Время от времени в новостях появляется лаконичная, почти пугающая формулировка: «на Солнце нет пятен». Звучит как сообщение о чрезвычайном происшествии. В действительности же речь чаще всего идёт о нескольких сутках, когда видимая сторона нашей звезды выглядит чисто — без тёмных областей, а международный индекс числа пятен опускается до нуля или близко к нему. Факт простой, наглядный и легко превращается в кликбейт. Особенно когда он накладывается на 25-й солнечный цикл, который вошёл в фазу максимума и по логике должен быть наиболее активным.
НАСА и НОАА регулярно напоминают: даже вблизи солнечного максимума «чистые» дни случаются — это нормальная часть картины, а не аномалия. Ключевой вопрос в другом: мы видим кратковременную паузу внутри активного периода или имеем дело с более глубоким сдвигом — одним из тех редких эпизодов, когда активность звезды затухает на десятилетия? Ответ важен не только специалистам: от состояния Солнца напрямую зависит работа спутников, GPS-навигации, радиосвязи и энергосетей — то есть всего, что обеспечивает нашу повседневную жизнь.
Что такое солнечное пятно на самом деле
Прежде чем говорить об исчезновении пятен, стоит разобраться, что именно исчезает. Солнечное пятно — это не «дыра» в поверхности звезды и не участок, лишённый вещества. Это область фотосферы, где магнитное поле настолько сконцентрировано и скручено, что частично блокирует конвективный подъём раскалённой плазмы из глубины. Поток тепла в этом месте ослабевает, температура участка оказывается ниже, чем у соседних зон, — и поэтому он выглядит тёмным на фоне окружающей поверхности.
Слово «холоднее» здесь требует уточнения. Речь идёт о разнице на фоне раскалённой фотосферы: температура пятна составляет около 3600°C, тогда как прилегающая поверхность значительно горячее. Хорошая аналогия — бурлящая кастрюля, в которой под крышкой конвекция тормозится: в обычных местах тепло «всплывает» свободно, а в зонах сильного магнитного поля возникает своего рода заглушка. При этом сила магнитного поля в пятнах может быть примерно в тысячу раз выше, чем в соседних участках фотосферы.
Важно понимать: пятно — это лишь видимая часть более сложной структуры. Когда напряжённость поля в активной области достигает критического уровня и поле «перепутывается», накопленная энергия может высвободиться резко — в виде солнечной вспышки или выброса корональной массы (КВМ). Именно такие события порождают то, что принято называть космической погодой: радиозатмения, нарушающие высокочастотную связь, и геомагнитные бури, возмущающие ионосферу Земли. NOAA классифицирует эти события по отдельным шкалам интенсивности и публикует прогнозы именно потому, что последствия носят вполне земной и вполне материальный характер.
Наблюдать за пятнами люди научились давно, но сегодня подсчёт ведётся систематически. Международная служба SILSO поддерживает непрерывный числовой ряд, NOAA публикует кривые хода циклов и прогнозные диапазоны. Именно этот массив данных позволяет отличить «тихий день» от структурного изменения активности. Одна фотография пустого диска — это не диагноз. Это повод открыть официальный график.
11-летний ритм: механика солнечного цикла
Солнце меняется не хаотично, в основе его поведения лежит хорошо задокументированный ритм — так называемый 11-летний цикл солнечных пятен. В начале цикла пятен мало, порой видимый диск действительно выглядит пустым. Затем активность нарастает, пятна усложняются, образуют группы, достигается максимум. После пика начинается спад, возвращающий Солнце к минимуму, — и цикл повторяется. В физической основе этого ритма лежит магнитная перестройка: приблизительно раз в 11 лет солнечные полюса меняются местами, и это фундаментально меняет конфигурацию магнитных полей.
У цикла есть и пространственная «подпись». В начале каждого цикла пятна появляются преимущественно на средних и высоких широтах. По мере приближения к максимуму они смещаются ближе к экватору. Эта закономерность, известная как «закон Шпёрера» или «диаграмма бабочки», позволяет судить о стадии цикла буквально по географии пятен. Для долгосрочного анализа специалисты используют не суточные, а сглаженные значения числа пятен, поскольку ежедневные показатели слишком зашумлены, чтобы на них строить выводы о фазе цикла.
