Цикл Швабе
Цикл Шва́бе (цикл Швабе – Вольфа, солнечный цикл, 11-летний цикл солнечной активности), квазипериодическая составляющая временнóй эволюции солнечной активности с наименьшим периодом, равным примерно 11 годам. Этот цикл впервые выделен по данным наблюдений солнечных пятен немецким аптекарем и астрономом-любителем Г. Швабе в 1844 г. (Schwabe. 1844). К этому времени астрономы вели телескопические наблюдения солнечных пятен уже более 200 лет и не догадывались о наличии этой цикличности. Вероятно, это было связано с тем, что цикл заметен лишь при осмыслении данных за длительный период времени, поскольку его период близок к 11 годам.
Солнечные пятна, т. е. участки пониженной температуры солнечной поверхности, возникают в местах, где трубка сильного магнитного поля выходит на поверхность Солнца или входит под поверхность. Поэтому пятна объединяются в группы, для которых при наличии наблюдательных данных о магнитном поле можно ввести понятие полярности, определяемой направлением магнитного поля. Оказывается, что два последовательных 11-летних цикла имеют противоположную полярность (правило полярности Хейла) и объединяются в один 22-летний цикл, так что более правильно говорить о 22-летнем цикле солнечной активности. Цикл Швабе (в форме 11- или 22-летних колебаний) проявляется практически во всех индексах солнечной активности (Витинский. 1986[1]), включая число Вольфа.
Говоря об 11-летней длительности цикла, нужно иметь в виду, что речь идёт о его номинальной длительности. Последовательные циклы солнечной активности отличаются друг от друга и по длительности, и по амплитуде. Однако отличия длительностей солнечных циклов от номинальной величины составляют десятки процентов, в то время как их амплитуды могут отличаться друг от друга в разы и в десятки раз. В частности, в середине и 2-й половине 17 в. и до начала 18 в. солнечный цикл был чрезвычайно слабым и, возможно, на некоторое время исчезал вовсе. Эта эпоха в истории солнечной активности известна как минимум Маундера. Известны и другие подобные эпохи низкой солнечной активности (глобальные, или большие минимумы солнечной активности), предшествовавшие минимуму Маундера.
Наряду с циклом Швабе, при анализе временнóй эволюции солнечной активности выделяются другие циклические компоненты, из которых наиболее известен цикл Глайсберга, протяжённость которого сравнима с веком, однако они, по-видимому, менее регулярны, чем цикл Швабе.
Природа цикла Швабе находит своё объяснение в теории солнечного динамо, где этот цикл понимается как собственная частота соответствующих уравнений электродинамики средних полей (Ossendrijver. 2003). Причина того, что длительность циклов и их амплитуда меняются от цикла к циклу, более дискуссионна. В частности, популярна точка зрения (Олемской. 2013[2]), что она объясняется флуктуациями управляющих параметров солнечного динамо, хотя возможны и более специфические механизмы, объясняющие это явление.
Циклы, аналогичные циклу Швабе, известны и для других звёзд, сходных по своим свойствам с Солнцем (Nesme-Ribes. 2004[3]).
Примечания
Литература
- Schwabe H. Sonnenbeobachtungen im Jahre 1843 // Astronomische Nachrichten. – 1844. – Vol. 21, № 15. – Col. 233–236.
- Витинский Ю. И. Статистика пятнообразовательной деятельности Солнца / Ю. И. Витинский, М. Копецкий, Г. В. Куклин. – Москва : Наука, 1986.
- Ossendrijver M. The solar dynamo // The Astronomy and Astrophysics Review. – 2003. – Vol. 11, № 4. – P. 287–367.
- Nesme-Ribes E. The Stellar Dynamo / E. Nesme-Ribes, S. L. Baliunas, D. Sokoloff // Scientific American. – 2004. – The Secret Lives of Stars. – P. 35–41.
- Олемской С. В. Флуктуации альфа-эффекта и глобальные минимумы солнечной активности / С. В. Олемской, А. Р. Чудури, Л. Л. Кичатинов // Астрономический журнал. – 2013. – Т. 90, № 6. – С. 501–511.