Автореферат (Пространственно-временные закономерности солнечной цикличности), страница 4

Перечислены основные возражения против идеи почти полного прекращения пятнообразования, приведены доводы в пользу векового минимума солнечнойактивности во второй половине XVII века, приведена дискуссия о длине минимума Маундера.Затронут исторический контекст минимума Маундера. Рассказано онаучной картине мира в XVII веке. Приведены доводы Шайнера и Галилея вих дискуссии о природе солнечных пятен. Показано, что доводы Галилея были полностью опровергнуты Тардом, рассказано о планетарной теории происхождения солнечных пятен, которая существовала вплоть до начала XX века.Показано, как научная школа, к которой принадлежал наблюдатель, его интересы, географическое расположение и многие другие факторы влияли нарезультат и стиль наблюдений.18Проведён дательный анализ зарисовок Солнца первой половины XVIIвека.

Представлены зарисовки, сделанные Галилео Галилеем. Приведены доводы в пользу того, что зарисовки данного наблюдателя являются лучшимипо качеству в сравнении с зарисовками других исследователей. Так Галилейдетально зарисовывал хвостовые пятна, рисовал мгновенное положение пятен на диске Солнца; качество его зарисовок сравнимо с зарисовками XIXвека.Описан стиль зарисовок Кристофа Шайнера — рисование прохождения пятен по диску Солнца. Показано, что данный исследователь уделялвнимание большим долгоживущим пятнам, так как был заинтересован в выявлении закономерностей движения солнечных пятен.

Показано, что зарисовка транзитов солнечных пятен неизбежно приводит к недооценке числагрупп пятен, потому что часть объектов будет утеряна из-за переналожениятраекторий движения. База данных числа групп пятен дополнена данныминаблюдений Шайнера в 1629-ом г.Небольшой подраздел посвящен наблюдениям Пьера Гассенди в 1630х гг. Гассенди схематически зарисовывал лишь очень крупные группы пятен,не всегда учитывал склонение.Далее рассматриваются наблюдения Яна Гевелия. Излагаются взгляды исследователя на природу солнечных пятен, стиле зарисовок. Показано,что после 1644-го г.

Гевелий проводил астрометрические наблюдения без использования телескопа. Данные наблюдений были ошибочно интерпретированы Хойтом и Шаттеном как наблюдения за солнечными пятнами.Рассмотрены зарисовки из книг Афанасия Кирхера. Показано, чтонесмотря на то, что данные зарисовки непригодны для численной оценкичисла групп пятен, они явно указывают на непрекращавшийся процесс пятнообразования после 1645-го г.Далее небольшой раздел описывает научные взгляды ученых XVIII иначала XIX веков на исследование солнечных пятен.

Рассматриваются краткие записи о наблюдении Солнца в XVII и XVIII веках. Проведен детальныйанализ этих записей, обнаружено, что Дергам, Фламстид, Гевелий, Пикар,Кассини I, Фогель писали о дефиците именно больших пятен в течение долгого времени. Показано, что эти записи были ошибочно интерпретированыХойтом и Шаттеном как указание о полном прекращении пятнообразования19на Солнце. Перечислены доводы в пользу недооценки уровня солнечной активности в XVII веке в базе данных числа групп солнечных пятен.Выполнен детальный анализ ежедневных значений номинального числа групп пятен для каждого из наблюдателей базы данных Хойта и Шаттена.Показана некорректность процедуры экстраполяции данных из коротких астрономических и астрологических наблюдений Риччоли и Ма́рия закометами в 1617–1618 гг., как информации о почти полном отсутствии пятенв этот период.

Рассмотрены наблюдения Пикара и Гевелия с 1653 по 1659-й г.Показано, что уровень солнечной активности сильно недооценен, посколькунаблюдения Гевелия не посвящены наблюдению пятен (астрометрические наблюдения с использованием азимут-квадранта), а о целях и датах наблюденийПикара, за данный период времени, и вовсе ничего неизвестно.Рассмотрены наблюдения Пикара и Сиверса с 1660 по 1682-й г. Показано, что база данных числа групп пятен содержит большое количествоискусственных нулей. Также рассмотрены наблюдения отца и сына Ля Ир.Показано, что в сравнении с другими наблюдателями, отчёты Филиппа ЛяИра содержат информацию о меньшем количестве пятен, особенно в период 1700–1710 гг., когда согласно парижским наблюдениям была сильная n–sасимметрия пятнообразования.Выполнен анализ исторических архивов о наблюдении солнечных пятен, которые содержат регулярные зарисовки диска Солнца, и тех, что содержат лишь текстовое описание наблюдений.

Показано, что резкое началоминимума Маундера связано с отсутствием регулярных наблюдений за солнечными пятнами после 1644-го г.На основе анализа ежедневного числа групп пятен представлен сценарий минимума Маундера как периода не прекращавшейся 11-летней цикличности, промодулированной вековой вариацией. Даны оценки уровня солнечной активности с 1610 по 1720-й г.На рисунке 5 точками красного цвета отмечены ежедневные значенияноминального числа групп пятен для наблюдателей из базы данных Хойта иШаттена. Не все наблюдатели были включены в анализ. Мы не используемнаблюдения Роста, поскольку в 1719 и 1720-м гг.

