Глава 13 Солнечные пятна

We use cookies. Read the Privacy and Cookie Policy

Глава 13

Солнечные пятна

Одни считали, что это большие массы шлака, пепла, окалины, плавающие в море жидкого камня; другие думали, что это горные вершины, высовывающиеся из огненного моря; третьи полагали их облаками черного дыма, плавающими над солнечным ликом; но сегодня среди ученых мужей общепринятым мнением считается, что это огромные провалы в атмосфере Солнца, позволяющие нам проникать взглядом вниз, в бескрайнюю глубину[358].

Уильям Арми, 1874 год

Кастель Гандольфо, летняя папская резиденция, находится в 13 милях на юго-восток от Рима, над озером Альбано. Солнечным днем в октябре 2003 года я взбирался по крутому холму к этой одновременно твердыне и духовной обители. Владения простирались вниз к озеру на 136 акров: действующая ферма, ряд скульптур, сад, спроектированный Бернини, помпезный барочный фонтан и руины виллы Домициана, приобретенной папой Климентом VIII в начале XVII века. Потрясающий вид.

Я оказался здесь, потому что в папской резиденции находилась также полностью функционирующая обсерватория и огромная астрономическая библиотека. Один из предшественников Климента, папа Григорий XIII, заказал исследование календаря – так появились три обсерватории, две под Римом, а третья в самом Ватикане. В 1891 году папа Лев XIII переместил ватиканскую обсерваторию на склон холма позади Св. Петра, где церковные ученые и работали более сорока лет, но постепенно рост города сделал ночное небо настолько светлым, что наблюдения пришлось прекратить, и тогда в 1933 году обсерватория переехала в Кастель Гандольфо. Там построили два новых телескопа и организовали астрофизическую лабораторию. Библиотека быстро росла: в “Коде да Винчи” утверждается, что в ней содержится более 25 тыс. книг по астрономии, но ее бессменный хранитель, иезуит Хуан Касановас, сомневается в этой цифре.

Отец Касановас встретил меня у входа в замок. Мужчина с внушительной фигурой, около 2 м ростом и с совершенно седой головой, он, казалось, был рад помочь коллеге. Я ему писал, спрашивая разрешения посмотреть некоторые ценнейшие книги в библиотеке, взглянуть на обсерваторию и поговорить с ним о солнечных пятнах, в области которых он считается авторитетом. Мы поднимаемся по узкой лестнице, все помещения кажутся заброшенными и полными эха, папа со своей свитой уже давно вернулся в Рим.

Когда мы дошли до библиотеки, отец Касановас рассказал мне о первых изданиях Коперника, Ньютона, Кеплера и Тихо Браге, но истинной его целью был огромный том, переплетенный в изношенную коричневую кожу, – личный журнал Галилея, в который тот записывал свои первые наблюдения над солнечными пятнами. Я осторожно переворачиваю страницы, разглядывая его рисунки, свидетельствующие о запятнанности великого дневного светила: достаточно опасное открытие с точки зрения теологических последствий, чтобы заставить Галилея пару лет хранить молчание. Но затем последовали Фабрициус, Хэрриот и, наконец, Шайнер – чувство соперничества взяло верх над осторожностью великого пизанца.

Отец Касановас оставляет меня наедине с моими размышлениями. А как это выглядело еще до Галилея, например, для лучшего ученика Аристотеля Феофраста, который заметил пятна около 325 года до н. э.? Как он не сжег себе глаза? Вероятнее всего, он разглядывал Солнце в отражении или сквозь какой-то прозрачный минерал, как это делали китайцы с нефритовыми пластинами. Звездочеты Сианя и других городов, очевидно, не имели никакого понятия, что такое эти пятна; Галилей тоже этого не знал, но в процессе наблюдения примесей, скользящих по солнечной поверхности, он по крайней мере заключил, что Солнце вращается, и использовал вот этот самый рисунок, находящийся сейчас перед моими глазами, чтобы оценить скорость вращения.

