Możesz być wdzięczny, że wygrzewamy się w blasku względnie spokojnej gwiazdy. Ten akt równoważenia wytwarza energię w procesie łańcucha proton-proton, który z kolei napędza dramat życia na Ziemi.
Patrząc we wszechświat, widzimy gwiazdy, które są o wiele bardziej zuchwałe i impulsywne, takie jak czerwony karzeł rozpalający wielkie flary sterylizujące planety i masywne gwiazdy, które mają żyć szybko i umrzeć młodo.
Nasze Słońce daje nam niespotykaną dotąd szansę przyjrzenia się gwiazdom z bliska, a nasze współczesne społeczeństwo technologiczne polega na uważnym obserwowaniu tego, co może zrobić Słońce. Ale czy wiesz, że niektóre kluczowe mechanizmy napędzające cykl słoneczny nadal nie są w pełni zrozumiałe?
Jedną z takich tajemnic stojących przed dynamiką słoneczną jest właśnie to, co napędza okresowość związaną z cyklem słonecznym. Śledź naszą gwiazdę za pomocą teleskopu na podwórku przez lata, a zobaczysz, jak plamy słoneczne odpływają i płyną w ciągu 11 lat działalności. Olśniewająca „powierzchnia” Słońca, na której osadzone są te plamy, jest w rzeczywistości fotosferą, a za pomocą małego teleskopu dostrojonego do długości fali wodorowo-alfa można wyróżnić się w cieplejszej chromosferze powyżej.
Cykl ten ma długość 22 lat (11 lat dwa razy), ponieważ Słońce za każdym razem zmienia biegunowość. Cechą charakterystyczną początku każdego cyklu słonecznego jest pojawienie się plam słonecznych na dużych szerokościach słonecznych, które następnie zbliżają się do równika słonecznego w miarę postępu cyklu. Możesz faktycznie przedstawić ten rozkład na schemacie motylkowym znanym jako wykres Spörera, a ten wzór został po raz pierwszy rozpoznany przez Gustava Spörera pod koniec 19th wieku i jest znany jako prawo Spörera.
Obecnie znajdujemy się w środku cyklu słonecznego nr 24, a pomiary cykli słonecznych sięgają 1755 r. Galileusz obserwował plamy słoneczne za pomocą projekcji (opowieść, że oślepł obserwując Słońce apokryficznie). Mamy również chińskie rekordy sięgające 364 pne, chociaż historyczne zapisy dotyczące aktywności plam słonecznych są w najlepszym razie niejednoznaczne. Niesławne Maunder Minimum miało miejsce w latach 1645–1717, gdy era astronomii teleskopowej zyskiwała na sile. Ten brak aktywności plam słonecznych doprowadził do idei, że plamy słoneczne były mitycznym dziełem ówczesnych astronomów.
Ale plamy słoneczne są prawdziwą rzeczywistością. Plamy mogą rosnąć większe niż Ziemia, takie jak aktywny obszar plam słonecznych 2192, który pojawił się tuż przed częściowym zaćmieniem Słońca w 2014 r. I można go było zobaczyć nieuzbrojonym (chronionym) okiem. Słońce jest w rzeczywistości wielką kulą gazu, a obszary równikowe obracają się co 25 dni, 9 dni szybciej niż okres rotacji w pobliżu biegunów. Mówiąc o tym, nie jest w pełni zrozumiałe, dlaczego nigdy nie widzimy plam słonecznych na biegunach słonecznych, które są nachylone o 7,25 stopnia względem ekliptyki.
Pozostają inne tajemnice Słońca. Niesamowitym faktem na temat naszego Słońca jest prawdziwy wiek słońca świecącego w oknie naszego salonu. Mimo że ścigał się ze strefy konwekcyjnej i przez fotosferę Słońca z prędkością 300 000 km na sekundę, a dotarcie do kochającego promienie słońca kota tutaj na Ziemi zajęło tylko 8 minut, szacunkowo od 10 000 do 170 000 lat aby uciec przed jądrem słonecznym, w którym zachodzi fuzja. Wynika to z niesamowitej gęstości w centrum Słońca, ponad siedem razy większej niż złoto.
Kolejnym niesamowitym faktem jest to, że możemy faktycznie modelować wydarzenia po drugiej stronie Słońca, wykorzystując nową skomplikowaną metodę zwaną heliosejsmologią.
Inną kluczową zagadką jest to, dlaczego obecny cykl słoneczny jest tak słaby… zaproponowano nawet, że cykl słoneczny 25 i 26 mogą być nieobecne wszystkie razem. Czy na odkrycie czekają większe cykle słoneczne? Ponownie nie obserwowaliśmy Słońca wystarczająco długo, aby naprawdę wytropić te „Wielkie cykle”.
Czy liczby plam słonecznych mówią nam cały obraz? Liczby plam słonecznych oblicza się za pomocą wzoru, który obejmuje wizualną liczbę grup plam słonecznych i poszczególnych plam słonecznych w nich, które są obecnie zwrócone w kierunku Ziemi, i od dawna służył jako złoty standard do pomiaru aktywności Słońca. Badania przeprowadzone przez University of Michigan w Ann Arbor w 2013 roku sugerują, że orientacja arkusza prądu heliosferycznego może faktycznie zapewnić lepszy obraz zachowań Słońca.
Inną ważną zagadką jest to, dlaczego Słońce ma ten 22/11-letni cykl działalności w pierwszej kolejności. Różnicowy obrót słonecznego wnętrza i strefy konwekcyjnej zwanej słoneczną tachokliną napędza potężne dynama słoneczne. Ale dlaczego cykl aktywności jest dokładnie taką, jaką jest, wciąż nie wiadomo. Być może pole kopalne Słońca zostało po prostu „zamrożone” w obecnym cyklu, jaki widzimy dzisiaj.
Istnieją pomysły, że Jowisz napędza obieg słoneczny. Artykuł z 2012 roku sugeruje właśnie to. To z pewnością kusząca teoria, ponieważ Jowisz krąży wokół Słońca raz na 11,9 lat.
Niedawny artykuł sugerował nawet, że Uran i Neptun mogą prowadzić znacznie dłuższe cykle…
Pokoloruj nas sceptycznie na te pomysły. Chociaż Jowisz stanowi ponad 70% masy planetarnej w Układzie Słonecznym, jest 1/1 000 tak masywny jak Słońce. Barycentrum Jowisza w porównaniu ze Słońcem znajduje się 36 000 kilometrów nad powierzchnią Słońca, szarpiąc Słońce z prędkością 12,4 metra na sekundę.
Podejrzewam, że jest to przypadek: układ słoneczny zapewnia wiele okresów orbitalnych o różnej długości, oferując wiele szans na ewentualne wzajemne zdarzenia. Podobną matematyczną ciekawość można dostrzec w Prawie Bode'a opisującym matematyczne odstępy planet, które jak dotąd nie mają znanej podstawy w rzeczywistości. Wydaje się, że to po prostu porządna gra liczb. Rzuć kosmicznymi kostkami wystarczająco długo, a nastąpi zbieg okoliczności. Dobrym testem dla obu pomysłów byłoby odkrycie podobnych relacji w innych systemach planetarnych. Obecnie możemy wykryć zarówno punkty gwiezdne, jak i duże egzoplanety: czy istnieje podobny związek między aktywnością gwiezdną a orbitami egzoplanet? Zademonstruj to dziesiątki razy, a teoria może stać się prawem.
To jest nauka, kochanie.
