Рис. 1. Положение Юпитера и Планеты в период наибольшего вращательного момента ядра Солнца, соответствующего минимуму солнечной активности
Среди гипотез, пытающихся объяснить явления солнечной активности, т.е. образование пятен, вспышек и других проявлений активных процессов на Солнце, выделяется гипотеза о планетной обусловленности этих процессов. По-видимому, впервые эта гипотеза была выдвинута Р. Вольфом в середине 19-го века. Обнаруженный им 11-летний цикл солнечной активности был близок по продолжительности периоду обращения Юпитера вокруг Солнца. Так как Юпитер является наиболее массивной планетой солнечной системы, то это обстоятельство послужило основанием для предположения о приливном влиянии Юпитера на Солнце. Такого рода гипотезы высказывались многими исследователями, на что их критики отвечали, что даже если все планеты солнечной системы выстроятся в один ряд, то и в этом случае максимальный приливный эффект не превышал бы нескольких миллиметров [1].
Вместе с тем эмпирико-статистические исследования все же обнаруживали какое-то влияние планет на распределение активных областей на Солнце. Имелись и удачные попытки прогнозирования вспышечной активности по положению некоторых планет. Однако, в целом, в настоящее время не имеется удовлетворительной теории планетной обусловленности солнечной активности [1].Рассматриваемая модель Солнца, состоящая из быстро вращающегося ядра и дифференциально вращающихся слоев оболочки, позволяет подойти к пониманию явлений солнечной активности с иных позиций [2,3]. Внешние воздействия в виде отраженного от планет излучения, попадая на поверхность Солнца, вызывают небольшую деформацию наружного слоя. При этом вследствие градиента скоростей вращения происходит выделение дополнительной энергии в месте контакта соседних слоев. Выделяющаяся энергия приводит к деформации следующего слоя и т.д. Вблизи ядра выделение энергии настолько велико, что происходит синтез легких ядер с высвобождением еще большей энергии. При этом часть энергии тратится на дифференцированное вращение ядра и близлежащих слоев.
Вращательные моменты, действующие, например, на ядро, складываются из двух сил: силы инерции движения ядра Fи и силы, действующей в месте контакта с ядром и связанной с направлением на планету Fя (рис.1). В зависимости от положения планеты к направлению движения Солнца вращательный момент может быть как положительным, так и отрицательным, т.е. ускоряющим или тормозящим вращение ядра. Максимальный момент будет наблюдаться при угле между направлением на планету и направлением движения ядра Солнца, равном 45о или 135о (рис.1).Вместе с тем, вращательные моменты, действующие на ядро и мантию Солнца, будут противоположны по знаку. В период увеличения угловой скорости вращения ядра вращение мантии будет тормозиться, а внешней оболочки (фотосферы) увеличиваться, что приведет к увеличению сцепления мантии с ядром и ослаблением сцепления с внешней оболочкой. Эти условия приведут к выделению энергии вблизи ядра, но к снижению солнечной активности. Таким образом, увеличение выделения энергии вблизи ядра и связанное с этим повышение потока солнечных нейтрино должно находиться в противофазе с изменением солнечной активности, что и наблюдалось экспериментально [4].
Одиннадцатилетний цикл.
11-летний цикл солнечной активности был обнаружен еще в середине 19-го века и прослеживается по крайней мере с начала 18-го века. Как наиболее массивная планета солнечной системы Юпитер обладает и наибольшим влиянием на движение Солнца. Солнце, в т.ч. и его ядро, вращается вокруг центра инерции Юпитер-Солнце. На это движение будет накладываться движение вокруг центра инерции Сатурн-Солнце и в меньшей степени вокруг центров инерции, связанными с другими планетами. Существует еще движение Солнца и всей солнечной системы вокруг галактического центра.
Вследствие движения Солнца вокруг центра инерции Юпитер-Солнце одна из сил, действующих на ядро, будет под углом 90о от направления на Юпитер (рис.1). Если другая планета будет располагаться под углом 45о или 135о от этого направления, то это положение будет критическим для проявления солнечной активности. В этих положениях вращение ядра будет либо ускоряться, либо замедляться в максимальной степени. Особенно активными в этом отношении будут Меркурий и Венера, имеющие наибольшее влияние на энергетику Солнца [2,3].При увеличении скорости вращения внешней оболочки сцепление между слоями будет уменьшаться. Это должно сопровождаться снижением солнечной активности. При снижении скорости вращения внешней оболочки степень сцепления между ней и нижележащими слоями будет увеличиваться и солнечная активность будет возрастать.