Мои мысли прервал отец Касановас – неожиданно появившись сзади, он пригласил меня последовать за ним. Он так быстро удалялся по длинному коридору, что я был вынужден поспешить. После нескольких поворотов мы прибыли в его рабочий кабинет: все на своих местах, ровные ряды папок, аккуратно разложенные бумаги. Компьютер тихо гудел, экран мелькал калейдоскопом красного, оранжевого и желтого – свежие солнечные снимки SOLO, обсерватории Солнца и гелиосферы, совместного проекта НАСА и Европейского космического агентства. Я никогда не видел столь захватывающих кадров. Он порылся на полке и с удовлетворенным кряканьем протянул мне небольшой томик на английском, историю солнечных пятен. На обложке красовалось: “Х. Касановас, Specola Vaticana”.

Галилей опубликовал эти рисунки в 1613 году в своих “Письмах о солнечных пятнах”. Если соединить его рисунки, как это делают в блокнотах с мультфильмами, то можно легко увидеть движения пятен, так как рисунки были сделаны примерно в одно время (Library of Congress)

Тем же вечером в своем гостиничном номере неподалеку от римского вокзала Термини я открыл книгу. Постепенно, фраза за фразой, я понял, что открытие и постижение солнечных пятен – одна из самых захватывающих историй в науке, а также одна из самых запутанных, разбросанная по континентам и столетиям. Два ранних упоминания о пятнах встречаются в классическом китайском тексте И Цзин (Книга Перемен, дата появления которой разнится – от пяти до восьми тысячелетий назад) и сообщают о присутствии на Солнце dou и mei (оба слова означают затемнение или закрытие)[359]. В более поздние периоды китайские и корейские астрономы зафиксировали около ста пятидесяти пятен и сравнивали их с куриными яйцами, ласточками, воронами и другими птицами. Вергилий пишет о Солнце, “испещренном пятнами”, в одной из своих пасторалей; Григорий Турский в конце VI века описывает “кроваво-красные” облака на Солнце; Эйнхард в “Жизни Карла Великого” (около 807 года н. э.) подробно повествует о “черноватом пятне, которое наблюдалось на протяжении целой недели”. Восьмого декабря 1128 года Иоанн Вустерский – монах, автор хроники, детально описывающей английскую жизнь (включая астрономические явления) от рождения Христа до восшествия на престол короля Генриха II в 1154 году, – зарисовал Солнце с двумя большими темными пятнами, и этот рисунок современные ученые считают достаточно точным. Монах не располагал телескопом, поэтому то, что он отметил не только сами пятна, но и окружающие их области полутени, подразумевает их довольно большой размер. Но в и этом случае за открытием не последовало никаких комментариев. Столетиями раньше Аристотель объявил небеса непогрешимыми, и Церковь с ним в свое время согласилась, так что как минимум в Европе такие наблюдения либо игнорировались, либо приписывались прохождению Меркурия или Венеры.

С появлением телескопа положение должно было измениться. Отец Касановас сравнивает эффект от галилеевского описания наблюдений (опубликованного в 1610 году) с эффектом появления первого человека на Луне[360]. Впрочем, первые телескопы были слабыми, поэтому многие наблюдатели продолжали квалифицировать пятна как нечто не относящееся к Солнцу. Если Галилей и вызвал какой-то интерес, то тот быстро заглох (одним из немногих, кого это открытие действительно сильно взволновало, был Сирано де Бержерак, близкий друг ученика Галилея)[361].

Следующий прорыв произошел случайно. По мере роста числа телескопов астрономы-любители поколениями состязались, кто первый откроет планету между Солнцем и Меркурием. Генрих Самуэль Швабе (1789–1875), фармацевт из Дессау, ставший астрономом, понимал, что лучший способ заметить предполагаемое небесное тело – это увидеть его во время прохождения перед Солнцем, но он осознавал и риск смешения такого тела с солнечным пятном. Поэтому с 30 октября 1825 года Швабе старательно регистрировал буквально все, что видел на небе. За пару десятилетий он так и не обнаружил свою планету, зато наткнулся на нечто гораздо более важное.