25-й цикл стартовал в конце 2019 года. Совместная панель НАСА и НОАА первоначально ожидала максимум около 2025 года, однако сразу оговаривала значительную неопределённость. Реальность оказалась иной: цикл превзошёл ожидания. По данным Лаборатории солнечной астрономии ИКИ РАН и SILSO, абсолютным пиком стал август 2024 года — индекс числа пятен достиг значения 216, что является максимумом за последние 20 лет. Сглаженный пик пришёлся приблизительно на октябрь 2024 года, совпав с мощнейшей вспышкой цикла уровня X9.0, зафиксированной 3 октября. К маю 2025 года индекс упал до 79 единиц — минимума с августа 2022 года, и специалисты ИКИ РАН констатировали: возврат к пиковым значениям исключён.
Важно зафиксировать одну техническую деталь: «максимум» — это не конкретный день, а период. Точный месяц пика всегда определяется ретроспективно, когда уже виден устойчивый спад. Это не погрешность метода, а особенность астрофизического объекта, у которого нет кнопки «вкл/выкл». Текущий цикл, судя по всему, завершит фазу спада около 2030 года, а следующий максимум ожидается в районе 2034–2036 годов — предположительно, более мощный.
Почему Солнце «замолкает» на несколько дней
Даже вблизи максимума активные периоды прерываются эпизодами кажущегося спокойствия. Это объясняется несколькими простыми механизмами. Пятна существуют ограниченное время: мелкие исчезают в течение суток, крупные группы держатся неделями, но тоже распадаются. Когда старые области рассеялись, а новые ещё не сформировались, диск выглядит пустым — и международный индекс на один-два дня может уйти в ноль или около того.
Существенную роль играет геометрия: Солнце вращается, и один оборот занимает около 27 дней. Если активная область ушла за западный лимб, с Земли её не видно, хотя физически она никуда не делась. Именно поэтому NOAA ведёт специальный «27-дневный прогноз повторяемости» — он помогает отследить возвращение активных регионов после оборота. Это, кстати, хорошая иллюстрация того, что «нет пятен» и «нет активности» — принципиально разные утверждения: в ультрафиолетовом и рентгеновском диапазонах, которые фиксируют спутники, коронные петли могут быть хорошо заметны даже тогда, когда в видимом свете поверхность выглядит абсолютно гладкой.
Прогнозы космической погоды поэтому строятся по набору параметров, а не по одному снимку видимого диска. Краткосрочный прогноз на 3 дня отвечает на вопрос: ждать ли сегодня радиозатмения или геомагнитной бури? Среднесрочный прогноз на 27 дней помогает предвидеть повторный проход активной области. SWPC NOAA выпускает все эти продукты для конкретных отраслей: авиации — для прокладки маршрутов, энергетике — для управления режимами сети, операторам спутников — для планирования защитных манёвров. Несколько дней без пятен — это перемешивание внутри цикла. Десятилетие почти без пятен — совершенно другая история, которую изучают отдельно.
Минимум Маундера: когда тишина длилась 70 лет
Главный исторический ориентир в разговорах о «пропавших пятнах» — минимум Маундера, охватывающий примерно 1645–1715 годы. В этот период солнечные пятна в телескопических наблюдениях встречались катастрофически редко: по подсчётам Эдварда Уолтера Маундера, за 70 лет было зафиксировано около 50 пятен — тогда как в обычные годы за тот же срок их появляются десятки тысяч. Причём подавляющее большинство немногочисленных пятен этого периода концентрировалось в южном полушарии Солнца, что само по себе нетипично.
Позднейшие исследования подтвердили реальность этого явления независимыми методами. Космогенные изотопы — углерод-14 и бериллий-10 — накапливаются в древесных кольцах и ледяных кернах и чутко реагируют на изменения солнечного ветра, который зависит от уровня активности звезды. Анализ этих «природных архивов» не только верифицировал минимум Маундера, но и позволил выявить порядка 18 подобных эпизодов за последние 8000 лет, включая минимум Шпёрера (1450–1540) и минимум Дальтона (1790–1820). Это убедительно показывает: грандиозные минимумы — не фантазия и не артефакт плохих наблюдений, а реальный режим работы солнечного динамо.
