Мінливість сонячної постійної

 https://universemagazine.com/wp-content/uploads/2018/10/zaglushka-e1538748301621.png
Михайло Рябов
Старший науковий співробітник Одеської обсерваторії радіоастрономічного інституту НАН України, кандидат ф.-м. наук, співголова Міжнародного астрономічного товариства

Інтегральний потік сонячного випромінювання у видимому діапазоні, так звана «сонячна постійна», визначає умови формування погоди, клімату та загалом існування життя Землі.
Її наземні виміри містили великі неточності через вплив стану атмосфери. І лише дані, отримані штучними супутниками, показали, що ця постійна насправді не є стабільною величиною, а змінюється цікавим і загадковим чином у кожному циклі сонячної активності.

Колаж, що показує, як змінювалася сонячна активність у період з 1996 по 2017 р. Джерело: SOHO (ESA & NASA)

Основна закономірність зводиться до того, що сонячна постійна змінюється відповідно до 11-річного циклу активності нашого світила. Однак супутники NASA, які ведуть її спостереження з 1978 р., відзначають зниження загального потоку сонячного випромінювання за минулі 40 років (точність космічних вимірів становить 0,01%). Нині вона майже на 0,1% у порівнянні з величиною у максимумі 24-го сонячного циклу у 2012-2014 рр.

На наведеному графіку видно збільшення та зниження величини сонячної постійної, а також трендові зміни, пов’язані з циклами активності. Різкі зменшення обумовлені проходженням диском світила великих груп плям та його комплексів. Своєю чергою збільшення потоку визначається наявністю на Сонці яскравих факельних майданчиків, характерних для фази зростання і максимуму сонячного циклу. Трендова складова демонструє наявність процесів, що викликають загальне зростання енергетичного потоку у максимумі активності.

Графік, побудований на основі даних дев’яти супутників NASA, показує зниження TSI з 1978 р. Джерело: NASA

Таким чином, зростання та падіння яскравості Сонця є природною частиною сонячного циклу. Зміна в 0,1% не є критичною у порівнянні з середньою величиною сонячної постійної в 1361 Вт/м2. У той самий час під час підсумовування по всій земній кулі ця величина перевищує потужність інших джерел енергії нашої планети (наприклад, природної радіоактивності у земному ядрі).

У 2013 р. у доповіді «Вплив сонячної мінливості на клімат Землі», опублікованій Національною радою досліджень (National Research Council — NRC), описуються способи визначення впливу циклічних змін TSI на хімію верхньої атмосфери Землі та, можливо, на зміни регіональних погодних умов, особливо у районі Тихого океану.

Зараз основний інструмент, що вже понад шість років забезпечує вимірювання TSI, сонячної радіації та змін клімату – супутник NASA, що функціонує на навколоземній орбіті в рамках експерименту Solar Radiation and Climate Experiment (SORCE). У грудні 2017 р. корабель постачання Dragon доставив на Міжнародну космічну станцію (МКС) новий датчик TSIS-1 (Total and Spectral Solar Irradiance Sensor).

TSIS-1 повинен запозичити естафету у SORCE. Його призначенням є вимірювання сонячної постійної з безпрецедентною точністю. Інструмент функціонуватиме протягом п’яти років, охоплюючи період глибокого сонячного мінімуму, очікуваного у 2019-2020 рр. Таким чином, вчені матимуть можливість спостерігати за зниженням світності Сонця, що продовжується.

TSIS-1 вже інтегрований у структуру МКС та пройшов усі необхідні тести. У березні 2018 р. інструмент було введено в дію та розпочав регулярні спостереження нашого світила.