Ти чого мовчиш? «Криза середнього віку» сусідньої зірки допоможе вченим розгадати майже 400-річну загадку Сонця

Першим питанням сонячної активності зацікавився Швабе, який у 1843 році вперше заявив про те, що кількість сонячних плям змінюється відповідно до певної закономірності. Це був результат багаторічних спостережень, у результаті яких він дійшов висновку, що кожні 10 років Сонце проходить певний цикл мінімуму й максимуму кількості плям.

Робота німецького астронома привернула увагу Вольфа, який продовжив спостерігати за Сонцем зі своєї обсерваторії. Так він уточнив період появи та зникнення сонячних плям — 11 років.

Подальші дослідження показали, що цей цикл сплесків і спадів сонячної активності збігається з тим, як магнітні полюси Сонця змінюють свою орієнтацію. Справа в тому, що Сонце, на відміну від Землі, складається не з твердої речовини, а з плазми, через що і обертається воно зовсім не так, як планета. Центральні частини зірки рухаються швидше за полюси — разом із ними «втікають» і створювані ними магнітні поля. Таким чином, формуються ділянки із сильним гравітаційним тяжінням, яке не дає плазмі всередині Сонця вийти на поверхню.

Так і з’являються сонячні плями — ділянки на поверхні зірки, які значно холодніші від інших частин Сонця. Під час сонячного максимуму, який «наростає» за 4 роки, сонячних плям стає все більше. Коли ж центральні області Сонця випереджають сонячні полюси на коло, їхній рух знову синхронізується, унаслідок чого плям стає менше (іноді вони і зовсім зникають). Спад сонячної активності триває близько 7 років.

Загальний цикл сонячної активності розбитий на відрізки по 11 років.

Проте 1645 року відбулася цікава аномалія — починаючи з цього року, на Сонці практично перестали з’являтися плями. За підрахунками британського астронома Едварда Маундера, за 70 років на Сонці з’явилося лише 50 плям, тоді як нормою для такого періоду вважають близько 40 тис.

Підрахунки вченого потім підтвердили наземні дослідження аналізами вмісту деяких ізотопів у льодовиках і деревах. Пізніше в такий спосіб учені з’ясували, що мінімум Маундера був не єдиним спадом сонячної активності — за останні 8000 років їх було близько 18, проте маундерівський спад уважають найсерйознішим.

Як показало нове дослідження вчених, Сонце не єдина зірка, яка проходить через такі кризи. Команда американських астрофізиків під керівництвом Анни Баум із Ліхайського університету вивчила дані щодо активності 59 сонцеподібних зірок за останні пів століття. З’ясувалося, що зірка HD 166620 просто зараз проходить через власний мінімум Маундера.

Подальші спостереження за HD 166620 допоможуть нам зрозуміти, що саме відбувалося із Сонцем 400 років тому, пояснює Дженніфер ван Садерс, астроном із Гавайського університету в Маноа, яка не брала участі в дослідженні. За її словами, це відкриття підтверджує теорію, яку раніше вона висувала разом зі своїми колегами: подібні події виникають унаслідок серйозної зміни магнітного поля сонцеподібної зірки. Причому це відбувається приблизно в середині їхнього життя — на кшталт кризи середнього віку.

Існує також гіпотеза про те, що колись одна з подібних змін сонячної активності призвела до того, що на Землі виникло життя. Відповідно, якщо ми хочемо знайти екзопланету, на якій є життя, нам варто звернути увагу на ті зірки, які вже пройшли свій «кризовий» період.

Анна Баум, яка і виявила мінімум Маундера у зірки HD 166620, звернула на неї увагу ще під час свого першого дослідження, яке було частиною її навчання в Університеті штату Пенсильванія. Тоді вона об'єднала спостереження довжини хвиль, що йдуть від 59 зірок, зроблені обсерваторією Маунт-Вілсон та обсерваторією Кека, щоб вивчити еволюцію цих зірок за останні 50 років.

Тоді вона звернула увагу на зірку HD 166620, активність якої також була циклічною. Період максимуму й мінімуму у неї відрізнявся від сонячного та становив 17 років, проте останні 18 років зірка взагалі не показує жодної активності.

Спочатку Баум припустила, що помилково дивилася на різні зірки, проте додаткові спостереження показали, що HD 166620 справді увійшла у свою кризу середнього віку. Її дослідження підтвердило популярну теорію, чому зірки періодично впадають у таку кому.

З кожним роком зірки обертаються дедалі повільніше через сонячні вітри, і в якийсь момент швидкість обертання стабілізується. Минулого року вчені з Калькуттського університету довели, що це відбувається через зміну магнітного поля зірок. У своїй роботі вони з’ясували, що в такий період будь-які випадкові збурення в магнітне поле зірки можуть призвести до того, що стабільний цикл її активності «зламається», що призведе до настання мінімуму Маундера.

Згідно з теорією, такі стани виникають у зірок у середині їхнього життєвого циклу. Спостереження за Сонцем і за HD 166620 підтвердили її.

Дослідники вважають, що подібний магнітний перехід Сонця дав змогу виникнути життю на Землі. Сонячне випромінювання сприяло виникненню мутацій і прискорювало еволюцію. Це була така собі іскра, яка запалила життя на планеті.

Однак у якийсь момент зайва активність зірки може стати небезпечною для живих організмів. Саме тоді вона і переходить у сплячку, забезпечуючи баланс для флори й фауни на поверхні планети. Саме тому вчені пропонують активніше вивчати активність зірок і звертати увагу на ті з них, які пережили свій мінімум Маундера.