Минимум Маундера часто упоминается в контексте Малого ледникового периода — эпохи, когда в Северном полушарии было заметно холоднее, замерзали реки Европы, неурожаи следовали один за другим. Параллелизм соблазнительный, однако учёные настаивают на осторожности: климат формируется под воздействием множества факторов одновременно — вулканической активности, состава атмосферы, океанской циркуляции. Солнечная активность — один из элементов этого уравнения, но не единственный знаменатель. Более того, NOAA обращает внимание на масштаб: за весь период минимума Маундера суммарное число пятен было меньше, чем в среднем за один современный год.
Может ли нечто подобное повториться сегодня?
Теоретически — да. Солнечное динамо способно переходить в режим низкой активности, и грандиозные минимумы случались в истории неоднократно. Практически — никто не знает ни когда, ни с какой вероятностью. Модели солнечного динамо устроены по-разному, используют разные допущения и дают разбросанные оценки. Это нормально для науки: дискуссия идёт о механизмах и сроках, а не о самом факте существования таких режимов.
Что важно для текущего момента: имеющиеся данные рисуют картину, прямо противоположную «великой тишине». 25-й цикл оказался одним из наиболее активных за последние два десятилетия, его пик превысил первоначальные прогнозы. Спад идёт, но это нормальное развитие цикла, а не признак перехода в аномальный режим. Настораживать учёных стали бы последовательно слабеющие циклы и необычно слабые полярные магнитные поля Солнца — именно эти индикаторы принято считать предвестниками возможного большого минимума. Ничего подобного сейчас не наблюдается.
Отдельного внимания заслуживает популярный сценарий о «скорой мини-ледниковой эпохе» из-за якобы ослабевающего Солнца. НАСА прямо указывает: научного подтверждения этому нет. Даже гипотетическое снижение солнечной энергетики не отменит и не перекроет потепление, обусловленное накоплением парниковых газов — это две разные шкалы воздействия и два разных масштаба. Если прогноз звучит как «возможны разные сценарии» — это не уклонение от ответа, а честная граница актуального знания.
Солнечная активность и климат: где правда, а где преувеличение
Связь между солнечными пятнами и климатом Земли существует — но она куда тоньше и опосредованнее, чем принято думать. Когда активность растёт, меняется не только поток видимого света, но и интенсивность ультрафиолетового излучения, а значит, реагируют стратосфера и верхние слои атмосферы. Колебания суммарной солнечной энергии по 11-летнему циклу хорошо задокументированы. Однако НАСА фиксирует: с 1880 года эта величина не обнаруживает устойчивого роста, тогда как глобальная температура за тот же период выросла заметно.
Вывод следует однозначный: современное потепление не объясняется солнечной активностью. МГЭИК в шестом оценочном докладе констатирует, что основной вклад в потепление индустриальной эпохи связан с антропогенными факторами, а солнечная изменчивость оказывает на недавний тренд значительно меньшее воздействие. Есть и наблюдательная «подпись»: если бы виновником потепления было более активное Солнце, тепло распределялось бы по всем слоям атмосферы равномерно. Вместо этого фиксируют нагрев нижних слоёв и одновременное охлаждение стратосферы — картина, характерная именно для парникового эффекта.
Впрочем, говорить, что Солнце «ни при чём», тоже было бы неточно. В долгосрочных климатических реконструкциях солнечная изменчивость играет важную роль — в первую очередь для корректного воспроизведения прошлых колебаний и проверки чувствительности климатической системы. НАСА прямо указывает, что солнечная изменчивость в сочетании с вулканической активностью могла существенно повлиять на климат в эпоху Малого ледникового периода. То есть масштаб и контекст имеют значение: не «Солнце важно» или «Солнце неважно», а «Солнце важно в правильном масштабе и в сочетании с другими факторами».
