|
Первые зарисовки солнечных пятен, сделанные Кеплером
|
|
|
|
Используя современные методы, исследователи повторно изучили полузабытые рисунки солнечных пятен Йоханнеса Кеплера и выявили ранее скрытую информацию о солнечных циклах перед великим солнечным минимумом.
|
|
|
|
Воссоздав условия наблюдений великого астронома и применив закон Шперера в свете современной статистики, международная исследовательская группа, возглавляемая Университетом Нагои в Японии, измерила положение группы солнечных пятен Кеплера, поместив ее в конце солнечного цикла, предшествующего циклу, который Томас Хэрриот, Галилео Галилей и другие первые телескопические наблюдатели позже стали свидетелями этого.
|
|
|
|
Выводы группы, опубликованные в Astrophysical Journal Letters, дают ключ к разрешению разногласий по поводу продолжительности солнечных циклов в начале 17-го века, которые связаны с переходом от регулярных солнечных циклов к большому солнечному минимуму, известному как минимум Маундера (1645-1715).
|
|
|
|
Великий солнечный минимум - это аномально продолжительный период низкой активности солнечных пятен, который важен для того, чтобы рассказать исследователям о солнечной активности и ее влиянии на Землю.
|
|
Важные наблюдения Кеплера
|
|
|
|
Кеплер, известный своими историческими достижениями в астрономии и математике, сделал одну из самых ранних поддающихся датировке инструментальных записей солнечной активности в начале 17 века, еще до появления первых телескопических изображений солнечных пятен. Он использовал устройство, известное как камера-обскура, состоящее из небольшого отверстия в стене, чтобы проецировать изображение солнца на лист бумаги, что позволяло ему рисовать видимые черты солнца.
|
|
|
В мае 1607 года он зафиксировал то, что он ошибочно интерпретировал как прохождение Меркурия по Солнцу, позже выяснилось, что это было наблюдение группы солнечных пятен. Солнечные пятна - это области на поверхности Солнца, которые кажутся темнее из-за интенсивной магнитной активности. Их появление, частота и широтное распределение проявляются в циклах, которые влияют на солнечную радиацию и космическую погоду.
|
|
|
|
Хисаси Хаякава, ведущий автор исследования, считает, что исследователи недооценили важность этого открытия.
|
|
|
|
"Поскольку эта запись не была получена с помощью телескопа, она обсуждалась только в контексте истории науки и не использовалась для количественного анализа солнечных циклов в 17 веке", - сказал он. "Но это самый старый рисунок солнечного пятна, когда-либо сделанный с помощью инструментальных наблюдений и проекции".
|
|
|
|
Он продолжил: "Мы поняли, что этот рисунок солнечного пятна должен быть в состоянии сообщить нам о местоположении солнечного пятна и указать фазу солнечного цикла в 1607 году, если нам удастся сузить точку и время наблюдения и восстановить наклон гелиографических координат, то есть положение объектов на поверхности Солнца. поверхность — в этот момент времени."
|
|
|
|
17 век: ключевое время для астрономии
|
|
|
|
Наблюдения были важны, потому что 17-й век был поворотным периодом в солнечном цикле, не только как время, когда только начались наблюдения за солнечными пятнами, но и как время, когда солнечная активность перешла от обычных солнечных циклов к минимуму Маундера, уникальному грандиозному минимуму солнечной активности в истории наблюдений.
|
|
|
|
До конца не изучено, каким образом структура солнечной активности перешла от регулярных циклов к большому минимуму, за исключением того, что этот переход был постепенным. Одна из предыдущих реконструкций на основе годичных колец показала последовательность, состоящую из чрезвычайно короткого солнечного цикла (5 лет) и чрезвычайно длинного солнечного цикла (16 лет), что связывает эти аномальные продолжительности солнечных циклов с предвестником перехода от регулярных солнечных циклов к большому солнечному минимуму.
