5.Учение Чижевского о периодической электромагнитной деятельности Солнца.

После ряда споров существование пятен было признано и за ними были установлены систематические наблюдения. Уже через два года, исходя из данных о движении пятен, Галилей, а с ним одновременно Фабриций и Шейнер открыли скорость обращения солнечного тела вокруг своей оси, определив полное время обращения в 26—27 дней.

С этого времени непрерывно в течение трех столетий сотни выдающихся астрономов стали наблюдать за солнечными пятнами.

Пятна представляют собой грандиозные образования, которые в известные периоды становятся видными невооруженным глазом.Группы пятен достигают иногда размеров равных 250 тыс. км, и покрывают площади в сотни миллионов квадратных километров. Так, например, февральское пятно 1917 г. — около 250 тыс. км.

Систематизацией наблюдений за солнечными пятнами, накопленных за два с половиною столетия, занялся цюрихский астроном Р. Вольф. Он получил возможность прийти к установлению более точного периода солнцедеятельности. Этот период оказался равным в среднем арифметическом одиннадцати годам. В то же время Вольф определил годы максимального и минимального количества пятен — максимумы и минимумы солнцедеятельности — за весь предыдущий период наблюдений. Числа, полученные в результате обработки наблюдений, он называл относительными — r — и определял их для каждого дня наблюдений по формуле

r = К (I0g+f).

где g — означает число наблюдений групп и отдельных пятен в определенный момент времени,

f — полное число пятен, подсчитанных в этих группах и отдельно,

К — коэффициент, зависящий от наблюдателя и его трубы.

Тернер проделал обработку гринвичских магнитных наблюдений за период с 1841 по 1904 г., обнаружил, что кроме основного периода, связанного с солнечными пятнами, существует вторичный период в 9,26 года. Желая открыть тот же период в солнцедеятельности, Тернер предпринял переработку всех данных Вольфа и Вольфера начиная с 1610 года. Не найдя периодов в 9,26 года, Тернер установил, однако, наличие солнцедеятельности другого периода, а именно в 13. лет. Период этот отличается тем свойством, что при небольшой интенсивности достаточно хорошо выражен.

Наконец, Оппенгейм в 1927 г. подверг числа Вольфа новому анализу и нашел, что кривая их хода выражается следующей функцией:

r = С₁ + С₂ cos [?t + ?x_m— cos (т?t — ?_m)],

? = 360°/11,25 и

? = 360°/450.

Таким образом, пятнообразование представляет собою явление очень сложное. Только в среднем один период равняется 11 годам. В действительности же продолжительность его достигает иногда 17 лет, а иногда лишь 7. Также весьма существенным явлением в циклическом ходе количества солнечных пятен необходимо признать то, что назревание максимума, период его и его упадок не представляют всякий раз чего-либо строго определенного, а постепенно варьируются вследствие еще неизвестных нам причин. Поэтому в деле определения и тем более предвидения какой-либо определенной точки периода следует быть чрезвычайно осмотрительным. Переломы в солнцедеятельности, знаменующие собою точки наивысшего подъема и наименьшего падения, могут быть определены лишь спустя несколько месяцев, а иногда год и более путем сличения с данными о солнце-деятельности за более или менее продолжительный срок.

Вольф в 1889 г. выделил несколько дат, которые могли быть датами больших максимумов в солнцедеятельности.

Основываясь на годах 372 и 1372, в которых, согласно его предположению, имела место особенно сильная напряженность деятельности Солнца, Вольф вычислил ряд больших периодов, вмещающих в себе 11-летний период, а именно периоды в 88,33 и 66,67 года. Затем Вольф приложил эти цифры последовательно к 372 г., получив, таким образом, таблицу дат больших максимумов солнечной деятельности

Начиная с 1868 г., между собою соперничали две теории: теория аббата А. Секки и теория Э. Фая. Первый в основу своей теории положил гипотезу о солнечных извержениях. Второй основой пятнообразования считал солнечные бури, а самую структуру пятен — вихреобразной. Эта исходная точка зрения сохраняет свою силу до настоящего времени. Теория Фая заключается в том, что вследствие относительного движения смежных частей фотосферы образуются круговороты. Такого рода водовороты имеют вид воронок, в которых плавающие тела и воздух увлекаются в глубину. Подобным образом, как тогда предполагал Фай, происходят земные циклоны и торнадо. Они начинаются сверху и спускаются в атмосферу все ниже и ниже, пока вершина вихря не достигнет Земли. Подобного рода, но только колоссальные вихри и составляют, по мнению Фая, сущность солнечного пятна.

