Постоянна ли солнечная постоянная?

Солнце всегда «равно само себе». У него не бывает смены настроений, в течение любого достаточно длительного отрезка времени оно изливает в окружающее пространство в среднем одинаковое количество энергии. Итак, перед нами постоянная величина, константа, на которую можно положиться. Так, по крайней мере, считалось много лет. Даже известные перепады в «настроении» Солнца, скажем, одиннадцатилетний цикл солнечной активности, повторяются с неумолимой закономерностью. И хотя иной цикл длится всего семь с половиной лет, а другой растягивается на все двенадцать, но в среднем за много лет цикличность выдерживается. Хорошо отлаженная гигантская машина природы то испещряет лицо светила пятнами, то стирает их с исключительной регулярностью. Все это действует как-то успокаивающе, не правда ли?

Но вот явился нарушитель астрономического спокойствия. Научный сотрудник Национального центра атмосферных исследований в Боулдере (штат Колорадо) Джон Эдди собрал целое «досье» на Солнце, все исторические (и чуть ли не доисторические) свидетельства о его поведении. И выяснилась довольно любопытная картина. Вот, скажем, времена не очень отдаленные — XVII и XVIII века. Целые семьдесят лет подряд, между 1645 и 1715 годами, на Солнце практически не было пятен! (К слову по теме научного изучения солнечных пятен можно было бы написать интересный реферат по астрономии, а помочь в написании подобного реферата могут специалисты сайта https://author24.ru/referat/).

Странная, исключительная аномалия? Но дальнейшие изыскания показали, что аномалии в активности Солнца отмечались между 1460 и 1550 годами, и еще раньше — примерно между 1100 и 1250-м. Об этом судят, правда, по косвенным признакам, но судят довольно-таки уверенно.

Правда, еще до Эдди раздавались подобные голоса. Так, известные в свое время астрономы — немец Г. Шперер в 1887 году и Э. У. Мондер из Гринвича в 1894 году — обращали внимание ученого мира на тот факт, что порой пятен на Солнце не бывало целыми десятилетиями. Но их коллеги и слушать не хотели: «Просто у нас нет достаточно данных»,— твердили они. Но, может быть, прав один современный нам остроумец, утверждающий, что отсутствие свидетельств еще не является свидетельством отсутствия чего-либо.

Со времен Шперера и Мондера у специалистов появились эти самые свидетельства. Например, был составлен весьма полный каталог полярных сияний, охватывающий чуть ли не два тысячелетия. Известна ведь прямая связь полярных сияний со всем, что происходит на Солнце: когда оно очень уж активно, эти сияния перестают быть только полярными и украшают собой небеса отнюдь не в высоких широтах. Девятнадцать столетий назад над итальянским городом Остией вдруг разыгралось полярное сияние. Римский легион был поднят по тревоге и отправлен за десятки километров… тушить пожар невиданной силы. Конечно же, такое свидетельство высокого уровня активности светила не осталось незарегистрированным историками Древнего Рима, хотя «виновника» этого происшествия они и не знали.

В новейшем каталоге собран, наконец, полный объем летописных свидетельств: тут и древний русич, удивлявшийся тому, что «бысть по Солнцу пятна, аки гвозди», средневековый китайский философ, увидевший там «дракона», и скандинавский полумонах-полувикинг, сообщающий, конечно же, о «битве на небесах».

Современные объективные методы позволяют судить о прошлом поведении Солнца и по содержанию различных радиоактивных изотопов в глубоких слоях антарктического ледника, и по кольцам в стволе тысячелетнего дерева.

Все это заставило Джона Эдди стряхнуть пыль забвения с утверждений Шперера и Мондера и представить их в новом свете суду маститых — симпозиуму по солнечно-земным связям.

Председательствующий — известный специалист Джордж Филд, директор Астрофизического центра в Кембридже Массачусетсском, едва дав договорить Эдди, обратился к участникам: «Кто из вас, джентльмены, может теперь опровергнуть, что между 1645 и 1715 годами пятен на Солнце почти не было?» Молчание было ответом: действительно, стало очевидно, что за все 70 лет лик светила искажался меньшим числом «оспин», чем ныне бывает за один лишь год, а почти половину этого периода (с 1672 по 1704 год) в северном полушарии Солнца просто не было ни одного пятна — совсем!

