Глава IV вихри солнечных бурь

Перед тем как обратиться к рассмотрению вопросов о соотношении между эпидемиями и солнцедеятельностью, необходимо сосредоточить наше внимание на происхождении и природе периодической деятельности Солнца. Без этого рассмотрения нам останутся непонятными все те явления, что разыгрываются под влиянием Солнца в электрическом и магнитном поле нашей атмосферы — том именно месте, где живем мы. Уж слишком велика связь органических существ с космо-теллурической средой, чтобы можно было обойти молчанием величайший генератор энергии — Солнце со всеми его основными особенностями.

Несмотря на то что еще в глубокой древности человек интуитивно постиг главенствующую роль Солнца в жизни нашего мира, назвал его своим богом, создал о нем лучшие мифы, легенды, сказки и саги и посвятил ему наиболее прекрасные храмы, несмотря на то что еще в доисторические времена в умах ученых и философов, начиная от ионийских мыслителей, возникло верное по своему существу учение о Солнце как причине всего существующего, наука о Солнце началась лишь с того времени, как европейскими учеными Фабрицием (Fabricius), Шейнером (Scheiner), Галилеем (Galileo) и Гарриотом (Harriot) в 1610—1611 гг. независимо друг от друга были начаты исследования пятен на поверхности светила.

После ряда споров, носивших скорее теологический, чем научный характер, существование пятен было признано несомненным и за ними были установлены систематические наблюдения. Эти наблюдения и положили начало физике Солнца. Уже через два года, исходя из данных о движении пятен, Галилей, а с ним одновременно Фабриций и Шейнер открыли скорость обращения солнечного тела вокруг своей оси, определив полное время обращения в 26—27 дней.

С этого времени непрерывно в течение трех столетий сотни выдающихся астрономов устремляли свои взоры к солнечным пятнам, дабы выяснить их природу.

Пятна представляют собой грандиозные образования, которые в известные периоды становятся видными невооруженным глазом, что еще в глубокой древности позволяло китайским летописцам отмечать пятна и строить различные предположения относительно их. Группы пятен достигают иногда колоссальных линейных размеров, равных 250 тыс. км, и покрывают площади в сотни миллионов квадратных километров. Так, например, февральское пятно 1917 г. — около 250 тыс. км.

Сроки существования пятен также различны и прихотливы, как и их размеры. Очень часто наблюдаются пятна, живущие лишь несколько дней, чтобы исчезнуть бесследно, но бывают пятна, которые держатся в течение трех или четырех оборотов Солнца, т. е. почти три месяца. Как известно, одно обращение Солнца вокруг оси занимает приблизительно 27 суток (синодическое время обращения). Следовательно, сохраняющее свою жизнедеятельность пятно в течение 13,5 суток проходит по солнечному диску, чтобы затем на такой же срок исчезнуть с глаз наблюдателя. С момента же появления пятна из-за края Солнца до вступления его в плоскость центрального солнечного меридиана проходит около недели. Впрочем, эти сроки не вполне точны, ибо Солнце вращается не так, как вращается твердое тело, все части которого движутся вместе. Пятно, находящееся в экваториальной зоне, при условии его длительного существования делает полный оборот..вместе с Солнцем в течение 25 суток, в то время как пятно, возникшее на широте 45°, совершает свой полный оборот в 27,5 суток. Ближе к полюсам период вращения Солнца еще длиннее.

Замечательно то обстоятельство, что пятна образуются не на всех широтах. Они рождаются главным образом в двух поясах, расположенных по сторонам экватора,— именно между 10° и 30° широты (это так называемые «королевские широты»). На самом экваторе пятна бывают очень редко, еще реже они появляются за 35° широты. Увеличение числа пятен влечет за собой расширение поясов, в которых пятна наблюдаются.

Уже давно замечено, что число пятен очень изменчиво: бывают годы, когда по солнечному диску все время, одно за другим, проходят пятна больших размеров, и, наоборот, иногда в течение месяца наблюдателю удается отметить лишь несколько маленьких точек. в 1851 г. Швабе (Schwabe) в Дессау объявил о том, что изменения в числе солнечных пятен наступают периодически, причем определил период, равный 10 годам.

