«В ближайшие десятилетия мощность солнечных циклов увеличится»
Сколько вспышек на Солнце ожидается в наступившем году и какой силы они будут, в эксклюзивном интервью «Известиям» рассказал профессор, директор Астрономической обсерватории Иркутского государственного университета, старший научный сотрудник Института солнечно-земной физики СО РАН Сергей Язев. Он также дал прогнозы космической погоды, объяснил, какие меры позволят повысить их точность, и обратил внимание на необычную асимметрию солнечной активности. Кроме того, ученый рассказал, какие шаги необходимы для восстановления суверенитета России в сфере наблюдений за Солнцем.
«До точных прогнозов «солнечной погоды» еще далеко»
— Насколько хорошо мы знаем Солнце? Какие загадки еще предстоит разгадать?
— Как ни парадоксально, мы хорошо понимаем, что такое наша звезда, как она устроена. Стандартная модель Солнца, которую разработали десятилетия назад, выглядит согласованной. Однако дьявол кроется в деталях. В них еще предстоит долго-долго разбираться.
Так, не важно обстоят дела с прогнозированием солнечных явлений. Возьмем, к примеру, прогнозы количества пятен в максимуме 11-летнего цикла солнечной активности — разброс возможных вариантов в этой сфере чудовищный.
Еще пример — солнечные вспышки. Мы в целом понимаем условия, при которых они происходят. Но предсказать конкретное событие не можем. Например, бывает, что огромная, сложная группа пятен по всем признакам должна произвести мощные вспышки, но они не происходят. И непонятно почему. Другими словами, общие принципы мы понимаем, но до точных прогнозов «солнечной погоды» еще далеко.
— Сообщали, что пик солнечной активности пройден. Это так?
— Активность Солнца действительно стала меньше. Если взять главный параметр — пятна на его поверхности, то их количество снизилось. Например, в сравнении с пиком в августе 2024-го их число упало вдвое, причем вспышек наивысшего класса в позапрошлом году было 57, а в прошлом — всего 16.
В ближайшее время общий фон солнечной активности будет снижаться. К 2030-му мы, вероятно, придем к очередному минимуму. Однако на фоне спада возможны кратковременные, но очень мощные локальные всплески солнечной активности. Рискну предположить, что в следующем году вспышек класса X будет около десяти.
«На одном из полушарий Солнца пятен и вспышек много, а на другом — мало»
— Какие события такого рода представляют опасность для людей?
— В большинстве случаев эти угрозы преувеличены. Их влияние на людей не доказано, что бы об этом ни писали СМИ. Из интересных фактов можно отметить странную асимметрию. Оказывается, что в последние месяцы на одном из полушарий Солнца пятен и вспышек много, а на другом — мало. Когда «тихое» полушарие обращено к Земле, в космической погоде наступает штиль, и наоборот.
Также стоит сказать о другом феномене — корональных дырах. Это зоны в атмосфере Солнца, которые в коротковолновом диапазоне выглядят как темные области. Магнитные силовые линии из них выходят далеко в межпланетное пространство. Из этих областей истекают потоки солнечного ветра со скоростью 700–800 км/сек — вдвое быстрее обычного. Взаимодействуя с магнитосферой Земли, они тоже провоцируют магнитные бури.
Как правило, это слабые события (класса G1–G2). Тем не менее в период низкой солнечной активности, когда пятен мало, этот источник геомагнитных возмущений играет значимую роль. К примеру, в минувшем году корональных дыр было много, поэтому и слабых магнитных бурь было больше, чем в 2024 году. Но бояться их не стоит: реальные проблемы для энергетики, систем навигации и связи создают лишь редкие экстремальные события.
— Какие открытия, связанные с Солнцем, сделали в последнее время?
— Сейчас новые возможности предоставляют миссии, которые направленны непосредственно к Солнцу. В частности, Parker Solar Probe — аппарат, запущенный NASA в 2018 году. В настоящее время он уже не раз приближался к поверхности звезды на расстояние 6 млн км. Этот зонд, к примеру, подтвердил существование «солнечных головастиков», которые ранее только предсказывали. Это плазменные структуры, которые возникают из областей с повышенной магнитной активностью. С личинками лягушек их объединяет своеобразная форма.
Также этот аппарат впервые изучил альфвеновскую поверхность — границу внутри атмосферы звезды, где ее магнитное поле перестает удерживать солнечный ветер. Оказалось, что эта поверхность не гладкая, а очень динамичная, сложной формы.
Аппарат Parker Solar Probe
На Солнце всё определяют магнитные поля. В его атмосфере (хромосфере) присутствует целый «ковер» из разнообразных петельных магнитных структур — фибриллы, нити, флоккулы и др. Физика этих явлений и процессов сложнее, чем у атмосферных фронтов на Земле. Однако постепенно ученые накапливают знания о них, что со временем улучшит прогнозы космической погоды.
— Есть ли достижения в этой сфере?
— Здесь ситуация не радует. Современные модели работают неточно. Одна из проблем — недостаток данных. В частности, телескопы, которые наблюдают Солнце от Земли, видят выбросы плазмы, которые движутся в нашу сторону, только в самом начале. По таким данным трудно определить точное направление и скорость облака плазмы. Поэтому нужны аппараты, которые могут вести мониторинг пространства между Землей и нашей звездой со стороны (сбоку).
Парадоксально, что значительные ресурсы тратятся на изучение дальнего космоса, галактик, а задачи исследования собственной звезды остаются нерешенными.
«В вопросах наблюдений за Солнцем мы фактически потеряли суверенитет»
— Как вы оцениваете российские программы по изучению Солнца?
