В погоне за Солнцем - Ричард Коэн

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, у́же 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].