Журнал «Вокруг Света» №09 за 1979 год - Вокруг Света

В 1894 году Маундер опубликовал работу, озаглавленную «Продолжительный минимум солнечных пятен». В ней он говорил, что если исчезновение пятен на столь длительный срок — реальность, то этот факт должен потрясти самые основы физики Солнца.

Похоже на то, что к Маундеру никто не прислушивался. Но он не сдавался, опубликовал в 1922 году новую статью под тем же названием. Шестью годами позже Маундер умер, а солнечный цикл, будто в насмешку над ним, продолжал регулярно повторяться... Статьи английского астронома предали забвению, а их автора, вероятно, отнесли к числу тех чудаков-энтузиастов, которые слишком уж доверчиво относятся к старым, отрывочным хроникам прошлого.

Но вот недавно американский астроном, специалист по физике Солнца Дж. Эдди решил, что настала пора взяться и распутать странное дело о пропаже солнечных пятен. Оригинальные источники, к которым прибег в свое время Маундер, и сегодня лежат в библиотеках. Но за полвека, прошедшие со дня смерти гринвичского астронома, их число пополнилось каталогами исторических наблюдений полярных сияний, записями о солнечных пятнах в странах Древнего Востока. И, наконец, самое главное, в руках современного физика и историка оказался столь мощный инструмент научного поиска, как анализ годичных колец деревьев. Ни одна из этих «улик» не была известна Маундеру. Ни одна из них, отдельно взятая, не является неопровержимой. Все вместе они должны были помочь распутать головоломку.

Изучая отчеты астрономов прошлого, Дж. Эдди, к своему удивлению, убедился в том, что они выглядят в точности так, как их описывал Маундер. Так, когда в 1671 году, в середине «минимума Маундера», появилось солнечное пятно, Кассини, первый директор Парижской обсерватории, писал: «Прошло около 20 лет с тех пор, как астрономы наблюдали сколько-нибудь значительное пятно на Солнце, хотя до этого с момента изобретения телескопа они время от времени наблюдали их». Разве такое могло быть написано в период нормальной солнечной активности? Дж. Фламстед, первый королевский астроном Англии и первый директор королевской Гринвичской обсерватории, в свою очередь, засвидетельствовал, что он провел семь долгих лет в поисках одного-единственного пятна на Солнце...

Но насколько можно доверять наблюдателям прошлого? Сколь хороши были их инструменты, как тщательно следили они за солнечными пятнами? Ведь семнадцатый век — это так давно... В те времена люди носили странные одежды и имели обыкновение писать и изъясняться витиевато. Все так, но то был период расцвета астрономии. Рисунки солнечных пятен, сохранившиеся в журналах и книгах той эпохи, мало в чем уступают зарисовкам нынешних наблюдателей. Судя по всему, астрономы тех времен были движимы теми же побуждениями и профессиональными интересами, что и в двадцатом веке, а времени у телескопов они, вероятно, проводили даже больше.

Но следили ли они постоянно за Солнцем? Быть может, Маундер попросту принял отсутствие доказательств за доказательство отсутствия? Едва ли это так. В литературе того времени постоянно отмечалось отсутствие пятен, а если, наконец, обнаруживали хотя бы одно, то это служило поводом для написания научной статьи. Но, может быть, в Европе на протяжении 70 лет была преимущественно облачная погода, препятствующая проведению астрономических наблюдений? Оказалось, что это был период сильного похолодания, но не облачности. Напротив, ночные наблюдения были частыми и регулярными, открывались новые кометы, спутники планет, а достигнутый в те годы прогресс в понимании природы солнечной системы был бы немыслим без ясного неба и стабильной атмосферы.

Исторические сведения о полярных сияниях также подтвердили реальность «минимума Маундера». Северные сияния тесно связаны с уровнем солнечной активности. Ниже Полярного круга число ночей с северными сияниями хорошо соотносится с числом пятен на Солнце. В нормальных условиях должно наблюдаться от 500 до 1000 северных сияний в течение 70 лет на густо населенных территориях Европы. Тем не менее между 1645 и 1715 годами в источниках о них почти ничего не сообщалось. Даже в Скандинавии, где в наше время они наблюдаются чуть ли не еженощно, их было так мало, что появление сияний воспринималось как дурное предзнаменование.