Упомянутое открытие Швабе получило вполне заслуженное признание в 1857 г., когда ему была присуждена золотая медаль Лондонского астрономического общества. Президент сказал в своей речи по этому случаю: «Двенадцать лет он [Швабе] потратил на удовлетворение своих собственных интересов, шесть следующих лет на удовлетворение интересов человечества и, наконец,

Рисунок 3. Угол положения солнечной оси и вид солнечного экватора Красной линией обозначена зона наибольшей частоты появления солнечных пятен. На экваторе пятна появляются редко.

Рисунок 4. Кривая Вольфа Вольфера. Периодическая деятельность Солнца с 1749 па 1936 г. (па данным астрономической обсерватории в Цюрихе)

еще тринадцать лет на убеждение человечества. В течение тридцати лет Солнце никогда не появлялось над горизонтом Дессау без того, чтобы Швабе не направил на него свой неизменный телескоп, а это происходило, по-видимому, в среднем дней 300 в году. Я считаю, что здесь мы имеем пример преданной настойчивости, не имеющей себе равной в истории астрономии. Настойчивость одного человека привела его к открытию явления, существование которого даже не подозревалось астрономами в течение целых двух столетий».

То, что солнечные пятна появляются и исчезают довольно регулярно, само по себе в самом деле весьма интересно, но это означает и нечто большее, так как, очевидно, указывает на наличие некоторых изменений внутри Солнца, регулярных и периодических по характеру, зависящих от физических и механических условий, которые еще не вполне разъяснены.

Систематизацией наблюдений за солнечными пятнами, накопленных за два с половиною столетия, занялся цюрихский астроном Р. Вольф (Rudolf Wolf, 1816 — 1893гг.). Путем обработки всего оставленного наблюдателями материала он получил возможность прийти к установлению более точного периода солнцедеятельности. Этот период оказался равным в среднем арифметическом одиннадцати годам[26]. В то же время Вольф определил годы максимального и минимального количества пятен — максимумы и минимумы солнцедеятельности — за весь предыдущий период наблюдений. Числа, полученные в результате обработки наблюдений, он называл относительными — r — и определял их для каждого дня наблюдений по формуле

r = К (I0g+f).

где g — означает число наблюдений групп и отдельных пятен в определенный момент времени,

f — полное число пятен, подсчитанных в этих группах и отдельно,

К — коэффициент, зависящий от наблюдателя и его трубы.

Этой формулой пользуются и до сих пор, хотя, конечно, она не позволяет выразить с совершенной точностью состояние солнечной поверхности[27].

Это состояние определяется еще целым рядом других грандиозных образований, так или иначе связанных с пятнами: величиной, числом и характером солнечных извержений и протуберанцев, флоккул, факелов и т. д.

Рассматривая ход периодической пятнообразовательный деятельности, выраженный графически в виде кривой, мы замечаем следующее: прежде всего бросаются в глаза основные волны хода кривой — это основные циклы деятельности Солнца, равные в среднем арифметическом 11 годам, но с индивидуальными уклонениями от 11 лет в ту или иную сторону. Эти главные циклы солнцедеятельности выделяются рельефнее всего, и благодаря им ход кривой пятнообразовательного процесса принимает волнообразный характер с постепенным чередованием точек максимумов и минимумов.

Выбрав любой из этих циклов от точки минимума до точки следующего минимума, мы будем иметь одну волну — один полный цикл солнцедеятельности, равный, допустим, 11 годам. Рассматривая ход этого цикла, мы заметим, что нарастание максимума происходит не постепенно, а скачками. Иными словами, кривая от

Рисунок 5. Кривая пятнообразовательного процесса по пятидневным периодам в год минимума — 1923 (по Вольферу)

Рисунок 6. Кривая пятнообразовательного процесса по пятидневным периодам в год максимума — 1928 (по Вольферу)

точки минимума поднимается вверх до точки максимума и снова опускается вниз до точки минимума не плавно, а претерпевая многочисленный ряд скачков сверху вниз и снизу вверх. Размеры этих скачков по мере усиления пятнообразовательного процесса все растут и растут и в момент максимума достигают своих наивысших значений.