база данных для этого наблюдателя содержит неправдоподобно высокие значения ежедневного числагрупп пятен. Возможно Рост писал о числе отдельных пятен. По той же при20Рис. 5 — Красные точки есть ежедневные значения номинального числа групппятен для каждого из наблюдателей. Номера циклов соответствуют цюрихской нумерации. Серым цветом показаны длительность и минимумы активности.чине исключены данные для наблюдателя Крабтри в 1638–1639 гг. Также израссмотрения исключены наблюдатели, для которых база данных непрерывно заполнена нулями, то есть даты наблюдений неизвестны. Скорректированы данные наблюдений Рейта и Гевелия, добавлены наблюдения Маркграфа.Данные наблюдений сильно неоднородны, поэтому сложно говорить ополноценной реконструкции солнечной цикличности в XVII веке. Солнечныециклы, согласно предположению о сохранении 11-летней цикличности в течение минимума Маундера, изображены схематически (рис.

5). Номера циклов соответствуют цюрихской нумерации. Амплитуда каждого цикла предполагается равной максимальному значению ежедневного числа групп пятенза соответствующий интервал времени (ниже будут описаны некоторые исключения). Мы не используем процедуру осреднения, поскольку применениестатистических методов к данным, содержащим большое количество нулей,неизбежно даст оценки близкие по величине к нулевым значениям.Несмотря на то, что телескопы XVII и начала XVIII веков обладалидостаточной разрешающей способностью, чтобы увидеть небольшие пятна,наблюдатели того времени не были заинтересованы в мониторинге мелкихобъектов, поскольку они малопригодны для решения задачи о происхождении солнечных пятен или для измерения скорости вращения Солнца, так как21являются короткоживущими объектами. Ещё раз подчеркнём, что доля мелких групп пятен от их общего числа очень велика. Согласно ежедневнымгринвичским данным, группы пятен площадью более 500 м.д.п.

составляютменее 5% от их общего числа. Учёт мелких пятен, при переходе от системыподсчёта Вольфа к системе Вольфера, более чем вдвое увеличил число групппятен. Безусловно, архивы о наблюдении солнечных пятен не содержат информации о порах. Это слишком мелкие объекты, которые стали учитыватьв солнечных каталогах лишь с 1877-го г. Таким образом, максимальные значения ежедневного числа групп пятен с 1610 по 1720-й г. (рис. 5) значительнонедооценивают истинный уровень солнечной активности.Серым цветом на рисунке 5 показаны длительность и минимумы активности. Мы предполагаем, что длины циклов по гринвичскому каталогу ив минимуме Маундера были схожими. Длина восьми из двенадцати гринвичских циклов составляет порядка 10–11 лет. В преддверии вековых минимумовнаблюдаются длинные циклы пятнообразования, однако данные наблюденийв XVII веке столь неоднородны, что сложно определить время начала векового минимума Маундера.Циклы активности на рисунке 5 можно разделить на три типа: низкие циклы с ежедневными значениями номинального числа групп пятен до4, средние циклы с числом групп от 4 до 7, высокие циклы с числом группболее 7.

Последовательно рассмотрим каждое из десятилетий:1610–1620: основным наблюдателем является Галилей. Стиль его наблюдений наиболее близок к современному — это зарисовка диска Солнца в определённый момент времени, подобно фотоснимку. По нашей оценке зарисовки,сделанные Галилеем, являются лучшими за все время XVII века. Лишь назарисовках Галилея пятна находятся довольно далеко от экватора. Цикл –13высокий, уровень активности до 10 групп пятен в день.1620–1630: основной наблюдатель Шайнер, который зарисовывал прохождение пятен по диску Солнца.

Основной интерес для данного исследователяпредставляли большие долгоживущие пятна, с целью выявления закономерностей в движении пятен. Цикл активности –12 высокий, возможно, более 10групп в день.1630–1640: наблюдения Гассенди, который схематически зарисовывал транзиты лишь больших пятен, что приводит к недооценке солнечной активно22сти. Поскольку на зарисовках Гассенди пятна очень большой площади, томожно сделать предположение в пользу мощного цикла пятнообразования.Амплитуда цикла не определена, поэтому на рисунке 5 для данного периодаприведены два цикла средний, с амплитудой 6 и высокий, с амплитудой 10.1640–1650: наблюдения Гевелия, идентичные по стилю наблюдениям Шайнера, но менее детальные.

Размер и число пятен на зарисовках, выполненныхГевелием, меньше в сравнении с зарисовками Шайнера. Предположительноимел место средний по мощности цикл с амплитудой равной 5. Однако вслучаях, когда группа пятен состояла из большого количества пятен, Гевелий зачастую не рисовал полутень группы. В таких случаях размер группыпятен остается неизвестным. Также его книга Селенография не посвященанаблюдению пятен, что позволяет выдвинуть предположение о недооценкечисла небольших пятен на зарисовках, сделанных Гевелием. Таким образом,амплитуда цикла –10 может быть выше среднего (например, ∼8, данное значение выбрано произвольно).1650–1670: два десятилетия, в которых наблюдения были либо эпизодическими, либо и вовсе не были посвящены пятнам.

Регулярные зарисовки дискаСолнца отсутствуют. Амплитуды циклов не определены, поэтому для данного периода приведены низкие, средние и высокие циклы.1670–1700: предположительно период пониженной солнечной активности,соответствующий вековому минимуму. Амплитуды циклов — 3–4 группы вдень. Согласно оценкам Каллебо, Макарова и Тлатова, значение индекса числа пятен Ri должно превышать 40, чтобы произошла смена знака полярногополя Солнца.1700–1710: Предположительно средний по мощности цикл пятнообразования.