Сонце несподівано активізувалося раніше прогнозів учених

Сонце вступило у фазу підвищеної активності на роки раніше запланованого терміну, кинувши виклик офіційним прогнозам і змусивши науковців терміново шукати пояснення раптового сплеску активності. Нове дослідження, опубліковане у журналі The Astrophysical Journal Letters, свідчить про те, що сонячний вітер — потік заряджених частинок, які постійно випромінює Сонце — стабільно посилюється з 2008 року, створюючи підґрунтя для несподівано потужного 25-го сонячного циклу.

Результати дослідження кидають виклик широко поширеному припущенню про те, що Сонце прямувало до чергового періоду відносного спокою. Натомість кількість сонячних плям, сонячних спалахів та корональних викидів маси різко зросла, здивувавши навіть досвідчених дослідників з Лабораторії реактивного руху НАСА.

Джеймі Ясінські, фізик плазми з Лабораторії реактивного руху, визнає несподіваність ситуації. «Ми очікували ще одного спокійного циклу, але Сонце, схоже, живе власним життям. Те, що ми бачимо зараз, є більш інтенсивним за все, що передбачали офіційні моделі», — зазначає науковець.

У 2019 році як НАСА, так і Національна адміністрація океанічних та атмосферних досліджень прогнозували стримане протікання 25-го сонячного циклу, подібне за силою до двох попередніх циклів — 23-го (1996−2008) та 24-го (2009−2020), які були одними з найслабших у сучасні часи. Ці прогнози базувалися на обширних сонячних спостереженнях, даних про магнітне поле та історичних тенденціях.

Проте вже через кілька місяців після офіційного початку нового циклу у грудні 2019 року почали з'являтися аномалії. Кількість сонячних плям почала зростати швидше за очікуване, супроводжуючись зростанням геомагнітних бур та радіозатемнень, спричинених сонячними спалахами. У липні 2023 року, наприклад, спалах класу X — найпотужнішої категорії — спричинив тимчасові порушення високочастотного радіозв'язку в різних частинах світу.

Одне з можливих пояснень полягає у недооціненій стійкості сильнішого за звичайне сонячного вітру. Нещодавнє дослідження, очолюване Ясінські та Марко Веллі, проаналізувало довготермінові набори даних, що охоплюють період з 2008 року, та виявило послідовне зростання за кількома ключовими показниками: швидкістю вітру, щільністю частинок, тепловим тиском та інтенсивністю магнітного поля. Усі індикатори вказують на більш енергійну геліосферу — величезну область космосу, що перебуває під впливом сонячного випромінювання та магнітного поля.

Можливо, прогнози виявилися хибними не через недосконалі моделі, а через те, що вони розглядали неправильний часовий масштаб. За словами Ясінські та Веллі, справжній ритм сонячної активності може не слідувати знайомим 11-річним циклам сонячних плям, а радше 22-річному магнітному циклу Хейла, який керує повним оберненням та відновленням магнітних полюсів Сонця.

Поточне зростання активності, стверджують дослідники, може бути кумулятивним ефектом магнітних умов, які накопичувалися протягом більш ніж десятиліття. Хоча 24-й цикл здавався слабким на поверхні, він уже діяв під впливом сильнішого сонячного вітру — фактора, який міг тихо підготувати систему до більш вибухового продовження.

«Це трохи схоже на різницю між погодою та кліматом», — пояснює Ясінські. «Один цикл може здаватися спокійним, але якщо подивитися ширше, основна динаміка може розповісти іншу історію».

Ця інтерпретація узгоджується з довготерміновими спостереженнями та теоріями, що датуються початком 20-го століття, коли Джордж Еллері Хейл вперше пов'язав полярність сонячних плям з ширшими магнітними оберненнями. Якщо цикл Хейла справді є головним годинником, мінливість, яку ми спостерігаємо зараз, може бути менше винятком і більше перекалібруванням.

Розуміння поведінки Сонця має значення далеко за межами сонячної фізики. Зі зростанням сонячної активності зростає і ризик для супутників, систем глобального позиціонування, комунікаційної інфраструктури та навіть електричних мереж на Землі. У крайніх випадках геомагнітні бурі можуть індукувати струми в лініях електропередач, пошкоджуючи трансформатори та спричиняючи масштабні відключення електроенергії, як це сталося в Квебеку у 1989 році.

Мережа служби космічної погоди Європейського космічного агентства уважно стежить за ситуацією разом з НАСА та іншими міжнародними організаціями, коригуючи моделі та готуючись до більш частих порушень у найближчі роки. Максимум сонячної активності очікується приблизно у 2025 році, і якщо поточні тенденції збережуться, він може стати одним з найактивніших за останні десятиліття.

Дослідники застерігають, що хоча цей цикл може здаватися незвичайним, він не є безпрецедентним. Сонце має довгу історію сюрпризів — від мінімуму Маундера у 17-му столітті до події Керрінгтона 1859 року, найбільшої зареєстрованої сонячної бурі в історії.