Таким образом, ход волнообразной кривой пятнообразовательного процесса изрыт большим числом мелких волн с острыми зубцами наверху и глубокими, не менее иногда острыми, впадинами внизу.

Из рассмотрения кривой пятнообразования видно, что она лишь отдаленно напоминает синусоиду. В деталях эта кривая похожа на суточный ход температуры тифозного больного, подобный зубьям полукруглой пилы. Здесь наблюдаются резкие подъемы и падения, сдвиги и перебои. Все это мелкие колебания, из которых составляется одно большое — 11-летний цикл солнцедеятельности. Из рассмотрения этих скачков-зубьев легко, однако, увидеть, что все они по мере движения цикла от минимума к максимуму постепенно возрастают в числе и высоте; это значит, что пятна возникают на поверхности Солнца, все чаще и чаще появляясь в большем количестве и имея большую продолжительность жизни. Следовательно, и количество излучаемой ими энергии по мере движения цикла от минимума к максимуму также постепенно возрастает путем скачков. Эти скачки в появлении и исчезновении пятен, по-видимому, и являются виновниками многих эффектов, которые развиваются на Земле в зависимости от пятнообразования[28].

Основываясь на изменениях в интенсивности и количестве солнечных пятен, еще Швабе, как мы видели, полагал, что промежуток времени между максимумами равен 10 годам. Ламон вычислил ту же величину и получил для нее значение, равное 10,43 года. Вольф период колебаний числа пятен считал равным 11,111 года со средней изменчивостью ±2,03 года. Ч. Юнг (Joung, 1834—1908 гг.) полагал, что истинный цикл пятнообразования колеблется в пределах 12—14 лет. А. Вольфер (A. Wolfer) считает, что в среднем период пятнообразования равен 11,124±0,030 года. С. Ньюкомб (S. New-comb. 1835—1909 гг.) принял его за 11,13 года. Наконец, Майкельсон (A. Michelson. 1852—1931 гг.) склоняется признать период выше 11,4, но Г. Тернер (H.Turner, 1861—1930 гг.) полагает, что в настоящий момент можно говорить лишь о периоде в 11,4 года. Шустер подверг гармоническому анализу цифровой материал о пятнах за 150 лет. Согласно его исследованию, рядом с циклом в 11,125 года идет серия вторичных периодов, последовательное вступление которых и является причиной различных нарушений, наблюдаемых в основном периоде. Эти второстепенные периоды имеют величины в 4,38, 4,80, 8,36, 13,50 года. Исследуя вопрос об 11-летнем периоде за время 1750 — 1900 гг., Шустер нашел, что в первые 75 лет этот период разбивается на два: в 9,25 года и в 13,75 года, а в общем итоге за 75 лет он равен 11,1 года.

Интересно отметить, что Тернер проделал обработку гринвичских магнитных наблюдений за период с 1841 по 1904 г., причем обнаружил, что кроме основного периода, связанного с солнечными пятнами, существует еще

Рисунок 7. Средние широты Солнца (пунктирная кривая) и средние площади пятен (красная кривая) _с 1854 по 1912 г В начале каждого нового солнечного цикла после минимума пятна появляются в наивысших широтах, в которых они вообще могут встречаться, т. е. около ±30°. По мере увеличения количества пятен от минимума к максимуму зона максимальной частоты пятен смещается к солнечному экватору вплоть до ±30° широты, где пятна окончательно затухают к минимуму. После наступления минимума явления повторяются в прежнем порядке (по Spoerer)

вторичный период в 9,26 года. Желая открыть тот же период в солнцедеятельности, Тернер предпринял переработку всех данных Вольфа и Вольфера начиная с 1610 года. Не найдя периодов в 9,26 года, Тернер установил, однако, наличие солнцедеятельности другого периода, а именно в 13. лет. Период этот отличается тем свойством, что при небольшой интенсивности достаточно хорошо выражен.

Наконец, Оппенгейм в 1927 г. подверг числа Вольфа новому анализу и нашел, что кривая их хода выражается следующей функцией:

r = С₁ + С₂ cos [ φt + Σ x_m— cos (тφt — ε_m) ],

φ = 360°/11,25 и

ψ = 360°/450.

