периоды максимальной активности, когда поток частиц от Солнца максимален, этот поток "выметает" мягкие космические лучи из солнечной системы и число достигающих Землю частиц галактических космических лучей уменьшается.

Анализ имеющихся данных позволил ученым установить, что солнечная активность в период с 1940 года стала существенно выше, чем когда бы то ни было с 850 года (см. рис.1). Интересно отметить, что наблюдаемое увеличение солнечной активности идет рука об руку с наблюдаемым повышением среднегодовой температуры , что лишний раз заставляет задуматься о том, связано ли повышение температуры в конце XX - начале XXI века с деятельностью человека или же оно зависит от природных факторов.

1. Ilya G. Usoskin, Sami K. Solanki, Manfred Schuessler et al. Phys.Rev.Lett., v.91, 211101 (2003).