Планеты могут влиять на активность Солнца, снижая её

Корональные выбросы массы тесно связаны с магнитной активностью Солнца. Автор: NASA/GSFC/SDO

Наше Солнце примерно в пять раз менее активно в магнитном плане, чем другие похожие на него звёзды, что делает его уникальным случаем. Исследователи из Центра Гельмгольца Дрезден-Россендорф (HZDR) предполагают, что причина этого может заключаться в планетах Солнечной системы. За последние 10 лет они разработали модель, которая объясняет практически все известные циклы солнечной активности влиянием приливных сил планет. В новом исследовании, опубликованном в журнале Solar Physics, учёные показали, что эта внешняя синхронизация автоматически снижает активность Солнца.

Сейчас Солнце приближается к пику своей активности, который наблюдается примерно каждые 11 лет. Именно поэтому на Земле мы вием больше полярных сияний, солнечных бурь и турбулентности в космической погоде. Это влияет на спутники в космосе и даже на наземную инфраструктуру.

Тем не менее, по сравнению с другими похожими звёздами, самые мощные вспышки на Солнце в 10–100 раз слабее. Такая относительно спокойная среда может быть важным условием для обитаемости Земли. Именно поэтому учёные стремятся понять, что именно управляет солнечной активностью.

Много циклов — одна модель

Известно, что солнечная активность имеет множество паттернов — от краткосрочных до долгосрочных колебаний, которые длятся от нескольких сотен дней до тысяч лет. Однако у исследователей нет единого объяснения физических механизмов, лежащих в основе этих процессов.

Модель, разработанная командой под руководством Франка Стефани из Института динамики жидкостей HZDR, рассматривает планеты как «дирижёров» солнечной активности. Согласно этой теории, примерно каждые 11 лет Венера, Земля и Юпитер объединяют свои приливные силы, воздействуя на Солнце. Через сложный физический механизм они слегка «подталкивают» внутренний магнитный процесс Солнца. В сочетании с розеткообразным орбитальным движением Солнца это приводит к наложению периодических колебаний разной продолжительности — точно так, как наблюдается в реальности.

«Все идентифицированные солнечные циклы логично объясняются нашей моделью; её предсказательная сила и внутренняя согласованность действительно поразительны. Каждый раз, когда мы уточняли модель, мы находили новые корреляции с наблюдаемыми периодами», — говорит Стефани.

В новой работе учёные изучили Квазидвухлетнюю осцилляцию (QBO) — колебание солнечной активности с периодом около двух лет. Особенность в том, что в модели Стефани QBO не только соответствует точному периоду, но и автоматически снижает общую активность Солнца.

Циклические события

До сих пор данные о Солнце обычно указывали на QBO-периоды от 1,5 до 1,8 лет. В более ранних работах некоторые исследователи предполагали связь между QBO и так называемыми событиями усиления космических лучей на уровне земли — спорадическими всплесками, когда высокоэнергетические солнечные частицы вызывают резкое увеличение космической радиации на поверхности Земли.

«Исследование 2018 года показало, что события, связанные с радиацией, чаще происходили в положительной фазе колебания с периодом 1,73 года. Вопреки обычному предположению, что эти выбросы солнечных частиц случайны, это наблюдение указывает на фундаментальный циклический процесс», — объясняет Стефани.

Учёные повторно проанализировали хронологию событий и обнаружили наибольшую корреляцию для периода 1,724 года. Это значение почти совпадает с 1,723 годами, которые естественным образом возникают в их модели.

QBO снижает общую активность

Пока магнитное поле Солнца колеблется между минимумом и максимумом с периодом в 11 лет, QBO накладывает на него дополнительный краткосрочный паттерн. Это снижает общую напряжённость поля, потому что Солнце не удерживает максимальное значение так долго. На графике частот видны два пика: один при максимальной силе поля, а другой — когда QBO возвращается в исходное состояние.

Этот эффект известен как бимодальность солнечного магнитного поля. В модели Стефани два пика приводят к снижению средней напряжённости поля — логичное следствие QBO.

«Этот эффект важен, потому что Солнце наиболее активно при самых высоких значениях поля. Именно тогда происходят самые мощные события, такие как геомагнитные бури, подобные событию Кэррингтона 1859 года, когда полярные сияния были видны даже в Риме и Гаване, а высокое напряжение повредило телеграфные линии. Но если магнитное поле Солнца остаётся слабее дольше, вероятность экстремальных событий снижается», — поясняет Стефани.

Дополнительная информация: F. Stefani et al, Adding Further Pieces to the Synchronization Puzzle: QBO, Bimodality, and Phase Jumps, Solar Physics (2025). DOI: 10.1007/s11207-025-02521-0

Источник: Объединение имени Гельмгольца