В статье 1843 года Швабе писал: “Из моих старых наблюдений явствует, что в появлении солнечных пятен имеется определенная периодичность”[362]. Сопроводительная таблица приводила исчерпывающее доказательство цикличности появлявшихся группами пятен. После конца цикла солнечный диск мог оставаться чистым целыми неделями, но само существование цикла не подлежало сомнению. Из наблюдений Швабе можно было вывести, например, что низшая точка активности случилась в 1833 году – меньше всего скоплений пятен и больше всего дней без заметных пятен; следующая низшая точка случилась десять лет спустя. Пики были зарегистрированы в 1828 и 1847 годах:

Поначалу анализ Швабе привлек мало внимания, но, когда статью заметил ирландский астроном Эдвард Сэбин (1788–1883), он понял, что цикл Швабе коррелирует с флуктуациями в магнитном поле Земли (наблюдениями за которым он сам занимался). Швейцарский наблюдатель Рудольф Вольф (1816–1893) нашел способ подсчитать среднее число пятен на более длинных периодах, уточнив оценку Швабе до 11,1 года.

За следующие двадцать лет Вольф собрал статистику глубиной до 1745 года. По мере реконструкции данных еще более ранних периодов он понял, что в интервале между 1645 и 1715 годами было замечено крайне мало пятен. Это совпадало с самой холодной частью так называемого малого ледникового периода в Европе и Северной Америке, когда даже такие подверженные приливам водоемы, как Темза и каналы Венеции, покрывались льдом. Но ввиду отсутствия интереса к солнечным пятнам прошло более двух веков, прежде чем кто-то связал эти два события.

Впрочем, научное сообщество не сразу приняло корреляции Швабе и “измерение солнечной сыпи” Вольфа[363]. И тут на сцену вышел энергичный прусский барон Александр фон Гумбольдт (1769–1859), которого описывали как “сочетание взвешенного усердия астронома Карла Сагана и ничем не гнушающегося энтузиазма открывателя “Титаника” Роберта Балларда”[364]. Гумбольдта заинтересовали исследования Швабе. В юности он сам провел пять лет в путешествиях по Южной и Центральной Америке (в европейских газетах трижды сообщалось о его смерти при разных обстоятельствах), где помимо изучения растений, животных, рек и вулканов он регулярно проводил магнитные измерения и обнаружил, что сила магнитного поля довольно сильно варьируется. Солнечные пятна казались вполне вероятной причиной этого. Энтузиазм Гумбольдта сделал исследование связей между солнечными пятнами и магнитными полями вполне уважаемой научной дисциплиной (настолько, что сейчас по земному шару рассыпано более двух сотен магнитных обсерваторий), а в 1851 году он включил обновленную таблицу Швабе в свой “Космос” – энциклопедическое естественно-научное издание в пяти томах. Его поддержка способствовала тому, что ученые всего мира всерьез восприняли результаты Швабе[365].

Швабе также повлиял на англичанина Ричарда Кэррингтона (1826–1875), опытного астронома, опубликовавшего свои многолетние наблюдения в сочинении Observations of the Spots of the Sun (“Наблюдения за солнечными пятнами”, 1863). 1 сентября 1859 года Кэррингтон отслеживал группу пятен в своей обсерватории, когда внезапно, как он сообщал, “прорвались два пятна ослепительно-яркого белого света”. Перед его изумленными глазами два пятна стали еще интенсивнее и приобрели форму фасолин. Он выскочил наружу, надеясь найти других свидетелей, но вспышка была краткой, всего пять минут – результат, как мы теперь знаем, столкновения и замыкания магнитных потоков на скорости 420 тыс. миль в час. Менее чем 17 ч спустя (свет и рентгеновское излучение от вспышки достигли Земли всего за восемь минут, но более тяжелым частицам требуется на это от 18 до 48 ч) гигантская магнитная буря разразилась над земным шаром, полярные сияния украсили небо вплоть до широт Кубы. Была ли связь между вспышкой и штормом случайной? Кэррингтон так не думал, но отметил, что “одна ласточка еще не делает весны”, и не стал делать дальнейших выводов.