Спокойное Солнце и технологии
Самая осязаемая практическая сторона солнечной активности — её влияние на технологическую инфраструктуру. В фазе спада в среднем реже происходят сильные вспышки и геомагнитные бури, что снижает вероятность радиозатмений, сбоев в работе спутников и ошибок навигации. NOAA классифицирует последствия отдельно по трём шкалам: радиозатмения (R-шкала), радиационные события (S-шкала) и геомагнитные бури (G-шкала) — каждая со своими пороговыми уровнями и описанием эффектов.
Радиозатмения — пожалуй, наиболее быстрый и очевидный эффект. Рентгеновское излучение вспышки ионизирует дневную сторону ионосферы, и высокочастотная (КВ) связь на освещённой стороне Земли прерывается в течение минут. Это критично для полётов над океаном и в высоких широтах, где КВ-связь остаётся основным резервным каналом. Геомагнитные бури действуют иначе — медленнее, но шире: они изменяют электронную концентрацию ионосферы, а сигнал GPS, проходя через возмущённый слой, приобретает дополнительную задержку и может дать ошибку в координатах. В городе это малозаметно. Для геодезии, точного земледелия, морской навигации и авиации — критично.
Есть у солнечной активности и «приятный» побочный эффект: полярные сияния. Сильные геомагнитные бури, которых в 2023–2024 годах было немало, раздвигали зону видимости сияний в средние широты — туда, где их обычно не увидеть. Вспышка уровня X9.0, зафиксированная в октябре 2024 года, стала одновременно и технологическим вызовом для операторов инфраструктуры, и зрелищем для тысяч людей далеко от полярных кругов. SWPC NOAA публикует публично доступные прогнозы и предупреждения именно для того, чтобы эти эффекты можно было оценить заблаговременно, а не разбираться с последствиями постфактум.
Солнечный ветер и его связь с пятнами
Солнечный ветер — это непрерывный поток заряженных частиц. Он исходит из солнечной короны и распространяется сквозь всю Солнечную систему. Скорость этого потока у орбиты Земли составляет от 300 до 800 км/с. Ветер существует всегда — вне зависимости от того, есть пятна на диске или нет. Однако интенсивность и структура потока напрямую связаны с уровнем магнитной активности звезды.
Когда активных областей много, ветер неоднороден. Рядом с группами пятен возникают корональные дыры — зоны открытого магнитного поля, из которых плазма вырывается быстрее и плотнее обычного. Именно такой высокоскоростной поток, сталкиваясь с медленным «фоновым» ветром, образует так называемые области коротационного взаимодействия — что-то вроде штормовых фронтов в открытом космосе. Когда же происходит выброс корональной массы, в космос единовременно выбрасываются миллиарды тонн намагниченной плазмы. Она летит к Земле от одного до четырёх суток.
Достигая нашей планеты, солнечный ветер встречает магнитосферу. В спокойное время она отклоняет поток. При сильном ударе картина меняется: заряженные частицы проникают глубже, перегружают ионосферу и индуцируют паразитные токи в протяжённых проводниках — трубопроводах, кабелях, линиях электропередач. Это уже не абстракция. Именно из-за этого в 1989 году произошёл масштабный блэкаут в канадской провинции Квебек — вся энергосеть провинции отключилась за 90 секунд после геомагнитной бури. Для спутниковых систем последствия выражаются в орбитальном торможении: когда нижние слои атмосферы нагреваются и «вспухают», аппараты на низких орбитах встречают повышенное сопротивление и быстрее теряют высоту. Суть проста: чем больше активных пятен — тем «штормовее» условия. Меньше пятен — в среднем спокойнее, но гарантий никаких.
Записи и аномалии в наблюдениях за историей
Непрерывные телескопические наблюдения солнечных пятен начались в 1610 году — сразу после того, как Галилей направил инструмент на Солнце. До него Кеплер в 1607 году заметил тёмное пятно на диске, однако принял его за прохождение Меркурия. Это хорошо иллюстрирует, как легко ошибиться без систематики. Первый непрерывный числовой ряд пятен восходит к 1749 году. Именно тогда Рудольф Вольф в Цюрихской обсерватории начал сводить разрозненные наблюдения в единую шкалу, которую сегодня называют числами Вольфа. Этот ряд — один из самых длинных инструментальных рядов в истории науки.