В следующем году Хэйл получил возможность на основании многочисленных исследований прийти к заключению, что солнечные пятна «суть, по-видимому, электрические вихри».

Таким образом, солнечные пятна следует рассматривать как вихри, подобные смерчам на море, с воронкообразными расширениями на вершине. Движение вещества в таких вихрях совершается снизу вверх, образуя восходящий вихрь. Скорость движения вещества достигает огромных величин, и несущиеся в вихре газы охлаждаются вследствие их быстрого расширения по мере приближения к вершине вихря. Достигшие вершины вихря охлажденные газы двигаются по спирали быстро увеличивающихся радиусов.

В 1903 г. Хэйл доказал, что причина раздвоения спектральных линий в солнечных пятнах — магнетизм. Оказалось, что пятна представляют собою колоссальные магниты. Когда один из полюсов, южный или северный, такового магнита обращен к нам, тогда другой находится где-либо в недрах Солнца. Эти пятна Хэйл называет униполярными. Затем следуют биполярные пятна, оба полюса которых мы можем наблюдать, и, наконец, мультиполярные пятна, состоящие из группы обращенных к нам полюсов. Около 60° всех солнечных пятен имеют на поверхности Солнца два полюса — северный и южный. Так, из 970 пятен, зарегистрированных с 1915 по 1917 г., большая половина пятен оказалась с противоположной полярностью, за ними следуют пятна с однородной полярностью (32—35%) и затем многополюсные пятна (1—2%). Биполярные пятна должны быть соединены друг с другом — их жерла, уходящие в глубь Солнца, должны там где-нибудь встретиться, образуя как бы одну исполинскую изогнутую трубу.

Еще один тип пятен. Это «невидимые» солнечные пятна. Они обладают способностью оказывать известное воздействие на Землю при прохождении плоскости центрального солнечного меридиана. Под «невидимыми» пятнами, следует понимать участки Солнца, где еще нет пятен, но где они должны будут скоро возникнуть.

Какие же явления в веществе солнечного пятна обусловливают возникновение магнитного поля? По всему вероятию, главную роль здесь играют вихревое движение газообразной материи,  потоки электрических  частиц — электронов. Быстрое вихревое движение заряженных электричеством частиц вызывает появление конвекционных электрических токов.

Исследования Хэйла над распределением магнитных сил в солнечных пятнах показали, что в группах из двух пятен магнитные полюсы распределяются в них следующим образом: в течение одного и того же 11-летнего цикла, начинающегося с очередного минимума, в одном и том же полушарии Солнца один и тот же полюс (например, северный) всегда (во всех группах) находится в пятне, идущем впереди, а другой — в идущем позади. В то же время в другом полушарии впереди идет пятно с другим, т. е. южным, полюсом. Группа, таким образом, представляет как бы два подкорковых магнита, находящиеся во внутренних частях Солнца, с концами, выходящими наружу. В единичных пятнах другой полюс, по изысканиям Хэйла, не обнаруживается видимым образом; такие места Хэйл и называет «невидимыми пятнами».

В настоящий момент целый ряд астрономов придерживается той точки зрения, что, в то время как причину возникновения всех солнечных феноменов следует искать внутри Солнца, распределение их во времени и на поверхности светила можно приписывать влиянию планет. Действительно, ряд исследователей (Э. Френкель, Моундер) нашли в солнечной деятельности периоды обращения некоторых планет. Можно считать, что Солнце является чутким прибором, отзывающимся на все изменения поля тяготения вследствие перемещения планет в пространстве.