Att leva med en lunefull stjärna: Vad driver solcykeln?

Pin
Send
Share
Send

Du kan vara tacksam för att vi gick i glödet av en relativt lugn stjärna. Denna balansåtgärd producerar energi via proton-protonkedjeprocessen, som i sin tur drivar livets drama på jorden.

När vi tittar ut i universum ser vi stjärnor som är mycket mer brash och impulsiva, till exempel röd dvärg uppstartar som släpper ut enorma planetsteriliserande blossar och massiva stjärnor avsedda att leva snabbt och dö unga.

Vår sol ger oss den enastående chansen att studera en stjärna på nära håll, och vårt moderna teknologiska samhälle beror på att hålla noga med på vad solen kan göra nu. Men visste du att några av de viktigaste mekanismerna som driver solcykeln fortfarande inte är helt förstås?

Ett sådant mysterium som konfronterar soldynamiken är exakt det som driver periodiciteten relaterad till solcykeln. Följ vår stjärna med ett trädgårdsteleskop under en period av år, så ser du solfläckar sänka och flyta under en 11-årsperiod. Solens bländande "yta" där dessa fläckar är inbäddade är faktiskt fotosfären, och med hjälp av ett litet teleskop inställt på väte-alfa-våglängder kan du hämta framträdanden i den varmare kromosfären ovan.

Denna cykel är faktiskt 22 år lång (det är 11 år gånger två), eftersom solen vänder polaritet varje gång. Ett kännetecken för början av varje solcykel är utseendet på solfläckar vid höga solbredder, som sedan rör sig närmare ekvatoren när cykeln fortskrider. Du kan faktiskt kartlägga denna distribution i ett fjärilsdiagram som kallas ett Spörer-diagram, och detta mönster känns igen först av Gustav Spörer i slutet av 19th århundradet och är känd som Spörners lag.

Vi är för närvarande mitt i solcykeln # 24, och mätningen av solcykler går hela vägen tillbaka till 1755. Galileo observerade solfläckar via projicering (berättelsen om att han blev blind och observerade solen i apokryf). Vi har också kinesiska register som går tillbaka till 364 f.Kr., även om historiska register över solflekkaktivitet är, i bästa fall, prickig. Det ökända Maunder Minimum inträffade från 1645 till 1717 precis som åldern för den teleskopiska astronomin tog fart. Denna brist på solflekaktivitet ledde faktiskt till tanken att solfläckar var en mytisk skapelse av tidens astronomer.

Men solfläckar är en riktig verklighet. Fläckar kan växa större än jorden, till exempel solflekens aktiva region 2192, som dök upp strax före en delvis solförmörkelse 2014 och kunde ses med det obehöriga (skyddade) ögat. Solen är faktiskt en stor boll av gas, och ekvatorregionerna roterar en gång var 25 dag, 9 dagar snabbare än rotationsperioden nära polerna. Och om vi talar om det är det inte helt förstått varför vi aldrig ser solfläckar vid solpolerna, som är tippade 7,25 grader relativt ekliptiken.

Andra sol mysterier kvarstår. Ett fantastiskt faktum om vår sol är den verkliga åldern på solljuset som lyser i vårt vardagsrumsfönster. Även om den sprang från den konvektiva zonen och genom solens fotosfär med 300 000 km per sekund och det tog bara 8 minuter att komma till din solstråleälskande katt här på jorden, tog det uppskattningsvis 10 000 till 170 000 år att undgå solkärnan där fusion sker. Detta beror på den fantastiska tätheten i solens centrum, över sju gånger den som guld.

Ett annat fantastiskt faktum är att vi faktiskt kan modellera händelserna på solens framsida med hjälp av en ny snedställd metod som kallas helioseismologi.

Ett annat viktigt mysterium är varför den nuvarande solcykeln är så svag ... det har till och med föreslagits att solcykeln 25 och 26 kan vara frånvarande alla tillsammans. Finns det större solcykler som väntar på upptäckten? Återigen har vi inte tittat på solen tillräckligt länge för att verkligen älta dessa "Grand Cycles" ut.

Berättar solfläcknummer för oss hela bilden? Solfläcknummer beräknas med hjälp av formel som inkluderar ett visuellt antal av solfläckgrupper och de individuella solfläckarna i dem som för närvarande är vända mot jord, och har länge fungerat som guldstandarden för att mäta solaktivitet. Forskning som genomfördes av University of Michigan i Ann Arbor 2013 antydde att orienteringen av det heliosfäriska nuvarande arket faktiskt kan ge en bättre bild av solens gång.

Ett annat stort mysterium är varför solen har denna aktivitetscykel 22/11 i första hand. Den differentiella rotationen av solinnredningen och konvektionszonen, känd som soltakoklinen, driver den kraftfulla soldynamo. Men varför aktivitetscykeln är den exakta längden som den är är fortfarande någon gissning. Kanske var solens fossila fält helt enkelt "fryst" i den nuvarande cykeln som vi ser det idag.

Det finns idéer där om att Jupiter driver solcykeln. Ett papper från 2012 föreslog just det. Det är en lockande teori för säker, eftersom Jupiter kretsar runt solen en gång var 11,9 år.

Och en ny artikel har till och med föreslagit att Uranus och Neptune kan köra mycket längre cykler ...

Färg oss skeptiska till dessa idéer. Även om Jupiter står för över 70% av planetmassan i solsystemet är den 1/1000: e så massiv som solen. Jupiters barycenter jämfört med solen sitter 36 000 kilometer över solytan och drar solen med en hastighet av 12,4 meter per sekund.

Jag misstänker att detta är ett fall av tillfällighet: solsystemet tillhandahåller massor av omloppsperioder av olika längd, vilket ger många chanser för möjliga ömsesidiga händelser. En liknande matematisk nyfikenhet kan ses i Bodes lag som beskriver planets matematiska avstånd, som hittills inte har någon känd grund i verkligheten. Det verkar vara ett snyggt spel på siffror. Rulla de kosmiska tärningarna tillräckligt länge, och slump kommer att inträffa. Ett bra test för båda idéerna skulle vara upptäckten av liknande förhållanden i andra planetsystem. Vi kan för närvarande upptäcka både stjärnor och stora exoplaneter: finns det en liknande koppling mellan stjärnaktivitet och exoplanetbanor? Demonstrera det flera gånger om, och en teori kan bli lag.

Det är vetenskap, älskling.

Pin
Send
Share
Send