סיפור מעוות של כתמי שמש

לאחת השאלות הגדולות ביותר באסטרונומיה סולארית עשויה להיות תשובה אחרי יותר מ -400 שנה, בזכות צוות סקרני של חוקרים גרמנים. כל אחת עשרה שנים אוכלוסיית כתמי השמש הנראית על פני הכוכב המקומי שלנו מגיעה למקסימום, לפני שהיא מתה. אוכלוסייה נוספת של כתמי שמש מתחילה להופיע (הפעם כשקטבים שלהם הופכים מהמחזור הקודם) עוד לפני שהם מגיעים לשיא ודהייה. תהליך זה עשוי להיות ידוע, אך הסיבה לפסגות אלה בת 11 שנים נותרה תעלומה, עד כה.

מחקר חדש מעלה כי השדה המגנטי של השמש עשוי להיות מושפע מכוחות הכבידה של ונוס, כדור הארץ ויופיטר, וכתוצאה מכך מחזור כתם השמש המחזורי. חוקרים השוו מחזורי שמש למיקומי כוכבי לכת, ומצאו כי כוחות הכבידה של שלושת העולמות הללו פועלים כמו שעון קוסמי המווסת את מחזור השמש.

"קיימת רמת קונקורדנציה גבוהה להפליא: מה שאנחנו רואים הוא הקבלה מוחלטת עם כוכבי הלכת במהלך 90 מחזורים. הכל מצביע על תהליך שעון ", הסביר פרנק סטפני ממכון המחקר הגרמני הלמהולץ-צנטרום דרזדן-רוסנדורף (HZDR).

ניתן לראות בקלות את מחזור כתמי השמש בגרפיקה זו, שהופקה על ידי נאס

פספסת שם מקום

כתמי שמש נראו לראשונה בבירור בין השנים 1610 ל- 1611, בשנים שלאחר המצאת הטלסקופ. על אף שלעתים קרובות זוכה קרדיט לזכות הגילוי, מספר אסטרונומים חלוצים בעידן דיווחו על כך שמצאו את הנקודות הכהות הייחודיות בירח בערך באותה תקופה.

כתם שמש שנראה על ידי מצפה הכוכבים השמש (SDO) מראה לשטח השדה המגנטי שלו. קרדיט תמונה: מרכז טיסת החלל גודארד של נאס

פרסום העיתון הראשון שזכה להכרה בתכונות אלה, מאת האסטרונום ההולנדי יוהנס פבריציוס, זעזע את הדה-גייגיסט של החברה המוקדמת של המאה ה- 17, שתמיד האמינה בשמש מושלמת, ללא שינוי, ללא תחרות.

De Maculis ב- Sole observatis et Apparente earum cum Sole Conversione Narratio (קריינות על כתמים שנצפו בשמש והסיבוב לכאורה שלהם עם השמש), שפורסם ביוני 1611, היה המאמר המדעי הראשון שפורסם ומתאר כתמי שמש. תמונת רשות הרבים.

"באותה תקופה אנשים האמינו שהשמש היא גוף מושלם, בלתי משתנה, מושלם. מה שאנשים כמו פבריסיוס וגלילאו עשו היה להראות שהכתמים הללו הסתובבו על פני השטח ושמש מסתובבת ", מתאר פיסיקאי השמש קית 'סטרונג ממרכז הטיסה בחלל גודארד בנאס"א.

כולם בשורה!

כוח הכבידה הגדול ביותר של כוכבי לכת על השמש מתרחש אחת ל -11.07 שנים, כאשר ונוס, כדור הארץ ויופיטר מגיעים ליישור. משיכת הכבידה מסידור זה גורמת לכוח הגאות והשמש בדומה לאופן בו ירחנו מושך אוקיינוסים כלפי מעלה ויוצר גאות ושפל.

השפעה זו אינה חזקה דיה כדי להשפיע על פנים בן לוויינו הכוכב, לכן התעלמו בעבר מהתזמון של יישור זה במחקרים קודמים על מחזורי כתמי שמש. עם זאת, אפקט פיזי המכונה חוסר יציבות של טיילר מסוגל לשנות את התנהגותם של נוזלים מוליכים או פלזמה.

