Forskare från Skoltech, universitetet i Graz och Royal Observatory i Belgien har utvecklat en metod för att förutse styrkan i den 11-åriga solaktivitetscykeln. Resultaten av denna studie kan belysa processen genom vilken magnetfält genereras på solen. Det här är nyckeln, eftersom dessa magnetfält påverkar hälsan och funktionsförmågan hos olika jordbundna enheter.

Efter uppfinningen av teleskopet, astronomer Galileo Galileo, Thomas Harriot, Christoph Scheiner och Jan Fabricius upptäckte fläckar på solskivan. Men det skulle dröja ytterligare 250 år innan man förstod att solens beteende är föremål för 11-åriga cykler. Den 11-åriga periodiciteten av solaktivitet upptäcktes av misstag på 19-talet ^th århundradet av den tyska kemisten Henry Schwabe. Han var förtjust i astronomi, och med hjälp av ett amatörteleskop, försökte hitta en hypotetisk liten planet inuti Merkurius bana. Han hittade aldrig planeten, men tack vare systematiska observationer upptäckte han cyklerna för solaktivitet. För närvarande, sådana solfläckarobservationer utförs två gånger om dagen under hela året av observatorier runt om i världen och förutsägelsen av den 11-åriga solcykeln är mycket viktig på många områden av mänsklig aktivitet i rymden och på jorden.

I början av 20 -talet ^th århundrade, den berömda ryska forskaren Alexander Chizhevsky föreslog idén om rymdväder och lade grunden för framväxten av en ny vetenskapsgren som utforskar förhållandet mellan solen och jorden. Han teoretiserade att solvinden hela tiden flyter från solkoronan, solens atmosfär. Denna vind är en ström av laddade partiklar som blåser mot jorden och andra planeter i solsystemet. Solvinden bär solens energi, och sträcker och bär solmagnetfältet ut i yttre rymden. Som ett resultat, hela solsystemet påverkas av solvinden och solmagnetfältet. Och eftersom solen roterar, magnetfältet i det interplanetära rymden har formen av vågiga spiralveck, som en ballerinaskjol. Jorden och alla solsystemets planeter finns inom dessa veck.

Människor tar regelbundet hänsyn till solaktivitetsprognoser. Att byta satelliter till säkert läge under aktiva händelser på solen kan förhindra störningar i driften av solceller och viktiga satellitsystem. Rymdväder kan utgöra ett hot mot astronauter i rymden, som utsätts för betydande strålningsexponering och risken för strålningssjukdom. Aktiva händelser på solen kan leda till störningar i spridningen av radiosignaler. Rymdväder påverkar strålningsdoser som flygbolagets piloter och passagerare får, särskilt med transpolära flygningar. Tidig prognos för rymdväder är av stor betydelse för flygindustrin och skyddet av ett antal markbaserade tekniska system, samt för bemannade rymdflygningar och uppskjutning av vetenskapliga och kommersiella satelliter.

Solcykeln börjar med att solfläckar föds på solstolparna. När cykeln utvecklas, fler solfläckar dyker upp, flytta från polerna till solens ekvatorn. Under uppehåll i solaktivitet, när solfläckar på solen är praktiskt taget frånvarande, solens magnetfält ser ut som en vanlig magnet, med cirkulära magnetiska linjer och två poler. Eftersom ekvatorn av solen roterar snabbare än polerna, under solens rotation, magnetfältet trasslar ihop som tråd. När vi närmar oss högsta solaktivitet, det vanliga magnetfältet med två poler förvandlas till många lokala magnetfält på solens yta, i solens atmosfär, de intrasslade öglorna som innehåller solmaterial.

Dessa kan kastas ut som bloss och koronala massutstötningar och nå jorden. Följaktligen, under högsta solaktivitet, antalet aktiva händelser på solen ökar avsevärt. Å andra sidan, på toppen av sin aktivitet, solmagnetfältet är så starkt att det tvingar ut galaktiska kosmiska strålar från solsystemet. Dessa utgör en stor fara för tekniska system i rymden. Var 11:e år, solbrytarens poler; den södra polen tar platsen för den norra, och vice versa. Detta är en komplex process som inte har förståtts helt. Solar dynamo -modellen är ett av de mest komplexa olinjära problemen inom matematisk fysik.

Varje solcykel tilldelas ett nummer; till exempel, vi närmar oss nu nadir för den 24:e cykeln av solaktivitet. Det vetenskapliga målet är att förutsäga styrkan i den 25:e cykeln så tidigt som möjligt. Forskare från Skoltech, University of Graz och Royal Observatory i Belgien har utvecklat en metod som gör det möjligt att förutse styrkan i den nästa 11-åriga cykeln långt före vad som tidigare trodde var möjligt-nämligen under toppen av den nuvarande solcykeln. Med andra ord, när den nuvarande solcykeln toppar och solens poler byter plats, forskare kommer att veta hur stark den kommande 11-årscykeln kommer att bli.

Dessa upptäckter bidrar till studiet av solens dynamo. Analysen avslöjade att kortsiktig variation av solaktivitet i den minskande fasen av en cykel är relaterad till styrkan i den följande cykeln. Plötsliga variationer i aktiviteten i den avtagande fasen är förknippade med en avmattning av solfläckarnas nedgång, vilket kan vara ett bevis på aktivitet som manifesterar sig som en större amplitud i nästa cykel. I den aktuella studien, en ny och robust metod introduceras för att kvantifiera de kortsiktiga variationerna av solfläckaktivitet runt toppen av en aktuell cykel, producera en relevant indikator med förutsägbar effekt för styrkan i den efterföljande cykeln. Enligt prognosen, den framtida solaktiviteten kommer att vara låg och styrkan i nästa 25:e cykel av solaktivitet kommer att vara ännu lägre än den nuvarande cykeln. Resultaten av studien publiceras i The Astrofysisk tidskrift .

"Rymdväder är framtidens vetenskap. Det är det som förenar oss alla, gör våra liv bättre, tillåter oss att ta hand om vår planet. Detta är nästa steg i utforskningen av yttre rymden. Och vilka stormar som härjar, vi önskar dig gott väder i rymden, "säger Skoltech -professor Tatyana Podladchikova, studiens huvudförfattare.