Таким образом, пятнообразование представляет собою явление очень сложное. Только в среднем один период равняется 11 годам. В действительности же продолжительность его достигает иногда 17 лет, а иногда лишь 7. Также весьма существенным явлением в циклическом ходе количества солнечных пятен необходимо признать то, что назревание максимума, период его и его упадок не представляют всякий раз чего-либо строго определенного, а постепенно варьируются вследствие еще неизвестных нам причин. Поэтому в деле определения и тем более предвидения какой-либо определенной точки периода следует быть чрезвычайно осмотрительным. Переломы в солнцедеятельности, знаменующие собою точки наивысшего подъема и наименьшего падения, могут быть определены лишь спустя несколько месяцев, а иногда год и более путем сличения с данными о солнце-деятельности за более или менее продолжительный срок. Доступный пока нам прогноз в отношении определения 11-летнего цикла может быть дан лишь с точностью 1—2 лет, но и это в некоторых случаях может уже очень много значить[29].

Помимо попыток открыть малые циклы солнцедеятельности были сделаны изыскания с целью определить, нет ли в солнцедеятельности и больших периодов. Еще Меран в 1746 г., когда о периодах ничего не было известно, указал на возможное существование больших периодов в солнцедеятельности. Позже ту же мысль разделял Лумис (Loomis). Вольф пытался отыскать таковой период, определяя его в 55,5 года. Юнг предположил, что существует колебание в 60 лет, присоединяющееся к основному колебанию в 11 лет. А. Ганский определил таковые в 72 года. Н. Локьер (N. Lockyer) нашел в солнцедеятельности период в 35 лет, а Шустер вычислил при помощи метода периодограмм циклы трети века, равные 33,375. К установлению 33-летнего периода в деятельности Солнца пришел и Лицнар. Наконец, Тернер нашел возможным заключить о существовании долгого периода в 266 лет. По мнению этого ученого, каждые 266 лет имеет место большой максимум деятельности Солнца.

Вольф в 1889 г. на основании данных китайских средневековых летописей о северных сияниях выделил несколько дат, которые могли быть датами больших максимумов в солнцедеятельности.

Это были годы: 372, 840, 1078, 1133 и 1372.

Основываясь на годах 372 и 1372, в которых, согласно его предположению, имела место особенно сильная напряженность деятельности Солнца, Вольф вычислил ряд больших периодов, вмещающих в себе 11-летний период, а именно периоды в 88,33 и 66,67 года. Затем Вольф приложил эти цифры последовательно к 372 г., получив, таким образом, таблицу дат больших максимумов солнечной деятельности. Впрочем, в настоящий момент даты, намеченные Вольфом, можно оспаривать.*

Но что такое пятна? Разгадан ли в наши дни их «великий секрет», по выражению Галилея? Может быть, еще нет, но и то, что нам стало известно о пятнах' и их природе за последние годы, достаточно для того, чтобы составить себе представление о великом значении солнечных пятен для жизни Земли.

Над разгадкой природы солнечных пятен билось немало выдающихся умов. Первые наблюдатели полагали, что пятна — это планеты, ближайшие спутники Солнца, проходящие близ его поверхности. Это ложное представление было разрушено Галилеем, который в свою очередь думал, что пятна — облака, плавающие в солнечной атмосфере. Дергем считал, что эти облака происходят от извержения солнечных вулканов. Ж. Лаланд принимал их за вершины солнечных гор, выступающие среди океана огня над светящейся поверхностью острова, лежащего на центральном твердом ядре Солнца. В. Гершель полагал, что пятна — временные отверстия в облаках, через которые мы можем видеть темную поверхность центрального ядра — шара. Его сын Д. Гершель дал пятнам следующее объяснение: пятна суть громадные вихри, нисходящие через атмосферу.