Однако, как писал Стюарт Кларк, “вспышка Кэррингтона стала важной вехой в астрономии”. Внезапная демонстрация Солнцем своей возможности разрушить жизнь на Земле толкнула астрономов на “безрассудную гонку за проникновением в суть солнечной природы”[366]. К 1890-м годам общим мнением о пятнах было то, что они возникали из-за сильных циклонов, что сподвигло великого американского астронома Джорджа Эллери Хейла (1868–1938) исследовать их магнитную активность. Используя для этой цели спектрогелиограф (прибор, объединяющий спектрограф и нечто подобное кинокамере), он сделал снимки Солнца, где были видны огромные сгустки водорода, затягиваемые в центр солнечного пятна словно в водоворот[367]. Хейл наблюдал две крупные вспышки, каждая из которых сопровождалась серьезными магнитными бурями на Земле, 19,5 и 30 ч спустя. В 1908 году он показал, что пятна в действительности были гигантскими циклонами в солнечной атмосфере, их образование напоминало ураганы и смерчи, возникающие в Вест-Индии и разоряющие американское побережье Мексиканского залива. Активность солнечных пятен и земной климат были не просто связаны, они были связаны магнитно.

Немецкий астроном Кристоф Шайнер (1573–1650) наблюдает солнечные пятна с помощью ассистента (SPL / Photo Researchers, Inc.)

Вывод Хейла о магнитной природе пятен согласовывался с наблюдениями во время полных затмений, когда над пятнами были заметны линии, формой подобные линиям магнитного поля. Эти линии, вырываясь из солнечной поверхности, испещряли ее положительными и отрицательными векторами магнитного поля и формировали колоссальные извержения, которые выбрасывались на тысячи миль над поверхностью, перед тем как упасть обратно[368]. Теория Гейла позволила измерить радиацию солнечных пятен, которая возникала в глубоких слоях Солнца, а также объясняла природу пятен и их воздействие на климат Земли.

Солнечные пятна можно сравнить со снежинками – каждое уникально, но все обладают сходной структурой. Все они имеют примерную форму окружности с диаматром от 1865 до 18 650 миль, хотя Хейл наблюдал пятно шириной в 81 тыс. миль, в десять раз больше диаметра Земли. В центре каждого бурлящего пятна лежит так называемая тень, которая кажется более темной из-за контраста с более яркой поверхностью вокруг, но в изолированном состоянии ее яркость сопоставима с полной Луной на черном небе. Тень, как правило, имеет температуру около 4300 °К (астрономическая единица измерения температуры, абсолютный ноль по Кельвину – это –273 °C), что примерно на 2100 °К холоднее, чем окружающая фотосфера, и расположена на 450 миль ниже, ближе к поверхности. Тень занимает в среднем одну пятую часть пятна и окружена волокнистой серой полутенью, напоминающей лепестки цветка. Температура полутени – три четверти температуры фотосферы (которая составляет поверхность пятна). Эти три части и есть пятно на разных уровнях глубины: фотосфера, полутень и – самая глубокая – тень[369].

До сих пор остается загадкой, почему центр пятна менее горяч, чем полутень или поверхность Солнца. Все, что мы точно знаем, – это что каждый из гигантских воронкообразных вихрей во внешних слоях Солнца работает охлаждающим механизмом, а центр магнитного поля находится в его самой темной и холодной точке – в тени[370].

За несколько лет до исследований Хейла суперинтендант Королевской обсерватории в Гринвиче Эдвард Уолтер Маундер (1851–1928) также занимался собственными исследованиями. Заинтересовавшись пятнами в четырнадцать лет, он регистрировал их предельные размеры до своих двадцати шести. В течение следующих тридцати лет он занимался масштабным сбором фотографий солнечных пятен, саккумулировав несколько тысяч снимков 5 тыс. скоплений. Маундер романтически представлял свое дело как фиксацию солнечного портрета и однажды написал, что получение спектра солнечного пятна подобно заглядыванию в его душу.

Он обнаружил, что магнитный поток стремительно нарастает в начальный период жизни пятна, а затем начинает постепенно снижаться. Его снимки показывали, что, если откладывать показатель широты солнечных пятен по оси одиннадцатилетних циклов, их расположение образует рисунок, слегка напоминающий трех бабочек, летящих на запад: первое пятно в этой цепочке было обозначено как “лидер” и представляло один магнитный полюс, а последующие обладали противоположной полярностью. Как заметил еще Галилей, все пятна пересекают солнечный диск по прямым линиям, обычно парами. Они начинают движение вместе, затем расходятся по мере продвижения, иногда на расстояние до 20° солнечной окружности, но всегда двигаясь параллельно экватору. В конце каждого цикла полярность меняется, так что в северном полушарии “лидер” имеет отрицательную полярность, а в южном – положительную. Цикл состоит из двух одиннадцатилетних частей и завершается за двадцать два года плюс-минус несколько месяцев. Удивительным образом на пике цикла, когда пятна наиболее многочисленны, Солнце светит значительно ярче, чем когда их меньше. Цикл является частью общей картины солнечной активности, куда кроме движения пятен входят и протуберанцы, вспышки, дожди частиц солнечного ветра, космические лучи, энергетические протоны – незначительная, но довольно мощная доля этой активности достигает Земли, порой в течение 15 мин после выброса на Солнце.

