6 май 2020 г.


Слънцето се променя постоянно. Мнозина са чували за 11-годишния цикъл на слънчевата активност, слънчевите петна, които пък са свидетелство за магнитната активност на светилото ни и за избухванията му, които предизвикват магнитните бури, когато си взаимодействат с магнитосферата на Земята. Оказва се, обаче, че според космическите мерки Слънцето е необичайно постоянна звезда. Изводът е на астрономи от Института за изследване на Слънчевата система „Макс Планк“ (MPS) и техни колеги. Учените са извършили първият сравнителен анализ на Слънцето с 369 други звезди със сходни характеристики. Повечето от тях демонстрират много по-мащабни промени. Екипът изследователи е публикувал заключенията си в статия за списание Science.

Възниква важен въпрос: „спокойствието“ на Слънцето е основна негова характеристика, или просто нашата звезда най-малко през последните няколко хилядолетия се намира в необичайно спокойна фаза? Т.е., дали нивата на активността му се променят в течение на много хилядолетия или дори милиони години?

През последните хилядолетия степента на промяна на слънчевата активност, и съответно на яркостта на Слънцето, може да бъде реконструирана по няколко различни начина. От 1610 година насам разполагаме с достоверни записки за слънчевите петна. Разпределението на радиоактивните изотопи на въглерода и берилия по годишните кръгове на дърветата и в слоевете на ледените кернове (образци от лед, формиран в продължение на много години в ледници), дават възможност да се правят изводи за слънчевата активност през последните 9000 години. За този период от време изследователите са открили постоянно повтарящи се колебания на слънчевата активност, които по амплитуда са съпоставими с тези, които непосредствено наблюдаваме през последните десетилетия. Но сравнени с почти 4,6 милиарда години, колкото е приблизителната възраст на Слънцето, тези 9000 години са просто един миг.



Тъй като е невъзможно да се определи каква е била активността на Слънцето в първобитните времена на човешката история, астрономите са решили да установят, дали звездата ни се държи „нормално“ в сравнение с други подобни на нея. За целта са подбрали светила, които по характеристиките си приличат на Слънцето. Освен температурата на повърхността, възрастта и относителните нива на химичните елементи, по-тежки от водорода и хелия, изследователите са търсели сходство и в периода на въртене.

Скоростта, с която една звезда се върти около оста си, е параметър с критична значимост. Защото именно въртенето на звездата е причина за създаването на магнитно поле, което служи като движеща сила за всички колебания в активността ѝ. Състоянието на магнитното поле определя колко често Слънцето емитира високоенергийни излъчвания и изхвърля в космоса частици с висока скорост и облаци от плазма по време на силни протуберанси.


В избора на кандидати за сравнителния анализ, учените са използвали данни от наблюдения, провеждани от космическия телескоп „Кеплер“ на NASA, който в периода между 2009 и 2013 година е установил флуктуационните процеси в близо 150 000 звезди от главната последователност (така се нарича кривата в диаграмата на Херцшпрунг-Ръсел, около която се разполагат повечето звезди в „средата“ на техния живот). От огромния набор светила са подбрани онези, които се завъртат около оста си за период между 20 и 30 земни денонощия. На Слънцето са му необходими 24,5 денонощия за едно завъртане. Допълнително учените са рафинирали подборката си, като са използвали данните от европейската космическа обсерватория Gaia. Така се получава извадка от 369 звезди, които са близки до Слънцето по множество характеристики.



Точният анализ на промяната в яркостта на тези звезди в периода между 2009 и 2013 година показва, че при тях са налице много по-големи колебания в яркостта, отколкото при Слънцето. Между максималните и минималните стойности в слънчевото излъчване разликата е средно около 0,07%, докато при другите звезди този параметър е приблизително пет пъти по-голям. Авторите на изследването признават, че са останали много озадачени от факта, че повечето сходни на Слънцето звезди са далеч по-активни, отколкото нашето светило.

Невъзможно е обаче, да се определят точно периодите на въртене на всички звезди, наблюдавани от телескопа „Кеплер“. За да извършат това, астрономите трябва да открият определени периодично повтарящи се спадове в светимостта на звезда. Такива спадове са свързани със звездните петна, които периодично попадат в полезрението на телескопа и затъмняват повърхността ѝ. За много звезди, обаче, такива периодични затъмнения не могат да бъдат открити, защото се губят в „шумовете“ на данните и в колебанията в яркостта на звездата, които са породени по други причини. Казано по друг начин, дори и при наблюдения на Слънцето с телескопа „Кеплер“ е възможно да не се установи неговия период на въртене.


Затова изследователите проучват над 2500 сходни на Слънцето звезди, за които не са известни периодите на въртене. Оказва се, че тяхната яркост се колебае значително по-малко, отколкото при звездите от първата група.


Получените резултати допускат две интерпретации. Възможно е да съществува някакво фундаментално различие между звездите с известен и неизвестен период на завъртане. Също е възможно звездите с известен и подобен по продължителност период на завъртане като на Слънцето да ни показват диапазона на колебания в активността, на която е способно и нашето Слънце. Това означава, че звездата ни през последните 9000 години е била в необичайно слаба фаза, но в течение на по-големи времеви мащаби са възможни много по-отчетливи колебания в активността ѝ.



Засега обаче, няма причини да се тревожим. В обозримото бъдеще няма признаци, които да подсказват за предстоящата „хиперактивност“ на звездата ни. Напротив, през последното десетилетие Слънцето се държи съвсем „прилично“, дори и за своите ниски стандарти. Така че, поведението на звездата ни скоро няма да се промени.

0 коментара:

Публикуване на коментар

Може да ви е интересно...