Динамическое воздействие больших планет на параметры солнечного цикла

Руководители: проф., д.ф.-м.н. И.А. Герасимов, д.ф.-м.н. Б.Р.Мушаилов
Исполнители по теме: м.н.с. Д.Ю. Клыков, м.н.с. Н.Т. Ашимбаева, вед. инж. М.В. Молодяну

1. Рассматривается проблема динамического воздействия тел Солнечной системы на характеристики солнечного цикла [1]. Установлено, что механизм возникновения периодичностей основных характеристик солнечного цикла может иметь динамическое обоснование.

2. Искусственный прием, связанный с одновременным привлечением для объяснения механизма пятнообразования на Солнце орбитального момента Солнца и приливного параметра PR невозмущенного воздействия планет на Солнце, может иметь непосредственное динамическое обоснование, что позволяет прогнозировать параметры новых солнечных циклов по результатам исследований приливных воздействий планет [2].

3. Неудачи в объяснении механизма солнечной активности на основе приливных воздействий больших планет были вызваны до настоящего времени неполным учетом основных гармоник приливной силы. Лапласовское приближение позволяет учесть лишь часть приливной силы, соответствующей кеплеровскому движению.

4. Наиболее адекватное описание приливных возмущений планет Солнечной системы связано с общим определением приливных сил, справедливым в произвольной системе координат и учитывающим возмущения со стороны гравитационно-активных тел на величину приливной силы. Это определение априори учитывает возмущения со стороны N гравитационно-активных тел (планет) на величину приливной силы, действующей на произвольную пробную частицу солнечной атмосферы.

5. Корректное, в отличие от приближенной классической схемы "парных взаимодействий" Лапласа, выявление роли динамического воздействия планет в вариациях солнечного цикла позволяет предположить, что механизм, индуцирующий процесс пятнообразовани на Солнце может быть обусловлен динамическим воздействием на солнечную атмосферу планет Солнечной системы.

Наблюдения за процессом "пятнообразования на Солнце" ведутся уже длительное время. Но до сих пор нет единого подхода к интерпретации механизма, индуцирующего этот процесс.

Учитывая экваториальную симметрию возникновения пятен в северном и южном полушариях Солнца, ряд авторов в качестве основной причины процесса пятнообразования рассматривали приливные воздействия планет на Солнце (Hantzsche E. On the tidal theory of solar activity// Astron. Nachr. 1978. Bd.299. S.259-27; Прокудина В. С. Некоторые динамические параметры движения планет и цикл солнечной активности// Сообщ. ГАИШ. М.: МГУ, 1978. С. 44-52 и др.). Но сопоставление результатов наблюдений с классическими вариациями компонент невозмущенной приливной силы, действующих на Солнце, вычисляемых как суперпозиция парных взаимодействий, не приводит к корреляции между указанными процессами.

В работе (Прокудина В. С. Некоторые динамические параметры движения планет и цикл солнечной активности// Сообщ. ГАИШ. М.: МГУ, 1978. С. 44-52) была установлена корреляция солнечной активности (процесса пятнообразования) с изменениями орбитального момента Солнца, рассматриваемого наряду с вариациями невозмущенной (лапласовской) приливной силы. При этом такие основные характеристики солнечного цикла, как амплитуда и фаза, определяемые числами Вольфа, изменяются со временем подобно изменениям орбитального момента Солнца и приливного параметра (SI) невозмущенного воздействия планет на Солнце (Wood R. Composition of sunspot periods with planetary synodic resonances// Nature. 1975. V.255. P.312). Однако подобное рассмотрение динамических параметров Солнца, как можно показать, равносильно учету полной приливной силы, содержащей невозмущенную часть (парные взаимодействия, определяемые формулой Лапласа) и возмущения (изменения орбитального момента Солнца).