Можно сформулировать иначе: во время солнечных вспышек магнитные поля, вырывающиеся из глубин звезды, высвобождают космические лучи с высокой энергией. Маундер предположил, что иногда эти лучи отклоняются от Земли, что приводит к ее охлаждению. Например, в 1536 году Генрих VIII и его свита могли кататься на санях по Темзе от Лондона до Гринвича, а во время страшной зимы 1709 года вино замерзало в стаканах на торжественном ужине Короля Солнце.

Стимул для следующего шага вперед появился неожиданно. Вскоре после Первой мировой войны Эндрю Дуглас (1867–1962) из Университета Аризоны основал новую науку дендрохронологию – изучение древесных колец, чья ширина на срезе (шире в хорошие для роста годы, у?же в плохие) предоставляет запись климатических изменений на протяжении жизни дерева. Дуглас предположил, что деревья, самые долгоживущие организмы на Земле, – единственные представители растительного мира, которые могут предоставить надежные записи такого рода, поскольку все остальные полностью перегнивают в почве. Вскоре он заметил, что годы быстрого роста чередуются с периодами замедленного развития. В среднем любые два периода развития разделялись десятью – двенадцатью кольцами.

Прекрасным утром 1922 года Дуглас неожиданно получил письмо от Маундера, в котором тот кратко описывал гипотезу об отсутствии пятен между 1645 и 1715 годами и предполагал, что Дуглас “может обнаружить это в древесных кольцах”[371]. Это разожгло любопытство Дугласа, и он начал изучать стропила старых построек и деревья-старожилы, например аризонские сосны и калифорнийские мамонтовые деревья. Как и следовало ожидать, их кольца обнаруживали картину медленного роста именно в тот период, когда пятна прекращались и Земля оказывалась в длительных объятиях холода. Впрочем, этого было недостаточно для полного подтверждения гипотезы. Маундер умер в 1928 году, не дождавшись признания своих теорий[372].

Срез шотландской сосны из леса в Пруссии, посаженной примерно в 1820-м и спиленной в 1912 году. Стрелки, поставленные Дугласом, отмечают годы максимальной активности солнечных пятен, выявляя очевидную связь с максимальным ростом (Courtesy of the Laboratory of Tree-Ring Research, University of Arizona)

Маундер был не одинок в своих гипотезах о воздействии солнечных пятен, как и в противостоянии скептицизму, с которым эти гипотезы сталкивались. Начиная с самых первых наблюдений пятен одни размышляли об их влиянии на земную жизнь, а другие высмеивали их: еще в декабре 1975 года Уильям Гершель прочитал первый доклад (из предполагавшейся серии) о Солнце и его воздействии на Землю перед цветом Королевского общества, где сообщал об открытии пяти периодов слабой солнечной активности, во время которых цена на пшеницу поднималась. Он связывал это с необычно долгими периодами засухи. Большинство аудитории высмеяло его (Гершель даже отменил следующие доклады), но в то же время он выдвигал теорию, что в центре Солнце холодное и населенное, чего в те дни было совершенно достаточно, чтобы объявить человека сумасшедшим.

Связь солнечных пятен с земными событиями, казалось, станет уделом художественных произведений, и действительно, в 1892 году Марк Твен опубликовал повесть “Американский претендент”, где идея о солнечных пятнах, формирующих наш климат, была доведена до логического конца – солнечные пятна как большой бизнес. В конце повести полковник-прожектер Малберри Селлерс изобретает величайший план по сколачиванию состояния: он реорганизует земной климат, предоставляя под заказ климатические условия, а использованные климатические условия будет принимать обратно со скидкой. Каким образом? Используя “контроль над солнечными пятнами, понимаете, и применяя потрясающую энергию, которой они располагают, на благие цели реорганизации нашего климата”[373].

