Co nowego na Słońcu?

Aktywność 20 cyklu zaczyna wyraźnie zmniejszać się. Od ustalonego momentu maksimum upłynęło już 3 lata a od początku cyklu minęło ponad 7 lat. Jednak dopiero teraz można mniej więcej pewnie określić charakter jego przebiegu. Cykl 20 jest zupełnie niepodobny do poprzednich cykli. Zastanawiające jest jego płaskie maksimum.

Cykle tej wysokości zawsze miały wyraźne ostre maksimum. Maksimum zaś 20 cyklu jest niezwykle płaskie. Przez trzy lata średnia roczna liczba Wolfa miała prawie jednakową wartość: w 1968 r. — 105,9, w 1969 r. — 105,5, w 1970 r. — 104,5.

Przyjmuje się powszechnie, że przebieg cyklu jest określony przez jego wysokość. Lecz przebieg cyklu 20 wyraźnie sprzeciwia się takiemu poglądowi. Przebieg cyklu i zmiany jego aktywności śledzimy na wykresie liczb Wolfa. Jak różny może być przebieg zmian aktywności dwóch cykli o jednakowej wysokości maksimum, np. 15 i 20, widać na rys. 1, na którym podane są wykresy zmian liczb Wolfa dla obu cykli. Mimo jednakowej wysokości maksimum, jak bardzo różny jest ich przebieg. I chociaż cykl 20 jeszcze trwa, już z samego wykresu można wnioskować, że w cyklu 20 liczba odnotowanych plam będzie z grubsza o 50% większa, niż w cyklu 15. Dlatego dobrze by chyba było oprócz tradycyjnej wysokości podawać również „moc” cyklu, wartość której oparta byłaby na ilości odnotowanych grup i plam. Wydaje się, że jedną z możliwych do przyjęcia wielkości, określających moc cyklu, byłaby suma średnich rocznych względnych liczb Wolfa.

Za wysokość maksimum przyjmuje się maksymalną konsekutywną średnią miesięczną liczbę Wolfa (z 13 miesięcy). Tak obliczone maksimum dla 20 cyklu wyniosło 11,6, a moment jego wystąpienia przypada na listopad 1968 roku.

Jednak zbytnie wygładzanie wahających się danych prowadzi nieraz do zamazania właściwego charakteru zmian. Tak właśnie stało się na wykresie średnich konsekutywnych z 13 miesięcy dla 20 cyklu. Gdy sporządzimy konsekutywne średnie miesięczne z 7 miesięcy, wypadnie, że w 20 cyklu wystąpiło podwójne maksimum. Oba maksima nieco wyższe od podanego wyżej i oba w późniejszym czasie. Pierwsze o wysokości 114,8 wystąpiło w marcu 1969 roku a drugie prawie tej samej wysokości — 114,1 — w kwietniu 1970 roku. Pierwsze o 4 miesiące a drugie o 17 miesięcy później, niż wyliczone ze średnich 13 miesięcznych (rys. 2). A więc maksimum zupełnie niezdecydowane. A jeżeli moment maksimum może być tak niepewny, to bieżący cykl chyba zdeaktualizuje wzory i zależności oparte na tak zwanym czasie wzrostu aktywności.

Wątpliwe stanie się również istnienie 80-letniego okresu zmian wysokości cykli. Mógł on pozostać aktualnym w wypadku gdyby cykl 20 okazał się słabym. Jednak cykl 20 jest średnio-wysoki, a biorąc pod uwagę ilość wyprodukowanych plam, można uważać go nawet za wysoki.

Chociaż większą część cyklu mamy już poza sobą, nie mniej ciekawy jest dalszy jego przebieg. Niezależnie jednak od tego, jaki będzie dalszy jego rozwój, końcówka 20 cyklu powinna być rewelacją. Z dużym prawdopodobieństwem możemy przypuszczać, że bieżący cykl skończy się nie wcześniej, niż za dwa lata to znaczy około roku 1974 (chodzi o moment minimum). Gdyby skończył się wcześniej, byłby to najkrótszy cykl od 170 lat. Jeżeli moment minimum wystąpi w roku 1974, długość cyklu wyniesie około 10 lat. W tym przypadku będzie to już szósty z kolei cykl 10-letni. Będziemy mieli powód mówić o zmianie długości podstawowego cyklu, ponieważ średnia długość za ostatnie 20 cykli spadnie już poniżej 11 lat (10,96) a za ostatnie 10 cykli nawet do 10,73 lat. W przypadku skończenia się cyklu w foku 1975 — będzie to od 50 lat wreszcie cykl „normalnej” 11 letniej długości. Ewentualne dalsze wydłużenie się cyklu do 12, lub nawet do 13 lat, co wcale nie jest wykluczone, spowodowałoby „wyrównanie” się długości cyklu. Według niektórych koncepcji takiego wyrównania się średniej długości cyklu można się spodziewać. Znaczne przedłużanie się bieżącego cyklu mogłoby być luźną wskazówką, że cykl następny (21) będzie cyklem słabym.