Традиционно принято рассматривать рассчитываемые по классической схеме Лапласа приливные силы ~SI как полную характеристику приливного воздействия. Получаемые при этом выражения для приливной силы не учитывают возмущения, обусловленные действием "сторонних тел" (других планет), приводящих к возмущениям центра масс рассматриваемой системы двух взаимодействующих тел (Солнце-планета).

Слагаемые, отвечающие возмущениям, формально можно получить из выражения для изменения орбитального момента Солнца, так как это изменение и характеризует отклонение истинного движения от невозмущенного (в рамках задачи двух тел) кеплеровского. Установить корреляцию солнечной активности с приливными воздействиями планет возможно лишь, если учесть полную приливную силу с соответствующими пертурбационными слагаемыми, которые будут содержать, в частности, функции с аргументами, имеющими периодичность, равную сидерическому периоду Юпитера (11,86 лет), также "вековой" - резонансный период продолжительностью в ~60 лет.

Симметричная лапласовская часть приливной силы может формировать динамическую фигуру фотосферы Солнца, но эта составляющая общей приливной силы не ответственна за потерю устойчивости квазистационарных течений солнечной плазмы, с которыми, очевидно, связан процесс пятнообразований на Солнце. Поскольку периодические вариации пертурбационной части полной приливной силы коррелируют с основными характеристиками солнечного цикла, то следует предположить, что эта часть приливной силы и инициирует образование завихрений в солнечной фотосфере.

Таким образом, затруднения в подходе к интерпретации механизма пятнообразования на Солнце (солнечной активности) на основе приливного воздействия были вызваны неполнотой описания приливной силы. Следовательно, искусственный прием, связанный с одновременным привлечением для объяснения механизма пятнообразования на Солнце орбитального момента Солнца и приливного параметра (SI) невозмущенного воздействия планет на Солнце может иметь непосредственное динамическое обоснование.

Установленная корреляция между периодическими вариациями пертурбационной части приливной силы и изменениями солнечной активности открывает возможность для прогнозирования параметров новых солнечных циклов, а также может способствовать разрешению проблемы "солнечных вспышек" и формирования периодической структуры магнитного поля во всей солнечной атмосфере, привести к пониманию механизма обращения полярности "ведущих и хвостовых" пятен биполярных групп в каждом последующем цикле солнечной активности (закон Хейла). Более того, появляется уникальная возможность по вариациям излучения звезд определять у них наличие и конфигурацию (распределение масс) планетных систем. При этом в качестве первого шага на этом пути небезынтересно было бы сопоставить вариации блеска Солнца со звездами того же спектрального класса, естественно, с учетом эволюционного тренда.

Более подробная информация приведена в статье [2].

Список некоторых публикаций по теме

1. Герасимов И.А., Мушаилов Б.Р., Копаев А.В. Динамическое воздействие больших планет на характеристики солнечного цикла. Труды конференции "Астрометрия, геодинамика и небесная механика на пороге XXI века". СПб: ИПА РАН. 2000. С. 265 - 266.

2. Мушаилов Б.Р., Рыхлова Л.В. О динамическом воздействии больших планет на параметры солнечного цикла. Труды ГАИШ. Т. 70. 2002.

3. Gerasimov  I.A., Mushailov B.R. Impact of the fidal force from the planets on the brightness of the central star. Astron. and Astrophys. Transaction. 2003.

4. Авсюк Ю.Н. Поправки в приливную силу. // ДАН СССР, 1976. Т. 229. N 5. С. 1071-1074.

5. National Geophysical Data Center (NGDC). http://www.ngdc.noaa.gov  ftp://ftp.ngdc.noaa.gov/STP/SOLAR_DATA

6. Brussels World Data Center for the Sunspot Index. http://sidc.oma.be

7. National Astronomical Observatory of Japan. http://solarwww.mtk.nao.ac.jp/en/database.html

8. Большаков В.А. Новая концепция орбитальной теории палеоклимата. М.: 2003 г. 256 с. Географический факультет МГУ.

Вернуться