Солнечные пятна и минимум Маундера: как рисунки Кеплера 1607 года помогают понять Солнце сегодня?

Пост опубликован в блогах iXBT.com, его автор не имеет отношения к редакции iXBT.com
| Мнение | Наука и космос

В истории научных открытий нередки случаи, когда, казалось бы, незначительные артефакты из прошлого превращаются в настоящие сокровищницы знаний для современных исследователей. Подобная метаморфоза произошла и с рисунками солнечных пятен, выполненными гениальным Иоганном Кеплером в начале XVII столетия. Эти, на первый взгляд, простые зарисовки, созданные незадолго до появления телескопа, долгое время оставались в тени его впечатляющих открытий в области небесной механики. И как оказалось, эти, казалось бы, скромные зарисовки способны пролить свет на одну из самых увлекательных тайн Солнца — эпоху резкого спада его активности, известную как минимум Маундера (1645-1715 гг.).

Этот период, получивший название в честь изучавшего его английского астронома Эдварда Маундера, отличается крайне низким, по сравнению с обычными показателями, количеством пятен на солнечном диске. В эту эпоху, совпавшую с заметным похолоданием в Европе и Северной Америке, число пятен уменьшилось в десятки раз. Это совпадение породило множество гипотез о взаимосвязи между активностью нашей звезды и климатическими процессами на Земле.

Однако для того, чтобы разобраться в причинах и последствиях минимума Маундера, необходимо сначала восстановить полную картину изменений солнечной активности в предшествующие ему эпохи. Именно здесь неожиданную помощь ученым оказали рисунки Кеплера.

Кеплер изучает Солнце через камеру-обскуру, иллюстрация
Автор: ИИ Copilot Designer//DALL·E 3 Источник: www.bing.com

В мае 1607 года, за несколько лет до того, как Галилео Галилей впервые направил свой телескоп в сторону Солнца, Кеплер вел наблюдения с помощью камеры-обскуры — простейшего оптического прибора, представляющего собой затемненный ящик с небольшим отверстием, которое проецирует изображение на противоположную стенку. Наблюдая за проекцией Солнца, он заметил на его диске темное пятно, которое сначала принял за транзит Меркурия. В наше время уже точно установлено, что Кеплеру удалось запечатлеть скопление солнечных пятен — участков с более низкой, чем окружающая фотосфера, температурой и повышенной магнитной активностью, которые служат ключевым показателем циклических процессов, происходящих на Солнце.

Рисунки Солнца, сделанные Кеплером 28 мая 1607 года в доме Кеплера (a) и мастерской Бурги (b), а также его схематическое изображение (c), воспроизведенные по изданию Kepler (1609)
Автор: Hisashi Hayakawa et al 2024 ApJL 970 L31DOI 10.3847/2041-8213/ad57c9 CC-BY 4.0 Источник: iopscience.iop.org

Долгое время эти рисунки воспринимались исключительно как любопытный артефакт прошлого, нежели как источник важных сведений для астрономии. Кеплер проводил свои наблюдения без помощи телескопа, и поэтому долгое время считалось, что его данные уступают по точности более поздним телескопическим измерениям. Однако не так давно группа исследователей из Нагойского университета в Японии предприняла попытку по-новому взглянуть на наследие великого астронома.

В своем распоряжении они имели современные технологии и статистические методы, что позволило им тщательно проанализировать рисунки, восстановить расположение солнечных пятен на диске звезды и сопоставить эти данные с другими индикаторами солнечной активности, такими как, например, годичные кольца деревьев. Результаты оказались сенсационными и были опубликованы в журнале Astrophysical Journal Letters.

Расчеты ученых гелиографических координат солнечного диска на небе во время первого и второго наблюдений Кеплера, наложенные на рисунки солнечных пятен Кеплера в исправленных ориентациях. На первом и втором снимках показаны изображения в доме Кеплера (N50°05', E014°25') в 15:29 +- 0:30 UT и в мастерской Юстуса Бурги в цитадели (N50°05', E014°24') в 17:37 +- 01:20 UT.
Автор: Hisashi Hayakawa et al 2024 ApJL 970 L31DOI 10.3847/2041-8213/ad57c9 CC-BY 4.0 Источник: iopscience.iop.org

Выяснилось, что Кеплер запечатлел скопление пятен, расположенных вблизи экватора Солнца, что характерно для завершающей стадии солнечного цикла. Это открытие опровергло бытовавшее ранее мнение, что наблюдения Кеплера пришлись на начало нового цикла. Более того, расположение пятен свидетельствовало о том, что продолжительность предыдущего цикла была вполне стандартной, что противоречило некоторым моделям, основанным на анализе годичных колец деревьев и предполагавшим аномально длинные циклы непосредственно перед минимумом Маундера.

Открытие японских ученых имеет огромное значение для понимания процессов, происходящих на Солнце. Оно не только позволило уточнить хронологию солнечных циклов, но и продемонстрировало, что даже кажущиеся на первый взгляд несовершенными с точки зрения современной науки данные могут стать источником ценнейших сведений. Рисунки Кеплера, созданные более четырехсот лет назад, помогли приоткрыть завесу тайны над одним из самых загадочных периодов в истории нашей звезды, в очередной раз напомнив нам о том, что прошлое нередко хранит в себе ключи к разгадке тайн настоящего.

Сейчас на главной

Новости

Публикации

Рождались на четырех лапах, вырастали на двух: как странная доисторическая рептилия полностью перестраивала тело в юности

В позднем триасовом периоде, около 215 миллионов лет назад, структура сухопутных экосистем существенно отличалась от более поздних геологических эпох. Доминантное положение на суше занимали не...

Высокое часовое искусство по цене Айфона: обзор эксклюзивных механических часов Lucky Harvey

Lucky Harvey - бренд, который стремится удивлять, и это стремление легко проследить на всех уровнях часов от необычного дизайна до редкой функциональности и цены....

3D печать с хитростями: установка магнитов в модели с помощью инструмента

Наверняка многие сталкивались с необходимостью размещения магнитов в отпечатанных 3D моделях. И если штучная установка вручную практически не занимает времени, то в случаях, когда магнитов...

Что важно знать перед покупкой капсульной кофемашины

Капсульные кофемашины за последние годы стали очень популярными. Они компактны, просты в использовании и позволяют приготовить чашку кофе буквально за минуту. Однако перед покупкой такой техники...

Свет заставили подчиняться законам твердых тел: как физики воссоздали квантовый эффект Холла в оптическом волокне

Развитие вычислительной техники и систем передачи данных неизбежно упирается в физические ограничения оптических компонентов. Свет, движущийся по оптоволокну или кремниевому волноводу микрочипа,...

Выращенный в лаборатории мозг подключили к симулятору: клетки успешно решили бенчмарк для искусственного интеллекта

Несмотря на колоссальный прогресс в развитии искусственного интеллекта, современные нейронные сети всё ещё сильно проигрывают биологическому мозгу в энергоэффективности. Чтобы обучить алгоритм...