Твен, разумеется, насмехался над безумными схемами коммерсантов в той же мере, в которой подвергал сатире изменчивые теории ученых. Но должно было пройти много времени, чтобы убеждение Маундера о наличии связи между солнечной активностью и колебаниями магнитного поля Земли получило широкую поддержку. После Второй мировой войны физики стали проводить более интенсивный мониторинг солнечной активности. Но, несмотря на их усилия, данные, подтверждающие воздействие солнечных пятен, оставались случайными и спорадическими: вплоть до 1960-х начинающий исследователь, посвящающий себя изысканиям в этой области, рисковал получить репутацию большого чудака. А потом появился Эдди.

Джон А. Эдди (1931–2009), астроном в Университете Колорадо, занимался наблюдениями в университетской обсерватории High Altitude Observatory: в круг его интересов входила атмосфера Юпитера, солнечная корона, история физики Солнца и даже астрономия американских индейцев. Заинтригованный теориями Маундера, которые он позднее сравнил с “расшифровкой кумранских свитков солнечной физики”, он пытался понять, почему их окончательно списали со счетов. В начале 1970-х Эдди отправился в Таксон, в лабораторию исследования древесных колец, где не смог повторить результаты Дугласа (о корреляции между кольцами и климатическими изменениями). Он принялся за исследование истории полярных сияний, которые также связаны с солнечными пятнами, и установил, что их было очень немного в период, названный им “минимумом Маундера”. Наконец он обнаружил, что, когда Солнце магнитно активно, на нем возникает больше пятен и их совокупное магнитное воздействие уменьшает облучение Земли. Это приводит к образованию в земной атмосфере изотопа углерод-14, который затем откладывается в древесных кольцах. И, триумфально заключил Эдди, древесные кольца демонстрируют рост содержания углерода-14 между 1650 и 1715 годами[374].

Сочтя, что он, возможно, нашел последний кусок пазла, Эдди обратился к идеям сербского инженера Милутина Миланковича (1879–1958), который полагал, что ледниковые периоды на Земли были вызваны небольшими вариациями в объеме солнечного освещения в результате постепенных циклических изменения в форме земной орбиты[375]. Миланкович утверждал, что три типа подобных изменений орбиты отражаются в циклах с большими периодами (приблизительно 100 тыс. лет, 22 тыс. лет и 40 тыс. лет), что влияет на объем и угол солнечного излучения, достигающего Земли[376]. Первый цикл задается формой орбиты Земли вокруг Солнца и степенью ее отклонения от окружности (ее эксцентриситетом) в сторону эллипса. По мере растягивания окружности расстояние между планетой и звездой изменяется, сказываясь на объеме получаемого излучения[377]. Второй цикл возникает из прецессии (“болтания” земной оси) и воздействует на смену сезонов, медленно раскачивая северное полушарие (и, соответственно, южное) то ближе к Солнцу, то дальше от него. В северном полушарии находится больше суши, чем в южном, а суша быстрее реагирует на температурные изменения, чем океаны. Итоговые колебания в нагреве меняют погодную картину. Третий цикл создается небольшими колебаниями в наклоне земной оси. На протяжении порядка 40 тыс. лет этот наклон изменяется от 21,5° до 24,5°, и при его минимальном значении (как, например, сейчас, и такое положение будет сохраняться еще около 9800 лет) разница между летом и зимой сокращается[378].

Применив теорию Миланковича о циклах, Эдди смог придать больше убедительности предположениям Маундера. Он подтвердил конструкцию доказательствами температурных изменений в течение периода, растянувшегося на 300 тыс. лет, используя данные, полученные из грязи и ила, вычерпанного с морского дна: температурные подъемы и падения происходили веками в связи с объемом инсоляции и хорошо согласовались с расчетами Миланковича. В своей поворотной статье в журнале Science в 1976 году Эдди заключал, что Земля пережила восемнадцать периодов минимальной солнечной активности за последние 8 тыс. лет, и одним из них являлся малый ледниковый период. Маундер был полностью реабилитирован, а его выводы о том, что благодаря Эдди стало называться “минимумом Маундера”, были провозглашены “самым значительным событием в истории солнечных исследований”.