В нём хватает аномалий. Минимум Маундера с 1645 по 1715 год — самый известный провал. Но есть и другие: минимум Шпёрера в XV веке, минимум Дальтона в начале XIX века. Их удалось восстановить не только по архивным записям, но и по космогенным изотопам. Атомы углерода-14 и бериллия-10 накапливаются в древесных кольцах и полярных льдах в обратной зависимости от солнечной активности: чем слабее Солнце, тем больше этих изотопов. Этот метод позволяет заглянуть на тысячи лет назад — туда, где нет ни телескопов, ни архивов. Всего за последние восемь тысяч лет таким образом выявлено около 18 грандиозных минимумов. Некоторые описаны китайскими летописями III–XII веков — хроники фиксировали «чёрные точки» на солнечном диске, видимые невооружённым глазом. Сами записи дошли до нас, однако интерпретировать их непросто: критериев наблюдения не существовало, и случайное облако вполне могло попасть в летопись как пятно.
Чем больше данных накоплено, тем точнее можно отличить настоящую аномалию от случайного провала. Без этого контекста любой «тихий месяц» можно было бы выдать за начало нового Маундера. С ним — понятно, что сначала нужны годы устойчивого снижения, а не одна новостная строка.
Можно ли заранее предсказать солнечный цикл?
Точный прогноз солнечного цикла — одна из сложнейших задач современной астрофизики. Причина в природе объекта: Солнце управляется солнечным динамо — механизмом генерации магнитного поля в конвективной зоне. Он хаотичен в деталях, хотя и цикличен в целом. Долгое время прогнозирование сводилось к статистике предыдущих циклов. Если предыдущий цикл был сильным — ждите слабого, и наоборот. Это работало приблизительно, но не точно: 25-й цикл прогнозировали как умеренный, а он оказался одним из сильнейших за два десятилетия.
Новый подход разработали исследователи Сколтеха совместно с коллегами из Австрии. Их метод, опубликованный в журнале Astronomy & Astrophysics, использует данные о динамике пятен отдельно по каждому полушарию Солнца. Оказалось, что максимальная скорость роста числа пятен в начале цикла — надёжный индикатор его итоговой амплитуды. Причём прогноз можно уточнять в режиме реального времени по мере накопления новых наблюдений. Ещё дальше пошли учёные Пермского политехнического университета: в 2025 году они представили модель, претендующую на прогноз вспышек и геомагнитных бурь на 11 лет вперёд с точностью выше 90%. В её основе — теория солнечного динамо и эволюция магнитных полей.
Операторы спутников планируют смену орбит и профилактику электроники. Авиакомпании корректируют полярные маршруты — именно там радиозатмения бьют сильнее всего. Энергетики готовят трансформаторные подстанции к пиковым нагрузкам. Чем точнее прогноз — тем меньше потерь и аварийных отключений. Солнечный цикл невозможно контролировать. Зато к нему можно готовиться — и это уже немало.
Мифы о «гаснущем Солнце»
Каждый раз, когда число пятен падает, в медиапространстве оживают два устойчивых мифа. Первый: Солнце «гаснет» и скоро остынет. Второй: это неминуемо вызовет похолодание на Земле. Оба мифа эксплуатируют реальные научные факты, но сильно их искажают.
Начнём с первого. Солнце действительно стареет. Ему около 4,6 миллиарда лет, запасов водородного топлива хватит ещё примерно на пять миллиардов. Затем звезда превратится в красный гигант, а позже — в белый карлик. Но это эволюционный процесс в масштабах миллиардов лет, а не цикл пятен. Число пятен на видимом диске никак не связано с количеством топлива в ядре. Пятна — индикатор магнитной активности. Их отсутствие на несколько дней или даже месяцев означает лишь то, что магнитное поле временно структурировалось иначе. К ядерному горению это не имеет отношения совершенно.