В свое время, начиная с 1868 г., между собою соперничали две теории: теория аббата А. Секки и теория Э. Фая. Первый в основу своей теории положил гипотезу о солнечных извержениях. Второй основой пятнообразования считал солнечные бури, а самую структуру пятен — вихреобразной. Эта исходная точка зрения сохраняет свою силу до настоящего времени. Теория Фая заключается в том, что вследствие относительного движения смежных частей фотосферы образуются круговороты, которые превращаются в циклоны и вихри, подобные тем водоворотам, которые происходят, когда быстрое течение встречает на пути препятствия. Такого рода водовороты имеют вид воронок, в которых плавающие тела и воздух увлекаются в глубину. Подобным же образом, как тогда предполагал Фай, происходят земные циклоны и торнадо. Они начинаются сверху и спускаются в атмосферу все ниже и ниже, пока вершина вихря не достигнет Земли. Подобного рода, но только колоссальные вихри и составляют, по мнению Фая, сущность солнечного пятна. Одним из возражений, направленных против теории Фая, было следующее: если пятна — вихри, то они должны обнаружить вихревое движение. Кроме того, все пятна к северу от экватора должны вращаться в одном и том же направлении, против часовой стрелки, если смотреть с Земли; пятна же южного полушария Солнца должны вращаться в противоположном направлении подобно земным циклонам. Исследуя этот вопрос, астрономы заметили, что лишь незначительный процент пятен обнаруживает следы вихревого движения и часто различные члены одной группы пятен, даже различные части одного и того же пятна, вращаются в противоположных направлениях.

В то время эти наблюдения могли лишь поколебать теорию Фая, а между тем они именно и являются лучшим доказательством правоты его принципа о вихревой структуре пятен. На помощь теории Фая пришли электрические теории пятен.

Горячими защитниками вихревой теории пятен явились Рейс и Хельм. Однако для окончательного признания ее не хватало ясности в некоторых деталях. Лишь после замечательной работы американского ученого Дж. Хэйла (D. Hale), вышедшей в 1908 г., большинство астрономов вернулось к вихревой теории. Наконец, в следующем году Хэйл получил возможность на основании многочисленных исследований прийти к заключению, что солнечные пятна «суть, по-видимому, электрические вихри». Блестящие работы Хэйла положили основание целому ряду замечательных изысканий о природе пятен, предпринятых в Солнечной обсерватории на горе Вильсон в Калифорнии, а равно и в других обсерваториях, занимающихся изучением Солнца. Теория Хэйла нашла себе среди астрономов много горячих сторонников, тем более что она ежедневно получала все новые и новые подтверждения.

Рисунок 8. Солнечный протуберанец высотою 235 000 км. Снимок сделан 7 июля 1917 г. в обсерватории Mount Wilson. Белый диск сравнительные размеры Земли

Таким образом, солнечные пятна следует рассматривать как вихри, подобные смерчам на море, с воронкообразными расширениями на вершине. Движение вещества в таких вихрях совершается снизу вверх, образуя восходящий вихрь. Скорость движения вещества достигает огромных величин, и несущиеся в вихре газы охлаждаются вследствие их быстрого расширения по мере приближения к вершине вихря. Достигшие вершины вихря охлажденные газы двигаются по спирали быстро увеличивающихся радиусов. То, что мы видим в форме пятна, есть лишь вершина, конец, вихря, отголосок грандиозных процессов, протекающих в областях, недоступных нашему исследованию. Несомненно, существует причина, заставляющая газы из недр Солнца течь наверх. Там, в нижних ярусах солнечного шара, скрывается космическая сила, приводящая в движение весь этот сложный и громадный смерч, носящий скромное название солнечного пятна.

Причина, вызывающая вихревые движения фотосферной материи, до сих пор не может считаться твердо установленной. В этом направлении имеются пока лишь предположения более или менее обоснованные. Быть может, ближайшею причиной следует считать сильное нагревание вещества на глубине? Тогда, становясь более легким, как воздух в дымовой трубе, оно поднимается вверх. По пути вследствие поднятия газы остывают и выходят на поверхность более холодными, хотя первоначально они были сильно нагреты. Из этого следует, что в пределах нижнего яруса, где происходит зарождение явления, должна господствовать очень высокая температура. Действительно, в то время как вблизи поверхности Солнца температура не превышает 6000°, в центральных слоях она доходит приблизительно до 12 000 000°. По расчетам Р. Эмдена, центральная температура Солнца равна 31 500 000°. Г. Рессель показал, что большинство звезд имеет в центре температуру, очень близкую к 32 000 000°[30]. Причина такого нагревания в нижних слоях Солнца остается пока что неразрешимой загадкой. Эта загадка еще более становится непонятной, если мы- примем во внимание, что пятна появляются в определенных частях солнечной поверхности и лишь в определенные годы.

