Päikesepiste keerdunud lugu

Päikeseastronoomia ühele suuremale küsimusele võib vastuse saada enam kui 400 aasta pärast tänu Saksamaa teadlaste uudishimulikule meeskonnale. Iga üheteistkümne aasta järel jõuab meie kohaliku tähe pinnal päikesepaistete arv maksimaalselt, enne kui nad välja surevad. Seejärel hakkab ilmuma veel üks päikesevalguse punktide populatsioon (seekord koos nende postidega eelmisest tsüklist tagurpidi), enne kui nad on liiga tippu ja kaovad. See protsess võib olla hästi teada, kuid nende 11-aastaste tippude põhjus on siiani jäänud saladuseks.

Päikese magnetvälja võivad mõjutada Veenuse, Maa ja Jupiteri gravitatsioonijõud, mille tulemuseks on tsükliline päikesepaiste tsükkel, soovitab uus uuring. Teadlased võrdlesid päikese tsüklit planeetide positsioonidega, leides, et nende kolme maailma gravitatsioonijõud toimivad nagu kosmiline kell, reguleerides päikese tsüklit.

„Kooskõla on hämmastavalt kõrgel tasemel: see, mida me näeme, on 90 tsükli jooksul täielik paralleelsus planeetidega. Kõik osutab kellakeeratud protsessile, ”selgitas Frank Stefani saksa päritolu uurimisinstituudist Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf (HZDR).

Päikesepiste tsüklit saab hõlpsasti näha sellel NASA 2017. aastal toodetud graafikal. Me oleme praegu tsükli madalal hetkel. Kujutise krediit: NASA / ARC / Hathaway

Te jätsite koha täpselt sinna

Päikesepiste nähti esimest korda selgelt aastatel 1610–1611, teleskoobi leiutamisele järgnevatel aastatel. Ehkki Galileole antakse selle avastuse eest sageli tunnustust, teatasid mitmed ajastu teedrajavad astronoomid, et Kuu küljest leiti samal ajal iseloomulikud tumedad laigud.

Päikesepiste, mida näeb Solar Dynamics Observatory (SDO), näitab, et see on võimas magnetväli. Kujutise krediit: NASA Goddardi kosmoselennukeskus / SDO

Hollandi astronoom Johannes Fabriciuse esimese neid tunnustava artikli avaldamine šokeeris 17. sajandi alguse ühiskonna innukust, kes alati uskus täiuslikku, muutumatut ja võimetu Päikest.

De Maculis Sole observatis et Apparente earum cum Sole Conversione Narratio (jutustus päikesel täheldatud kohtadest ja nende nähtavast pöörlemisest päikesega), mis ilmus juunis 1611, oli esimene teaduslik töö, mis avaldas päikesepilte. Üldkasutatav pilt.

„Tol ajal uskusid inimesed, et päike on puutumatu, muutumatu ja täiuslik keha. See, mida tegid sellised inimesed nagu Fabricius ja Galileo, näitas, et need laigud liikusid ümber pinna ja päike pöörles, ”kirjeldab päikesefüüsik Keith Strong NASA Goddardi kosmoselennukeskusest.

Kõik rivistavad!

Planeetide suurim gravitatsioonijõud Päikesel ilmneb üks kord iga 11.07 aasta järel, kui Veenus, Maa ja Jupiter satuvad vastavusse. Sellest paigutusest tulenev gravitatsiooniline tõmme põhjustab loodejõude Päikesel, sarnaselt sellega, kuidas meie oma Kuu ookeanid ülespoole tõmbab, tekitades loodete.

See efekt ei ole piisavalt tugev, et mõjutada meie tähekaaslase sisemust, seetõttu jäeti selle joondamise ajastus varasemates päikesepiste tsüklite uuringutes tähelepanuta. Kuid Tayleri ebastabiilsusena tuntud füüsiline efekt on võimeline muutma juhtivate vedelike või plasma käitumist.

Tayleri ebastabiilsus muudab materjali (voolavuse) kiirust objektis nagu Päike ja võib mõjutada magnetvälju. Selle efekti võivad esile kutsuda suhteliselt väikesed liikumised materjalides nagu Päikese pinnalt leitav plasma. Selle mõju tõttu võivad need suhteliselt väikesed loodejõud muuta päikesepaiste suhet nende liikumissuunaga. See mõõtmine, mida nimetatakse plasmapiirkonna kopsakaks, muudab Päikese dünamot (füüsikalist protsessi, mis tekitab meie lähtetähe magnetvälja).

Päike, mille sel viisil istub, on Mehaanika Seaduste, Maa ja iga kauge planeedi joonistus;
Millise vaatamisväärsuse järgi pöörduvad kõik tema käeulatuses olevad planeedid Eetrisse.
- Richard Blackmore, loomingus: filosoofiline luuletus seitsmes raamatus

“Magnetväljad on natuke nagu kummipaelad. Need koosnevad pidevatest jõujoontest, millel on nii pinge kui ka surve. Nagu kummipaelad, saab ka magnetvälju tugevdada neid sirutades, keerates ja iseendale tagasi keerates. Selle venituse, keerdumise ja voltimise teevad läbi päikese käes voolavad vedelikud, ”selgitab Marshalli kosmoselennukeskus.

Stefani kahtles, kas planeetide loodejõud võivad muuta sama võimast sündmust kui Päikese dünamo. Ent kui ta mõistis, et Tayleri ebastabiilsus võib protsessi käivitada, asus Stefani ja tema meeskond protsessi modelleerimiseks arvutisimulatsiooni välja töötama.

„Küsisin endalt: mis juhtuks, kui plasmat mõjutaks väike, loodete moodi häiring? Tulemus oli fenomenaalne. Võnkumine oli tõesti elevil ja sünkroniseerus välise häirituse ajaga, ”selgitab Stefani.

Päike, täpp, päike!

Päikese liikumine on keeruline ja selle keerukale tantsule aitavad kaasa mitmed efektid. Päikese pöörlemisel liigub ekvaator kiiremini kui pooluste lähedal asuv materjal. Omega-efektina tuntud protsessis tõmmatakse ja sirutatakse päikese magnetvälja jooni ekvaatori lähedale, luues painde päikese ekvaatori suunas.

Seejärel mõjutab vähe arusaadav alfaefekt magnetilisi jooni, surudes neid algses joonduses suunas, mille tulemuseks on jõujoonte keerdumine.

Äärmises ultraviolettvalguses pildistatud laetud osakeste kujutisel on päikesepaneelide kohal näha magnetilisi jooni. Kujutise krediit: NASA / GSFC / Solar Dynamics Observatory

Need toimingud loovad jahedad, tumedad alad, mida me tunneme päikesepunktidena. Kui suurem osa Päikese pinnast hõõgneb umbes 5500 kraadi (9 900 Fahrenheiti), siis päikesekiirguse temperatuur püsib suhteliselt jahedal temperatuuril 3200 Celsiuse (5800 Fahrenheiti). Päikesepunktid on endiselt üsna heledad, paistavad päikesepinna palavast taustast vaid tumedad.

See uus mudel, mis koondab loodejõud Päikesedünamo keerukatesse protsessidesse, võiks selgitada mitmeid astronoomide ja füüsikute poolt Päikese dünamo kohta avaldatud küsimusi ja seda, kuidas see mõjutab meie vanemtähte.

Parkeri päikesesond on praegu ümber Päikese orbiidil, eesmärgiga uurida meie tähekaaslast lähedalt. See programm võib vastata arvukatele päikesega seotud saladustele järgmise paari aasta jooksul.