Активность Солнца за последние 11 400 лет, т.е. до конца последнего ледникового периода на Земле, впервые впервые была количественно восстановлена международной группой исследователей во главе с Сами К. Соланки из Макса Планка. Институт исследований солнечной системы (Катленбург-Линдау, Германия). Ученые проанализировали радиоактивные изотопы на деревьях, которые жили тысячи лет назад. Как сообщают ученые из Германии, Финляндии и Швейцарии в текущем номере научного журнала «Природа» от 28 октября, нужно вернуться назад на более чем 8000 лет, чтобы найти время, когда Солнце в среднем было таким активным как в последние 60 лет. Основываясь на статистическом исследовании более ранних периодов повышенной солнечной активности, исследователи предсказывают, что текущий уровень высокой солнечной активности, вероятно, сохранится еще только несколько десятилетий.
Исследовательская группа уже в 2003 году нашла доказательства того, что Солнце сейчас более активно, чем в предыдущие 1000 лет. Новый набор данных позволил им увеличить продолжительность изучаемого периода времени до 11 400 лет, чтобы можно было охватить весь период времени с последнего ледникового периода. Это исследование показало, что нынешний эпизод высокой солнечной активности примерно с 1940 года уникален в течение последних 8000 лет. Это означает, что Солнце произвело больше солнечных пятен, но также и больше вспышек и извержений, которые выбрасывают огромные газовые облака в космос, чем в прошлом. Источником и источником энергии всех этих явлений является магнитное поле Солнца.
Со времени изобретения телескопа в начале 17-го века астрономы наблюдали солнечные пятна на регулярной основе. Это области на солнечной поверхности, где энергоснабжение изнутри Солнца уменьшается из-за сильных магнитных полей, которые они скрывают. Как следствие, солнечные пятна холоднее примерно на 1500 градусов и кажутся темными по сравнению с их немагнитным окружением при средней температуре 5800 градусов. Количество видимых на солнечной поверхности солнечных пятен изменяется в зависимости от 11-летнего цикла активности Солнца, который модулируется долговременными изменениями. Например, во второй половине 17 века пятен почти не было видно.
Для многих исследований, касающихся происхождения активного солнца и его потенциального влияния на долговременные изменения климата Земли, интервал времени с 1610 года, для которого существуют систематические записи солнечных пятен, является слишком коротким. Для более ранних времен уровень солнечной активности должен быть получен из других данных. Такая информация хранится на Земле в виде «космогенных» изотопов. Это радиоактивные ядра, возникающие в результате столкновений энергичных частиц космических лучей с молекулами воздуха в верхней атмосфере. Одним из таких изотопов является C-14, радиоактивный углерод с периодом полураспада 5730 лет, который хорошо известен из метода C-14 для определения возраста деревянных предметов. Количество образующегося C-14 сильно зависит от количества частиц космических лучей, которые достигают атмосферы. Это число, в свою очередь, изменяется в зависимости от уровня солнечной активности: во время высокой активности солнечное магнитное поле обеспечивает эффективный щит против этих энергичных частиц, в то время как интенсивность космических лучей увеличивается, когда активность мала. Следовательно, более высокая солнечная активность приводит к снижению уровня выработки С-14 и наоборот.
Смешивая процессы в атмосфере, C-14, производимый космическими лучами, достигает биосферы, и часть ее включается в биомассу деревьев. Некоторые стволы деревьев могут быть извлечены из-под земли через тысячи лет после их смерти, и можно измерить содержание С-14, хранящееся в их кольцах деревьев. Год, в который был включен C-14, определяется путем сравнения различных деревьев с перекрывающимися периодами жизни. Таким образом, можно измерить скорость производства C-14 в обратном направлении во времени на 11 400 лет, вплоть до конца последнего ледникового периода. Исследовательская группа использовала эти данные для расчета вариаций количества солнечных пятен за эти 11 400 лет. Количество солнечных пятен является хорошей мерой также для силы различных других явлений солнечной активности.
Метод восстановления солнечной активности в прошлом, который описывает каждое звено в сложной цепи, соединяющей изотопные изотопы с числом солнечных пятен с последовательными количественными физическими моделями, был протестирован и измерен путем сравнения исторического рекорда непосредственно измеренных чисел солнечных пятен с более ранними более короткими реконструкция на основе космогенного изотопа Бе-10 в полярных ледяных щитах. Модели касаются образования изотопов космическими лучами, модуляции потока космических лучей межпланетным магнитным полем (открытого солнечного магнитного потока), а также связи между крупномасштабным солнечным магнитным полем и числом солнечных пятен. Таким образом, впервые может быть получена количественно надежная реконструкция числа пятен за все время, прошедшее с конца последнего ледникового периода.
Поскольку яркость Солнца незначительно меняется в зависимости от солнечной активности, новая реконструкция также указывает на то, что Солнце сегодня светит несколько ярче, чем в 8000 лет назад. Мог ли этот эффект обеспечить значительный вклад в глобальное потепление Земли в течение прошлого столетия, остается открытым вопросом. Исследователи из Сами К. Соланки подчеркивают тот факт, что солнечная активность остается примерно на постоянном (высоком) уровне примерно с 1980 года - за исключением изменений, вызванных 11-летним циклом - в то время как глобальная температура значительно увеличилась в течение то время. С другой стороны, довольно схожие тенденции солнечной активности и земной температуры в течение последних столетий (с заметным исключением последних 20 лет) указывают на то, что связь между Солнцем и климатом остается проблемой для дальнейших исследований.
Первоисточник: Пресс-релиз Общества Макса Планка