|
|
|
|
"Если это правда, то это действительно было бы интересно. Однако другая реконструкция, основанная на кольцах деревьев, показала последовательность солнечных циклов с нормальной продолжительностью", - сказал Хисаси Хаякава из университета Нагои. "Тогда какой реконструкции мы должны доверять? Чрезвычайно важно сверить эти реконструкции с независимыми данными, предпочтительно данными наблюдений".
|
|
Четыре ключевых вывода
|
|
|
|
Данные о солнечных пятнах, полученные "Кеплером", являются ключевым источником наблюдений. Проанализировав записи "Кеплера" и сравнив их с современными данными и статистикой, исследователи сделали несколько важных открытий:
|
|
|
|
Во-первых, после "депроецирования" рисунков солнечных пятен Кеплера и компенсации угла расположения Солнца они поместили группу солнечных пятен Кеплера на низкую гелиографическую широту. Это говорит о том, что знаменитый схематический рисунок солнечного изображения, который Кеплер изобразил в своей книге, не согласуется с оригинальным текстом Кеплера и двумя изображениями камеры-обскуры, на которых видно солнечное пятно в верхней левой части солнечного диска.
|
|
|
|
Во-вторых, применив закон Шперера и знания, полученные из современной статистики солнечных пятен, они определили, что группа солнечных пятен, вероятно, находится в конце солнечного цикла -13, а не в начале солнечного цикла -14.
|
|
|
|
В-третьих, их результаты контрастируют с более поздними телескопическими наблюдениями, которые показали наличие солнечных пятен в более высоких широтах. "Это показывает типичный переход от предыдущего солнечного цикла к следующему циклу в соответствии с законом Шперера", - сказал Томас Тиг, наблюдатель WDC SILSO и член команды, ссылаясь на немецкого астронома Густава Шперера, который описал миграцию солнечных пятен из более высоких широт в более низкие. во время солнечного цикла.
|
|
|
|
В-четвертых, это открытие позволяет авторам приблизить переход между предыдущим солнечным циклом (-14) и следующим солнечным циклом (-13) между 1607 и 1610 годами, сузив возможные даты, когда это произошло. Исходя из этого, данные Кеплера указывают на постоянную продолжительность солнечного цикла-13, что ставит под сомнение альтернативные реконструкции, которые предполагают чрезвычайно длительный цикл в течение этого периода.
|
|
Наследие Кеплера
|
|
|
|
"Наследие Кеплера выходит за рамки его достижений в области наблюдений; оно служит основой для продолжающихся дискуссий о переходе от регулярных солнечных циклов к минимуму Маундера, периоду чрезвычайно низкой солнечной активности и аномальной асимметрии полушарий между 1645 и 1715 годами", - пояснил Хаякава.
|
|
|
|
"Сопоставляя результаты "Кеплера" с более широкими реконструкциями солнечной активности, ученые получают важнейший контекст для интерпретации изменений в поведении Солнца в этот ключевой период, знаменующий переход от регулярных солнечных циклов к большому солнечному минимуму".
|
|
|
|
"Кеплер внес большой вклад в развитие астрономии и физики в 17 веке, оставив свое наследие даже в космическую эру", - сказал Хаякава.
|
|
|
|
"Здесь мы дополняем это, показывая, что наблюдения Кеплера за солнечными пятнами на несколько лет опережают существующие телескопические наблюдения за солнечными пятнами, сделанные в 1610 году. Его зарисовки солнечных пятен служат свидетельством его научной проницательности и настойчивости перед лицом технологических ограничений".
|
|
|
|
Сабрина Беше, исследователь из Королевской обсерватории Бельгии, добавила: "Как сказал мне один из моих коллег, очень интересно наблюдать, как записи о наследии исторических личностей даже спустя столетия дают возможность современным ученым сделать важные научные выводы.
|
|
|
|
"Я сомневаюсь, что они могли представить, что их записи принесут пользу научному сообществу гораздо позже, намного позже их смерти. Нам еще есть чему поучиться у этих исторических личностей, помимо истории самой науки. В случае с Кеплером мы стоим на плечах научного гиганта".
|
|
|
|
Источник
|