Так обстояло дело в Европе. А что свидетельствовали наблюдатели Востока? Сообщения о солнечных пятнах стали появляться там начиная примерно с пятого века нашей эры. Большие темные пятна или группы пятен можно увидеть невооруженным глазом на заходе или восходе Солнца, если оно окрашено или ослаблено дымкой. В 1933 году японский астроном Смгуру Канда составил список наблюдений солнечных пятен невооруженным глазом в Японии, Китае и Корее. Он нашел, что в нашу эру каждое столетие отмечалось в среднем от пяти до десяти пятен. Было и несколько провалов между 1584 и 1770 годами. Дж. Эдди не слишком серьезно отнесся к этим весьма отрывочным данным, пока не обнаружил, что они хорошо согласуются с частотой наблюдения северных сияний за последние 2000 лет.

Было найдено и еще одно чрезвычайно важное свидетельство. Солнечные пятна — это средоточие сильных магнитных полей на Солнце, которые формируют бледные корональные протуберанцы, ярко пламенеющие вокруг Солнца при полном затмении. Когда много пятен и, значит, магнитные поля сильны, корона заполнена протуберанцами, которые тянутся от Солнца, как лепестки георгина. Когда пятен мало, число протуберанцев падает, как будто кто-то обрезает лепестки. Ну а что произойдет, если вовсе не будет солнечных пятен? Наблюдатель увидит зодиакальный свет или «фальшивую корону» вокруг черного диска Луны, узкое кольцо бледно-красного цвета без протуберанцев. И все!

С 1645 по 1715 год представилось 63 случая, когда можно было наблюдать полное солнечное затмение. Внимательно просмотрев материалы исторических хроник, Дж. Эдди пришел к выводу: все, кто тогда наблюдал полное солнечное затмение, единодушно отметили одно и то же — вокруг Луны было видно бледное кольцо, ровно светившееся, узкое и красноватое. Ничего похожего на беловатую, с ярко выраженной структурой корону, столь знакомую нам. Но еще более поразительно то, что ничего похожего на корону нет и в описаниях полных солнечных затмений, дошедших до нас с еще более отдаленных времен, чем «минимум Маундера»!

Дж. Эдди и его сотрудников охватил азарт охотника, поймавшего на мушку дичь. Они задали себе вопрос: а как вращалось Солнце в семнадцатом веке? Дело в том, что Солнце вращается не как твердое тело; его высокоширотные зоны не поспевают за экваториальными. И по пятнам можно вычислить скорость этих движений, ибо они трассируют вращение поверхности подобно тому, как плывущие листья трассируют поток воды. Сравнивая рисунки пятен в старинных книгах Кристофа Шайнера (1630 год) и Гевелиуса (1647 год), Дж. Эдди обнаружил, что как раз в 1644 году солнечный экватор стал двигаться с ускорением, совершая оборот на день быстрее, чем в 1625 году!

Выходит, Солнце уже на памяти людей и, очевидно, неоднократно испытывало значительные и резкие изменения...

Наконец, последнее и решающее свидетельство в пользу реальности «минимума Маундера» было получено с помощью годичных древесных колец. В верхней атмосфере Земли под воздействием космических лучей образуется радиоактивный изотоп углерода (углерод-14). Поток космических лучей модулируется солнечной активностью: чем сильнее мавхитное поле Солнца, тем меньше космических лучей попадает на Землю, тем меньше углерода-14 в атмосфере, тем меньше его оказывается в растениях и деревьях. Еще в 1958 году голландский исследователь Хессель де Врие обратил внимание на разительную аномалию в содержании углерода-14 в кольцах деревьев во второй половине XVII века и начале XVIII века. Эффект де Врие был подтвержден наблюдениями во всем мире.

Анализируя данные о наличии углерода-14 (в основном по годичным кольцам древней секвойи), Дж. Эдди пришел к следующим заключениям. За последние пять тысяч лет наблюдалось примерно 12 таких периодов, как «минимум Маундера». Каждый длился от пятидесяти до нескольких сот лет. Один из них продолжался с 1400 до 1510 года нашей эры, когда тоже было мало северных сияний и пятен. И наоборот, случались эпохи, когда солнечная активность была скорее всего даже выше, чем в наше время. Один из таких средневековых максимумов располагался между 1100 и 1300 годами. Другой мы переживаем ныне, и, возможно, он еще не достиг наивысшей точки.

И наконец, последнее. «Минимум Маундера» падает на «малый ледниковый период», период необычайно холодной погоды в Европе с шестнадцатого до начала девятнадцатого веков. Тогда норвежская колония в юго-западной Гренландии вымерла до последнего человека из-за надвига льдов. Нельзя ли эту аномалию климата связать с долгим отсутствием солнечных пятен? Быть может, их исчезновение сопряжено с некоторым ослаблением солнечной радиации? Современные расчеты моделей климата показывают, что холодные периоды типа «малого ледникового» легко достигаются уменьшением солнечной постоянной не более, чем на один процент...