Самая пылкая фантазия человека не в силах представить себе всей величайшей мощности солнечного урагана. Перед этим ураганом наши бури, сметающие деревья и дома, — неощутимые дуновения зефира. В солнечном урагане, выражающемся появлением одного лишь пятна, могли бы, как пылинки, закружиться и бесследно исчезнуть десятки земных шаров.

Еще в 1892 г. Юнг, исследуя спектроскопически излучение солнечных пятен, открыл замечательное явление, а именно: многие спектральные линии солнечных пятен оказались двойными, тогда как спектр остальной

Рисунок 9. Изменения магнитной полярности и средних широт солнечных пятен. Виден период магнитной полярности в 22,25 года (по Хзйлу)

Рисунок 10. Красная кривая – протуберанцы с 1910 по 1934г. Пунктирная кривая – солнечные пятна за то же время (по В. Брюннеру).

солнечной поверхности ничем особенным не отличался. Однако верного толкования данного явления Юнг не дал. Прошло три года, и голландский исследователь П. Зееман показал, что спектральные линии в магнитном поле претерпевают раздвоение, т.е. вместо одной спектральной линии получаются две. Это открытие, предугаданное еще Фарадеем, Зееман сделал, изучая спектр натриевого пламени, помешенного в сильное магнитное поле. Вместо одной желтой натриевой линии становятся две или три, смотря по тому, наблюдаем ли мы спектр пламени вдоль по магнитному полю или перпендикулярно к нему. Г. Лоренц объяснил явление Зеемана сильным осложнением магнитного поля; вместо колебании по прямой линии электрон описывает звездообразную фигуру, что изменяет соответственным образом спектральную линию. Следствия, выведенные Лоренцем из его теории, были блестяще подтверждены в опытах Зеемана.

В 1903 г. Хэйл доказал, что причина раздвоения спектральных линий в солнечных пятнах — магнетизм. Оказалось, что пятна представляют собою колоссальные магниты. Когда один из полюсов, южный или северный, такового магнита обращен к нам, тогда другой находится где-либо в недрах Солнца. Эти пятна Хэйл называет униполярными. Затем следуют биполярные пятна, оба полюса которых мы можем наблюдать, и, наконец, мультиполярные пятна, состоящие из группы обращенных к нам полюсов. Около 60° всех солнечных пятен имеют на поверхности Солнца два полюса — северный и южный. Так, из 970 пятен, зарегистрированных с 1915 по 1917 г., большая половина пятен оказалась с противоположной полярностью, за ними следуют пятна с однородной полярностью (32—35%) и затем многополюсные пятна (1—2%). Биполярные пятна должны быть соединены друг с другом — их жерла, уходящие в глубь Солнца, должны там где-нибудь встретиться, образуя как бы одну исполинскую изогнутую трубу[31].

Наконец, есть еще один тип пятен. Это «невидимые» солнечные пятна (invisible sun-spots). Они представляют собою также очень значительный интерес, так как, по-видимому, обладают способностью оказывать известное воздействие на Землю при прохождении плоскости центрального солнечного меридиана[32]. Под «невидимыми» пятнами, как это поясняет Хэйл, следует разуметь участки Солнца, где еще нет пятен, но где они должны будут скоро возникнуть. Это место зарождения или нового образования солнечного пятна, которое еще не проявилось для глаза, но которое может быть учтено по ряду сопутствующих ему на поверхности Солнца явлений, получено в определенных формах на спектрограммах.