Второй миф сложнее, потому что в нём есть доля правды. Снижение солнечной активности действительно немного уменьшает суммарный поток энергии. Такой эффект документально подтверждён для минимума Маундера — в сочетании с вулканической активностью он мог усилить похолодание Малого ледникового периода. Однако масштабы несопоставимы с современными реалиями. НАСА прямо указывает: даже если солнечная активность снизится до уровня минимума Маундера, это компенсирует лишь незначительную долю потепления, вызванного накопленными в атмосфере парниковыми газами. Два явления действуют на разных уровнях и разных временных шкалах. Путать их — примерно как объяснять снег в июне тем, что кто-то выключил свет в соседней комнате.
Как наблюдают за Солнцем сегодня
Современный мониторинг Солнца — это не любопытный астроном с телескопом на крыше обсерватории. Это сеть спутников, наземных инструментов и прогностических центров, работающих в режиме реального времени. Одна из ключевых миссий — SOHO (Solar and Heliospheric Observatory), совместный проект ЕКА и НАСА, расположенный в точке Лагранжа L1 примерно в 1,5 миллиона километров от Земли. Аппарат непрерывно наблюдает за Солнцем и передаёт данные о короне, солнечном ветре и активных областях поверхности. ЕКА подчёркивает, что SOHO изучает процессы от внутренней структуры звезды до межпланетного пространства и является незаменимым инструментом для интерпретации 11-летнего цикла.
Параллельно работает спутник SDO (Solar Dynamics Observatory) НАСА, который снимает Солнце в нескольких длинах волн одновременно — от видимого света до жёсткого ультрафиолета. Именно его данные позволяют наглядно показать разницу между минимумом и максимумом активности: диск, выглядящий «пустым» в видимом свете, в ультрафиолете может быть покрыт яркими коронными петлями активных областей. Миссия Parker Solar Probe идёт ещё дальше в буквальном смысле — она углубляется в солнечную корону, чтобы понять физику ускорения солнечного ветра у самого источника. Чем точнее мы понимаем эти процессы, тем качественнее становятся прогнозы — и тем меньше дорогостоящих сюрпризов для операторов инфраструктуры.
Солнечные циклы отслеживаются систематически со времён Галилея — то есть с начала телескопических наблюдений в XVII веке. Это даёт непрерывный ряд, который позволяет сравнивать эпохи, проверять динамические модели и разграничивать случайные однодневные провалы активности и структурные изменения, длящиеся годами. Чем длиннее ряд, тем меньше места для ошибочных интерпретаций и тем больше пользы для практики. А когда прогноз предупреждает о надвигающейся буре за несколько часов — у операторов есть время перевести аппаратуру в защитный режим, а авиадиспетчеры могут скорректировать маршруты ещё до того, как ионосфера начнёт «шуметь».
Пауза внутри ритма
Фраза «на Солнце пропали пятна» звучит тревожно именно потому, что в ней слышится намёк на нечто небывалое. Но в подавляющем большинстве случаев это обычный эпизод внутри солнечного ритма — кратковременная пауза, обусловленная распадом старых активных областей и задержкой в формировании новых. 25-й цикл, вопреки тревожным заголовкам, оказался одним из наиболее активных за два десятилетия: его пик в августе 2024 года зафиксировал максимальный за 20 лет индекс числа пятен.
- Несколько «чистых» дней — норма внутри любого цикла, даже вблизи максимума.
- Длительный период слабой активности на протяжении нескольких циклов подряд — потенциальный признак грандиозного минимума, но для такого вывода нужны годы данных, а не один заголовок.
История с минимумом Маундера учит двум вещам одновременно: грандиозные минимумы реальны и подтверждены независимыми методами — и при этом делать из них однозначный климатический приговор нельзя. Климат формируется комплексом факторов, и Солнце в этом уравнении — один из членов, а не единственное слагаемое. Главный практический совет прост: не оценивайте состояние Солнца по одному снимку или одному заголовку. Открывайте график прогресса солнечного цикла на сайте NOAA, сверяйтесь с прогнозами SWPC — и вы быстро поймёте, что именно означает «пропали пятна» в конкретный момент. Для большинства людей — ничего срочного. Для отдельных отраслей — повод усилить мониторинг. Именно ради этого наблюдения и ведутся: меньше сюрпризов, больше устойчивости.