— Сейчас у нашей страны нет ни одного аппарата, чтобы получать изображения Солнца в рентгеновском и ультрафиолетовом диапазонах, поэтому мы вынуждены использовать иностранные сведения, что неправильно и опасно. Например, прежде мы брали данные со спутника Solar Dynamics Observatory («Обсерватория солнечной динамики»), но в 2024 году серверы, на которые с него поступала информация, были повреждены и данные стали недоступны. А затем эти данные перестали выставлять на сайте, несмотря на то что серверы наладили.
Напомню, что во времена Советского Союза у нас была Служба Солнца. Она включала сеть наземных станций по всей стране. Сейчас из них осталась только обсерватория под Кисловодском. Таким образом, в вопросах наблюдений за Солнцем мы фактически потеряли суверенитет.
Да, в новый нацпроект по космосу включена программа «Космическая наука». В числе прочего в целях изучения Солнца она предусматривает запуск аппаратов «Арка», «Резонанс», «Ионозонд» и «Нуклон». Но именно звезду будет исследовать только первый из них, а остальные нацелены на анализ ее воздействия на околоземное пространство. Кроме того, «Арку», вероятно, запустят только после 1930 года, то есть нескоро.
— Если бы была возможность, какую программу исследований вы предложили?
— Во-первых, восстановил бы Службу Солнца. Это гораздо дешевле космических проектов, а эффективность может оказаться выше. Во-вторых, ускорил бы создание и запуск упомянутых отечественных аппаратов, на которых задействовал бы инструменты для изучения звезды на коротких волнах — гамма-, рентген- и ультрафиолетовое излучение.
В-третьих, как сказано выше, отправил бы космические зонды для наблюдения Солнца и околосолнечного пространства сбоку, а неплохо бы еще и сзади. Кроме того, возродил бы проект «Интергелиозонда» — комплекса для исследования Солнца с близкого расстояния.
Надо сказать, что сегодня даже наноспутники могли бы частично закрыть некоторые насущные потребности по изучению Солнца, причем с умеренными (чтобы не сказать — минимальными) затратами. Без собственных исследований мы обречены на отставание в понимании космической погоды. А от этого в конечном счете тоже зависит безопасность страны.
«Межзвездная комета — это капсула времени»
— Существуют ли длительные циклы солнечной активности?
— Такие гипотезы обсуждают. В частности, мы видим, что 11-летние циклы проходят с большей или меньшей активностью. Например, сильный цикл был в середине XX века, а последние два — довольно слабые.
Это наводит на мысль о том, что «высота» 11-летних циклов меняется под влиянием более долгопериодических. К примеру, говорят о цикле Глайсберга (70–100 лет) или даже о цикле де Врие (2 тыс. лет). Но пока статистики маловато, и наверняка утверждать о существовании таких циклов сложно.
Тем не менее если это верно, то есть основания полагать, что сейчас мы находимся вблизи минимума столетнего цикла и в ближайшие десятилетия мощность солнечных циклов вновь увеличится.
— Связано ли глобальное потепление с солнечной активностью?
— На масштабе десятилетий взаимосвязи между солнечной активностью и климатом не просматривается. Однако на длительных периодах времени, таких как столетия, тысячелетия, это влияние более заметно.
Проблема в том, что регулярные инструментальные наблюдения за Солнцем ученые ведут лишь с середины XIX века. Это слишком короткий ряд для статистики, а более древние циклы восстанавливают по косвенным данным, например радиоактивным изотопам в ледниках или древесных кольцах. Такие методы обладают большой погрешностью, поэтому вопрос всё еще открыт.
— Чем интересны для гелиофизики межзвездные объекты вроде кометы 3i/atlas?
— Межзвездная комета — это капсула времени. Его вещество сформировалось в протопланетном диске звезды безумно далеко от нас. Возможно, комета в 1,5–2 раза старше Солнечной системы. Затем она миллиарды лет летела в межзвездном пространстве, подвергаясь бомбардировке космическими лучами.
При этом в 3I/ATLAS мы видим те же соединения, что присутствуют в земном веществе, но соотношение элементов несколько другое. Изучая такие объекты, мы можем лучше понять эволюцию собственной планетной системы.
«В ближайшие 5–10 лет мы увидим шаги по воплощению фантастических проектов в реальность»
— Насколько реалистичны глобальные проекты по использованию солнечной энергии?
— Прежде эти идеи упиралась в уровень технологий и запредельную стоимость. Сегодня ситуация меняется. К примеру, снизилась цена вывода грузов на орбиту, появились легкие и эффективные солнечные панели (например, пленочные), которые можно разворачивать на огромных площадях в космосе, поэтому такие проекты стали оправданны.
Уже есть, к примеру, стартапы, которые реализуют проекты по созданию солнечно-зеркальных электростанций на орбите. Также перспективно размещение в космосе дата-центров. Им нужно много энергии и эффективный отвод тепла. В космосе и то, и другое решается проще.
— Какие из этих проектов подходят для нашей страны?
— Что касается орбитальных зеркал, первый такой эксперимент («Знамя-2») провела Россия. Это было в 1993 году, когда с борта станции «Мир» развернули 20-метровый зеркальный «зонтик». Отраженный от него многокилометровый солнечный «зайчик» пробежал по ночной Европе. Идея была в том, чтобы освещать таким образом города на севере во время полярной ночи.
Сейчас этой проект вполне осуществим. Вопрос — в экономической целесообразности. Думаю, в ближайшие 5–10 лет мы увидим шаги по воплощению фантастических проектов в реальность.