Czy istnieją jakieś wskazówki, co do dalszego przebiegu cyklu? Na pewno wiemy tylko to, że aktywność Słońca w następnych latach będzie zmniejszać się. Z uwagi na nietypowość cyklu o końcowym jego przebiegu nie możemy wnioskować z podanych przez niektórych autorów zależności. Istnieje jednak pewien wykres, którego kształt jest charakterystyczny dla każdego cyklu. Trudny jest on do sporządzenia gdyż wymaga znajomości i czasu ukazania się plam i szerokości, na której ukazują się plamy a nawet odnotowania powierzchni plam. Mowa tu jest o tak zwanym „wykresie motyla”. Tworzy się go dopiero po zakończeniu cyklu, z uwagi na trudności otrzymania wszystkich danych, potrzebnych do jego sporządzenia. Na wykresie tym naniesione są wszystkie grupy plam powstałe w czasie trwania cyklu. Grupy są odnotowywane w danym momencie i z uwzględnieniem szerokości, na której ukazała się każda grupa. Jako jednostka podstawowa przyjęta jest cała grupa plam. Wykres więc jest mniej zależny od ilości małych plam wchodzących w skład grupy i zliczenie których dla każdego autora wypada różne (stąd wahania liczb Wolfa, nawet zbiorcze). Kształt wykresu nie jest więc zależny od indywidualnych cech obserwatora i jego instrumentu.

Badanie miejsc, w których znajdują się grupy plam różnej wielkości pozwala na wyciągnięcie ciekawych wniosków. Również sam kształt wykresu, który jest nieco inny dla każdego cyklu, daje możność porównywania przebiegu różnych cykli. Kształt wykresu nadają grupy plam, ukazujące się na ekstremalnych szerokościach. Dla uzyskania kształtu wykresu nie jest konieczne naniesienie wszystkich grup. Wystarczy nanieść tylko grupy ukazujące się na najwyższych szerokościach. Gdy z powodu złych warunków atmosferycznych zabraknie na wykresie kilku grup, to ogólny kształt wykresu niewiele się zmieni.

Można więc próbować sporządzać wykres motyla na bieżąco. Wydaje się, że taki aktualny wykres motyla mógłby być pomocny przy badaniu przebiegu cyklu a nawet w prognozowaniu w ramach danego cyklu. Patrząc na wykres motyla mamy przed sobą jakby obraz rozwoju całego cyklu plamotwórczego.

Na rys. 3 podany jest wykres motyla dla 20 cyklu z naniesionymi grupami plam tylko o ekstremalnych szerokościach. Dla porównania na rysunku uwidoczniony jest również obrys wykresu motyla dla 19 cyklu (linia ciągła). Wydaje się, że taki uproszczony wykres motyla, przy porównaniu go z podobnymi wykresami dla innych cykli, daje duże możliwości dla oceny przebiegu cyklu. Zwłaszcza ciekawe jest porównywanie prędkości wzrostu maksymalnych szerokości grup na początku cyklu oraz ich opadania w drugiej połowie cyklu. Czy granica ukazywania się plam obniża się liniowo, względnie ma charakter wklęsły, lub wypukły? W 19 cyklu linia graniczna ekstremalnych szerokości dochodzi do 48° i posiada stosunkowo wyraźne załamanie po 5 latach od ukazania się pierwszych plam a następnie prawie liniowo spada aż do końca cyklu. Wykres zaś cyklu 20 ma jakby ścięty wierzchołek. Największe szerokości ukazujących się grup nie przekraczają 40°. Spadek szerokości jest powolniejszy, niż w cyklu 19, a po 8 latach od momentu odnotowania pierwszych plam, szerokości ekstremalne w obu cyklach są prawie jednakowe.

Czy dalszy spadek będzie równie powolny, czy się zwiększy? Od tego częściowo zależy moment wystąpienia minimum. Drugim, bardziej decydującym czynnikiem będzie tu oczywiście ukazanie się pierwszych plam nowego 21 cyklu. Tego jednak momentu, jak dotąd, nie potrafimy przewidzieć. Równie dobrze może to być rok 1973, 1974, czy nawet 1975.