Рис. 1. Положение Юпитера и Планеты
в период наибольшего вращательного момента ядра Солнца, соответствующего
минимуму солнечной активности
Это будет происходить до тех пор, пока соблюдаются условия для положительного или отрицательного вращательного моментов ядра и оболочки.Для того чтобы вращение ядра существенно изменилось, требуется, чтобы планета находилась в критическом относительно Юпитера положении длительное время. Меркурий, Венера, Земля, Марс проходят эти положения слишком быстро. Далекие планеты - Уран, Нептун, Плутон движутся медленно, но здесь будет сказываться собственное орбитальное движение Юпитера, да и воздействие этих планет на Солнце уменьшается с их удалением. В наибольшей степени длительному местонахождению в критическом положении относительно Юпитера отвечает Сатурн. Он же ближайший крупный сосед Юпитера. Поэтому, исходя из этих общих соображений, можно ожидать, что пара Юпитер-Сатурн в определенных положениях между собой будет, оказывать наибольшее влияние на вращение слоев Солнца и, следовательно, влиять на солнечную активность. Действительно, такое влияние прослеживается (табл.1). Относительные положения Юпитера и Сатурна были вычислены по эфемеридам [5].
Максимальная солнечная активность и, соответственно, минимальная скорость вращения внешней оболочки будет наблюдаться при условии:
Lю - Lпл.= 1350+ 450 и Lпл.- Lю = 450+ 450
Условия минимальной солнечной активности и максимальной скорости вращения внешней оболочки:
Lпл.-Lю= 1350+ 450 и Lю-Lпл.= 450+ 450
|
|
|
||||
|
- 1800 ~ - 900 |
|
|
- 900 ~ 00 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
Как следует из таблицы, имеется явная связь между взаимным расположением Юпитера и Сатурна с пятнообразованием на Солнце. В периоды минимума солнечной активности для пары Сатурн-Юпитер выполняются условия минимума и наоборот. Таким образом, 11-летний солнечный цикл обусловлен в первую очередь взаиморасположением Юпитера и Сатурна. Следующий минимум солнечной активности, согласно табл., ожидается в 2003 г., а максимум около 2008 г. На этот цикл, естественно, будут накладываться циклы, связанные с комбинациями Юпитера с другими планетами, главным образом, с Ураном и Нептуном. Возможны и другие долговременные циклы солнечной активности, связанные с комбинациями положений Сатурна с Ураном и Нептуном, а также Урана с Нептуном между собой.Последняя пара вступает между собой в комбинации, приводящие к циклу в 85.8 лет, что, видимо, соответствует известному 80-летнему циклу солнечной активности. Пара Сатурн-Уран образует комбинации, с периодом 22.1 года.
Расположение планет в предшествующий период было следующим: 13 июня 1988 г. гелиоцентрические долготы (в градусах) для Меркурия -262.1, Венеры -262.4, Земли -262.4, Юпитера -46.6, Сатурна -269.2, Урана -269.2, Нептуна -279.0 [7]. Условию максимума солнечной активности в этот период соответствуют положения планет Lпл.=Lюп.-135о и Lпл.=Lюп.+45о, т.е. 271.6 и 91.6 градусов. Первое из этих положений находилось вблизи соединения Сатурна и Урана, что должно было усиливать пятнообразование. Вблизи этого положения произошло соединение Меркурия, Венеры и Земли, что, вероятно, и привело к появлению больших групп пятен. Особенно острый момент был 15.6 июня, когда Меркурий, Сатурн и Уран находились на одной долготе 269.2 градуса, Земля в этот момент имела положение 265.0 градусов. Если зарождение пятна соответствовало положению Юпитера, т.е. Lпят.=46.6 градусов, то центрального меридиана пятно должно было достигнуть через t=(-46.6-(-265))/13.2=16.5 суток, т.е. 15.6+16.5=2.1 июля. Активной долготы 271.6 градуса Меркурий достигал 16.4 июня. Соответственно, центрального меридиана пятно должно было достигнуть через t=(-46.6-(-265.8))/13.2=16.6 суток, т.е. 16.4+16.6=3.0 июля. Эти моменты, по-видимому, соответствуют прохождению через центральный меридиан групп пятен N 124-N 127.Особенностью пятнообразования в июне-июле 1988 г. является, вероятно, соединение ряда планет - Меркурия, Венеры, Земли, Сатурна и Урана вблизи одной из активных долгот (около 270 градусов). В октябре 1988 г. наблюдалась еще одна группа пятен N 222 с максимальной площадью всех пятен Sмдп=1347 [6]. Центральный меридиан группа проходила 7.8 октября [6]. В предшествующий период 16.0 сентября долготы планет были следующими: Меркурий -281.8, Венера -53.3, Земля -353.5, Юпитер -55.1, Сатурн -272.0, Уран -270.2, Нептун - 279.4 градуса [7]. Активными долготами были 280.1 и 100.1 градуса. Активной долготой была также долгота Юпитера, т.е. 55.1 градуса. Положения Меркурия и Венеры 15-17 сентября соответствовали этим условиям. Если пятно начало образовываться в направлении на Юпитер, то центрального меридиана оно должно было достигнуть через t=(-55.1-(-353.0))/13.2=22.6 суток, т.е. 15.4+22.6=8.0 октября 1988 года.
Приведенные примеры показывают перспективность предложенной методики оценки солнечной активности, которая может быть использована для прогнозирования явлений солнечной активности в будущем.Литература