Вы можете быть благодарны, что мы греемся в относительно спокойной звезде. Этот уравновешивающий акт производит энергию посредством протонно-протонного цепного процесса, который, в свою очередь, питает драму жизни на Земле.
Глядя во вселенную, мы видим звезды, которые гораздо более дерзкие и импульсивные, такие как выскочки красных карликов, испускающие огромные вспышки, стерилизующие планеты, и массивные звезды, которым суждено жить быстро и умереть молодыми.
Наше Солнце дает нам беспрецедентный шанс изучить звезду вблизи, и наше современное технологическое общество зависит от того, чтобы внимательно следить за тем, что Солнце может делать дальше. Но знаете ли вы, что некоторые из ключевых механизмов, приводящих в действие солнечный цикл, все еще не полностью поняты?
Одна из таких загадок, с которыми сталкивается солнечная динамика, - именно то, что движет периодичностью, связанной с солнечным циклом. Следуйте за нашей звездой с помощью телескопа на заднем дворе в течение нескольких лет, и вы увидите, как солнечные пятна падают в течение 11 лет. Ослепительная «поверхность» Солнца, в которую встроены эти пятна, на самом деле является фотосферой, и с помощью небольшого телескопа, настроенного на длину волны альфа-водорода, вы можете заметить протуберанцы в более теплой хромосфере выше.
Этот цикл на самом деле длится 22 года (то есть 11 лет, умноженных на два), поскольку Солнце каждый раз меняет полярность. Отличительной чертой начала каждого солнечного цикла является появление солнечных пятен на высоких солнечных широтах, которые затем смещаются ближе к солнечному экватору по мере развития цикла. Вы можете фактически наметить это распределение в диаграмме бабочки, известной как диаграмма Spörer, и этот образец был впервые признан Густавом Spörer в конце 19го века и известен как закон Шпорера.
Сейчас мы находимся в разгар солнечного цикла № 24, и измерение солнечных циклов восходит к 1755 году. Галилей наблюдал солнечные пятна с помощью проекции (рассказ о том, что он ослеп, наблюдая Солнце в апокрифическом виде). У нас также есть китайские записи, восходящие к 364 г. до н.э., хотя исторические записи о солнечной активности, ну, в лучшем случае, пятнистые. Печально известный Минимум Маундера произошел с 1645 по 1717 год, когда возраст телескопической астрономии набирал обороты. Эта нехватка солнечной активности фактически привела к идее, что солнечные пятна были мифическим созданием астрономов того времени.
Но солнечные пятна - это настоящая реальность. Пятна могут расти больше Земли, например, активная область солнечных пятен 2192, которая появилась незадолго до частичного солнечного затмения в 2014 году и была видна невооруженным (защищенным) глазом. Солнце на самом деле является большим газовым шаром, и экваториальные области вращаются каждые 25 дней, на 9 дней быстрее, чем период вращения вблизи полюсов. И, говоря о том, что не до конца понятно, почему мы никогда не видим солнечных пятен на солнечных полюсах, которые наклонены на 7,25 градусов относительно эклиптики.
Другие солнечные загадки сохраняются. Один удивительный факт о нашем Солнце - истинный возраст солнечного света, сияющего в окне нашей гостиной. Несмотря на то, что он вылетел из конвективной зоны и через фотосферу Солнца со скоростью 300 000 км в секунду и всего за 8 минут до вашей любящей солнечные лучи кошки здесь, на Земле, потребовалось от 10 000 до 170 000 лет чтобы избежать солнечного ядра, где происходит слияние. Это связано с потрясающей плотностью в центре Солнца, в семь раз превышающей плотность золота.
Другим удивительным фактом является то, что мы можем фактически смоделировать события на дальнем конце Солнца, используя новый метод, известный как гелиосейсмология.
Другая ключевая загадка заключается в том, почему текущий солнечный цикл настолько слаб ... даже предполагалось, что солнечный цикл 25 и 26 может отсутствовать все вместе. Есть большие солнечные циклы, ожидающие открытия? Опять же, мы не достаточно долго наблюдали за Солнцем, чтобы по-настоящему разглядеть эти «Великие Циклы».
Числа солнечных пятен говорят нам всю картину? Числа солнечных пятен рассчитываются по формуле, которая включает визуальный подсчет групп солнечных пятен и отдельных солнечных пятен в них, которые в настоящее время обращены к Земле, и долгое время служил золотым стандартом для измерения солнечной активности. Исследования, проведенные Мичиганским университетом в Анн-Арборе в 2013 году, позволили предположить, что ориентация токового слоя гелиосферы на самом деле может дать лучшую картину относительно движения Солнца.
Другая важная загадка заключается в том, почему Солнце имеет этот цикл активности 22/11 года в первую очередь. Дифференциальное вращение солнечной внутренней и конвективной зоны, известной как солнечный тахоклин, приводит в движение мощное солнечное динамо. Но почему цикл активности - это точная продолжительность, о которой он еще не знает? Возможно, ископаемое поле Солнца было просто «заморожено» в текущем цикле, как мы видим это сегодня.
Есть идеи, что Юпитер ведет солнечный цикл. В газете 2012 года предлагалось именно это. Это, безусловно, заманчивая теория, поскольку Юпитер вращается вокруг Солнца один раз каждые 11,9 лет.
А в недавней статье даже предлагалось, чтобы Уран и Нептун могли ездить гораздо дольше ...
Раскрась нас скептически по поводу этих идей. Хотя на Юпитер приходится более 70% массы планеты в Солнечной системе, он на 1/1000 такой же массы, как Солнце. Барицентр Юпитера против Солнца расположен на 36 000 километров над поверхностью Солнца, тянув Солнце со скоростью 12,4 метра в секунду.
Я подозреваю, что это случай совпадения: солнечная система предоставляет множество орбитальных периодов различной длины, предлагая много шансов для возможных взаимных явлений. Подобное математическое любопытство можно увидеть в Законе Боде, описывающем математическое расстояние между планетами, которое на сегодняшний день не имеет известных оснований в реальности. Кажется, это просто аккуратная игра на числах. Бросьте космические кости достаточно долго, и совпадения произойдут. Хорошим тестом для обеих идей было бы обнаружение аналогичных отношений в других планетных системах. В настоящее время мы можем обнаружить как звездные пятна, так и крупные экзопланеты: существует ли аналогичная связь между звездной активностью и орбитами экзопланет? Продемонстрируйте это десятки раз, и теория может стать законом.
Это наука, детка.