Если кто-нибудь скажет, что тогдашним астрономам, мол, просто нечем было их наблюдать, тот серьезно ошибется. Галилей оставил нам отличные зарисовки солнечных пятен, его польский коллега Гевелий — тоже. Кстати, Гевелию особенно повезло — он в 1643 году зарегистрировал последние пятна перед наступлением пресловутого минимума, названного Мондеровским.

Обычно за полстолетия только в Европе наблюдается не менее трехсот, а иной раз — и более тысячи полярных сияний. Но вот полные данные за 1640—1700 годы: сияний почти нет. Когда, наконец, в 1716 году в небе над Лондоном впервые за 63 года вспыхнула «ночная заря», сам Эдмунд Галлей написал обширную работу об этом явлении, теперь она считается классической. Великому астроному тогда «стукнуло» шестьдесят, но это было первое полярное сияние в его жизни.

Есть у Солнца и еще один «летописец»— весьма объективный. Когда из галактических далей до нас доходит поток космических лучей, частицы, их составляющие, вступают во взаимодействие с двуокисью углерода в земной атмосфере. В результате рождается изотоп углерода С-14.

Все сущее на Земле, в том числе и дерево, поглощает этот изотоп из воздуха. Когда дерево умирает, С-14 начинает распадаться, строго следуя определенному темпу. Это его свойство используется для радиоактивного датирования, то есть для определения, когда дерево жило, к какой эпохе относятся предметы, найденные рядом.

Но ведь солнечная активность влияет на потоки космических лучей — умеряет их пыл, блокирует, стараясь не пустить в пределы своей системы, не дать прорваться к ближним планетам. Когда Солнце особенно активно, в нашей атмосфере образуется мало С-14, а значит, и меньше его поглощают деревья; когда светило сбавляет свою деятельность, С-14 становится больше. Так в руках ученых оказался надежный способ устанавливать степень активности Солнца в прошлом.

Колебание С-14, названное в честь открывателя этого явления флюктуацией Деврие, с 1958 года, когда оно было обнаружено, не раз служило хорошую службу. Вот и теперь оно высказалось в пользу осмеянного когда-то Мондера: действительно, на период солнечного минимума «его имени» в 1640—1720 годах приходится максимум С-14 в стволах деревьев: количество этого изотопа на 20 процентов превышает среднюю многолетнюю величину.

Короче говоря, все свидетельства сводятся воедино: за последнее тысячелетие Солнце вело себя аномально три раза — в XVII—XVIII веках (Мондеровский минимум) и в 1460—1550 годы (Шпереровский минимум) оно было необычайно пассивным, а в период с XII по начало XIII века, наоборот, отличалось чрезмерно высокой активностью. Правда, мы пока не можем сказать, являются ли эти «взлеты и падения» частями какого-то огромного цикла,— здесь «глаз людей обрывается куцый», как сказал поэт, а геофизик выразится суше: «ряд наблюдений недостаточно длинен».

Но не слишком ли все это абстрактно, есть ли у таких фактов какая-нибудь практическая значимость? Оказывается, за дебатами на тему, «постоянна ли солнечная постоянная», с напряженным вниманием следят климатологи, метеорологи, гляциологи и многие другие представители наук о Земле. Известный климатолог Стивен Шнайдер из Центра атмосферных исследований посвятил этой проблеме чуть ли не целую книгу, в которой он со сдержанной страстью призывает астрономов, наконец, определить количество вырабатываемой Солнцем энергии с точностью хотя бы до 0,1 процента. Не дожидаясь этого, он уже не желает называть эту величину «постоянной», а вводит нейтральный термин «солнечный параметр».

А пока то, что уже известно о прошлом светила, сопоставляется с прошлым Земли. Мондеровский минимум, как выяснилось, довольно точно совпадает с самым холодным периодом Малой ледниковой эпохи, которая обрушилась на наших прадедов в XVII веке, а Шпереровский — с другим значительным похолоданием. В XIII веке было потепление — опять же близкое по времени с тогдашним максимумом солнечной активности. Что же будет дальше? Как говорится, поживем — увидим. Все зависит от того, постоянна ли, в конце концов, эта пресловутая солнечная постоянная.

Автор: Б. Силкин.