В нашей солнечной системе только у Венеры, Земли и Марса атмосферы подвержены воздействию Солнца. Венера постоянно кипит, Марс – ледяная пустыня, а Земля, хоть и не является таким крайним случаем, все равно находится в постоянном изменении, поскольку Солнце напрямую воздействует на ее климат. Но насколько большая часть происходящего с нами зависит именно от солнечных пятен, которые по большому счету являются просто визуальной манифестацией магнитно-активных зон на Солнце?

Как правило, пятна обвиняют (благодарят гораздо реже) во многом, от падения выплавки стали до увеличения числа самоубийств в северном климате, в затягивании морских путешествий, кораблекрушениях, исчезновении радиопередач (особенно коротких волн и высоких частот), в том, что почтовые голуби сбиваются с пути, в росте производства автомобилей, инфарктах миокарда, конвульсивных припадках и галлюцинациях, даже в эпидемиях, войнах и революциях – утверждалось, что Французская революция началась в 1789 году, а не на четыре-пять лет позже из-за крайне холодной зимы 1788 года[379].

Большинство физиков считают само собой разумеющимся, что солнечные пятна могут наводить помехи на компасы и различные электропередачи[380], но это знание не сразу распространилось за пределы научного сообщества. Например, в 1953 году во время заседания Комиссии конгресса по расследованию антиамериканской деятельности Рой Кон опрашивал Реймонда Каплана, главного радиоинженера “Голоса Америки”, предположительно сочувствующего коммунистам. Радиостанция “Голос Америки” была создана в феврале 1942 года для продвижения положительного имиджа Соединенных Штатов за границей, и Кон внес ее в список из семидесяти семи организаций, подозреваемых в намерении подорвать американские интересы. Он указывал на то, что некоторые программы не распространялись так широко, как им следовало бы. Виноваты предательски настроенные сотрудники: может ли Каплан назвать имена?

Кон: Имеются передатчики “Голоса Америки”, сигнал от которых не доходит до стран, до которых должен доходить…

Каплан: Сигналы с башен с передатчиками не могут достигать некоторых стран…

Кон (повышая голос): Предатели, работающие на…

Каплан (прерывает): Это устроено сложнее. Например, солнечные пятна – они влияют на передачу сигнала, не до конца известно, каким образом…

Кон (прерывает): Солнечные пятна? [Общий смех.] (Мягко, но ехидно.) Солнечные пятна… или все же предатели-американцы, продающие нашу страну?

Спустя три недели после этих слушаний Каплан бросился под колеса грузовика и погиб в возрасте сорока двух лет[381].

Солнечные пятна, несомненно, могут вызывать серьезные последствия на Земле. Вслед за изобретением электрического телеграфа и телефона весь мир опутался линиями электропроводов. Во время солнечных бурь телефонные операторы подвергались ударам электрического тока из-за скачков напряжения. “В одном месте оператор получил семь ударов током, – гласило одно сообщение в прессе. – В другом месте загорелся телеграфный аппарат; в Бостоне язык пламени вспыхнул на самописце телеграфного устройства”[382]. Двенадцатого марта 1989 года потоки электричества, струящиеся в 60 милях над землей, ударили в электрическую систему Квебека и менее чем за минуту вывели из строя половину генерирующей системы; отключение продлилось более девяти часов, оставило 7 млн человек без электричества и стоило провинции от 3 до 6 млрд долларов[383]. Ввиду все возрастающей роли электроники, спутников и подобных технологий можно ожидать еще больших проблем, особенно в связи со стихийной природой солнечных вспышек: иногда ученым остается всего полчаса, чтобы поднять тревогу (во время войны во Вьетнаме большое количество мин, сброшенных в гавани Хайфона, взорвались одновременно в ответ на крупную вспышку на Солнце). Даже огромная солнечная буря 1989 года была в три раза менее мощной, чем та, которую наблюдал Ричард Кэррингтон сто тридцать лет назад, когда 20 млрд протонов пронизали каждый квадратный дюйм нашей атмосферы. Следующий солнечный максимум ожидается осенью 2013 года и будет самым значительным с 1906 года.