חוסר היציבות של טיילר משנה את קצב זרימת החומר (השטף) באובייקט, כמו השמש, ויכול להשפיע על שדות מגנטיים. השפעה זו יכולה להיות מופעלת על ידי תנועות קטנות יחסית בחומרים כמו פלזמה שנמצאת על פני השמש. בשל השפעה זו, כוחות הגאות והשפל הקלים יחסית הללו יכולים לשנות את הקשר של כתמי השמש לכיוון הנסיעה שלהם. מדידה זו, המכונה הלואיזה של אזור פלזמה, משנה את הדינמו הסולארית (התהליך הפיזי המייצר את השדה המגנטי של כוכב האם שלנו).

השמש, כך יושבת, על ידי חוקים מכניים, האדמה, וכל כדור הארץ הרחוק מושך;
באמצעותה משיכה כל כוכבי הלכת שנמצאים, בהישג ידו, בסיבוב אתר.
- ריצ'רד בלקמור, ביצירה: שיר פילוסופי בשבעה ספרים

"שדות מגנטיים דומים לגומיות. הם מורכבים מלולאות רצופות של קווי כוח שיש בהן גם מתח וגם לחץ. בדומה לגומיות, ניתן לחזק שדות מגנטיים על ידי מתיחתם, פיתולם וקיפולם על עצמם. המרכז למתיחת החלל במרשל מסביר. "מתיחה, פיתול וקיפול זה מתבצע על ידי הזרם הנוזל בתוך השמש".

לסטפני היו ספקותיו אם כוחות הגאות והשפל מכוכבי הלכת יכולים לשנות אירוע עוצמתי כמו הדינמו הסולארית. עם זאת, ברגע שהבין כי חוסר היציבות של טיילר יכול לספק את הטריגר לתהליך, סטפני וצוותו החלו לפתח הדמיה ממוחשבת למודל של התהליך.

"שאלתי את עצמי: מה יקרה אם ההשפעה על הפלזמה תהיה על ידי הפרעה קטנה כמו גאות ושפל? התוצאה הייתה פנומנלית. התנודה ממש התרגשה והפכה לסנכרון עם העיתוי של ההפרעה החיצונית, "מסביר סטפני.

שמש, ספוט, שמש!

תנועת השמש מורכבת, עם השפעות מרובות התורמות לריקוד הסבוך שלה. כאשר השמש מסתובבת, קו המשווה נע מהר יותר מהחומר הסמוך לקטבים. בתהליך המכונה אפקט האומגה, קווי השדה המגנטי של השמש נמשכים ונמתחים ליד קו המשווה, ויוצרים עיקול לכיוון קו המשווה השמש.

אפקט אלפא המובן מעט משפיע אז על הקווים המגנטיים, דוחף אותם לכיוון היישור המקורי שלהם, וכתוצאה מכך מתפתל קווי הכוח.

ניתן לראות קווים מגנטיים מעל כתמי שמש בתמונה זו של חלקיקים טעונים, שנלכדו באור אולטרה סגול קיצוני. קרדיט תמונה: מצפה הכוכבים של NASA / GSFC / Solar Dynamics

פעולות אלה יוצרות את האזורים הקרירים והכהים שאנו מכירים כתמי שמש. בעוד שרוב פני השמש זוהרים סביב 5,500 מעלות צלזיוס (9,900 פרנהייט), כתמי השמש נשארים על 3,200 צלזיוס קרירים יחסית (5,800 פרנהייט). כתמי שמש עדיין בהירים למדי, ונראים רק כהים על רקע סלעי השטח של פני השמש.

מודל חדש זה, המקפל כוחות גאות ושפל לתהליכים המורכבים של הדינמו הסולרית, יכול להסביר כמה שאלות שיש לאסטרונומים ופיזיקאים לגבי הדינמו הסולארית, וכיצד זה משפיע על כוכב האם שלנו.

החללית של פרקר השמש נמצאת כרגע במסלול סביב השמש, במשימה ללמוד מקרוב את בן לוויינו הכוכב. תוכנית זו יכולה לענות על שלל תעלומות הנוגעות לשמש במהלך השנים הקרובות.