Какие же явления в веществе солнечного пятна обусловливают возникновение магнитного поля? По всему вероятию, главную роль здесь играют вихревое движение газообразной материи, потоки электрических частиц — электронов. Быстрое вихревое движение заряженных электричеством частиц вызывает появление конвекционных электрических токов. Конвекционный электрический ток возникает всегда, когда электричество, находясь относительно проводника в покое, движется вместе с этим проводником относительно других тел. Конвекционный ток сопровождается кондукционными токами в соседних проводниках, эти последние токи могут возникнуть даже и в том случае, если конвекционный ток постоянен по величине и по направлению. В то же время мы знаем, что при постоянном гальваническом токе в соседних проводниках никаких токов не возникает. Несмотря на это различие между конвекционным током и током гальваническим, оба этих тока образуют вокруг себя магнитное поле, величина и направление напряжения которого определяются одним и тем же законом Ж. Био и Ф. Савара. Впервые магнитные действия электрической конвекции были обнаружены Роуландом в 1879 г. Однако, по мнению Ч. Аббота, электризация вихря пятна может возникнуть благодаря трению частиц разнородных веществ, несущихся в вихре. Это заключение Аббот делает из того предположения, что в центральной части вихря благодаря сравнительно невысокой температуре (до 3500°С) следует ожидать образования жидких и даже, пожалуй, твердых частиц.

Из последующих работ, направленных к объяснению природы солнечных пятен, останавливает на себе внимание теория В. Бьеркнеса[33].

Остается указать еще одно замечательное явление в распределении полярности пятен во времени. Исследования Хэйла над распределением магнитных сил в солнечных пятнах показали, что в группах из двух пятен магнитные полюсы распределяются в них следующим образом: в течение одного и того же 11-летнего цикла, начинающегося с очередного минимума, в одном и том же полушарии Солнца один и тот же полюс (например, северный) всегда (во всех группах) находится в пятне, идущем впереди, а другой — в идущем позади. В то же время в другом полушарии впереди идет пятно с другим, т. е. южным, полюсом. Группа, таким образом, представляет как бы два подкорковых магнита, находящиеся во внутренних частях Солнца, с концами, выходящими наружу. В единичных пятнах другой полюс, по изысканиям Хэйла, не обнаруживается видимым образом; такие места Хэйл и называет «невидимыми пятнами».

В эпоху минимума происходит смена полярности групп. Если до минимума впереди в пятнах был северный полюс, то после минимума в новом цикле будет южный. Следовательно, в этом отношении период солнечной деятельности правильно было бы считать не в 11, а в 22 года. Смена эта происходит резко, и солнечная деятельность в эпоху минимума переживает резкий перелом. В отличие от 11 -летнего количественного периода солнечных пятен этот 22-летний период можно было бы назвать «магнитным периодом солнечных пятен».

Рисунок 11. Влияние планет Юпитера, Земли, Венеры и Меркурия на деятельность Солнца. Верхняя кривая – констелляция планет. Нижняя кривая – деятельность Солнца (Ф. Мальбурэ).

Периодическое действие Солнца на Землю приписывалось обычно пятнам, но оно может происходить и от солнечной атмосферы, состояние которой подвержено тем же периодам. Поэтому изучение всех слоев этой атмосферы представляет величайший интерес.

За неимением места мы должны будем обойти молчанием ряд других солнечных явлений, как-то: протуберанцев, факелов, флоккул (flocculus), волокон (filaments), четок (alignements), гранул (granulus) и солнечную корону.

Укажем лишь, что на земные явления протуберанцы могут оказывать подобно пятнам очень мощное влияние, так как они связаны с огромными извержениями солнечной материи, когда в мировое пространство извергаются потоки электрических частиц. Протуберанцы имеют периодичность, совпадающую с периодичностью пятен.

Возникает вопрос: какие причины создают эту общую периодичность солнечной деятельности? В настоящий момент целый ряд астрономов придерживается той точки зрения, что, в то время как причину возникновения всех солнечных феноменов следует искать внутри Солнца, распределение их во времени и на поверхности светила можно приписывать влиянию планет. Действительно, ряд исследователей (Э. Френкель, Моундер) нашли в солнечной деятельности периоды обращения некоторых планет. Можно считать, что Солнце является чутким прибором, отзывающимся на все изменения поля тяготения вследствие перемещения планет в пространстве.[34].

Как же этот солнечный пульс, эти периодические колебания в напряженности активности светила влияют на Землю, а также при помощи каких посредников осуществляются все эти влияния — вот вопросы, которые мы вправе теперь задать.

Остановимся, однако, прежде всего на рассмотрении того, какие энергетические факторы продуцирует Солнце в космическое пространство, в котором совершает свои кружения и земной шар.