Мне показалось хорошей идеей вернуться назад к Эдди и его древесным кольцам, чтобы проверить сегодняшние взгляды. В январе 2005 года я посетил Майка Байи, почетного профессора в Школе географии, археологии и палеологии Университета Квинс (Белфаст), специалиста по дендрохронологии. Несмотря на составленную им таблицу древесных колец, простирающуюся на 7 тыс. лет назад, Байи демонстрирует здоровый скептицизм (и язвительный юмор) в отношении собственной научной области. “Мы в самом деле не знаем, какова связь между солнечными пятнами и древесными кольцами, – признается он, пока мы сидим над различными бумагами в его тесном кабинете примерно того же размера, что у отца Касановаса, но на другом конце спектра чистоты. – Эдди предполагает, что до начала древесной хронологии не было “глобальных событий”, затем обнаруживается, что они были. Кроме того, следует быть аккуратнее: солнечный цикл в 22,2 года не превращается автоматически в два одинадцатилетних цикла”[384].

С этими словами он поднялся с кресла, отодвинув два кусочка камня и стопку студенческих работ, чтобы отыскать тоненький журнал The Three-Ring Bulletin (“Бюллетень древесных колец”), где опубликована большая статья двух исследователей из Аризонского университета[385]. “Это вышло в 1972 году, – говорит Байи, стоя надо мной, пока я читаю. – С тех пор ничего лучше не выходило”. Эдди опубликовал свое основополагающее сочинение четырьмя годами позже и даже не упомянул эту работу. Он снова уселся в кресло: “Конечно, солнечные пятна, вероятно, действительно воздействуют на климат, но это касается и многих других факторов…” На мгновение он погружается в собственные мысли: “Мы не знаем, какой эффект вызывают вулканы. У нас нет точных сведений о цунами прошлых лет или о том, как часто Земля сталкивалась с чем-то в космосе, но люди считают, что только псих будет обо всем этом беспокоиться”[386].

Он вовсе не производит впечатления психа. Байи говорил об этом за несколько лет до извержения Эйяфьятлайокудль в апреле 2010-го, но выброс индонезийской Тамборы в 1815 году был гораздо сильнее – настолько велик, что треть вулкана обратилась в камни и пыль. Возможно, это было самое крупное извержение в истории: 10 тыс. человек погибли сразу, когда пепел и серная кислота ударили в атмосферу столбом высотой в 27 миль. Глобальные температуры упали, цены на пищу взлетели, в Европе вспыхивали бунты, голод и эпидемии[387]. Байрон написал поэму о погасшем солнце: “Я видел сон… Не все в нем было сном. / Погасло солнце светлое, и звезды / Скиталися без цели, без лучей / В пространстве вечном; льдистая земля / Носилась слепо в воздухе безлунном”[388].

Так что не очень помогает, когда ученые предлагают сразу много циклов и сопоставляют их с многими событиями: кроме одиннадцатилетнего цикла Солнце предположительно обнаруживает двадцатисеми– и стопятидесятичетырехдневные циклы, двадцатилетний цикл магнитной смены полярностей (открытый Хейлом), цикл Гляйсберга, около восьмидесяти лет, и двухсотлетний цикл Сьюсса (или Де Фриза). Очевидно, на многие вопросы еще нет ответов. Тем временем постоянно возникают новые направления исследований. Недавние данные с SOHO свидетельствовали, что поток газа, влияющий на магнитные поля в районе солнечных полюсов, может отвечать за отсутствие пятен, вспышек и прочих возмущений с 2008 до первой половины 2009 года, что удлинило обычное затишье в конце одиннадцатилетнего солнечного цикла на дополнительные пятнадцать месяцев, когда солнечные пятна практически исчезли[389]. Но к середине апреля 2010 года Солнце вновь начало просыпаться, и гигантский коронарный массовый выброс выплеснулся из него на скорости 1,1 млн миль в час и разбился о внешнюю атмосферу Земли, вызвав ослепительные сияния в Арктике и Антарктике – самая впечатляющая солнечная буря за последние три года[390]. Мы вновь оказались там, откуда начали: Солнце явно формирует климат, но как сильно оно его меняет? Жизненно важный вопрос, учитывая его связь с глобальным потеплением.

Данный текст является ознакомительным фрагментом.