От 1610 г. учените наблюдават броя и разположението на слънчевите петна с помощта на телескопи. Именно благодарение на тези наблюдения ние познаваме историята на циклите на слънчевата активност. В тази активност е имало и аномални периоди. Едно от „несъответствията“ в слънчевите цикли е обяснено с помощта на рисунките на Йохан Кеплер.
През 1609 г. в книгата си Phaenomenon singulare seu Mercurius in Sole немският астроном Йохан Кеплер описва точка на Слънцето, която той приема за Меркурий. Тогава самият учен оттегля публикацията, признавайки своя извод за грешен. Това всъщност била група слънчеви петна. И главното – Кеплер я наблюдавал през 1607 г., още преди използването на телескопи.
Преди повече от 300 години Слънцето имало аномално поведение: какво показват древни текстове
Международен екип изследователи под ръководството на учени от университета в Нагоя (Япония) са изучили скиците на Йохан Кеплер от гледна точка на тяхната научна стойност. Резултатите са публикувани в списание The Astrophysical Journal Letters.
„Тъй като тези наблюдения не са се провеждали чрез телескоп, винаги са били разглеждани само в контекста на историята на науката и не са били използвани за количествен анализ на слънчевите цикли през XVII век. Но това е най-старата скица на слънчеви петна, направена с помощта на инструменти и проекция“, обяснява Хисаши Хаякава, водещ автор на новото изследване.
По думите на учения той и колегите му осъзнали, че ако успеят да изчислят времето и мястото на провеждане на наблюденията на Кеплер и да определят наклона на Слънцето на скицата, биха могли да изчислят точното местоположение на слънчевите петна и фазата на слънчевия цикъл през 1607 г.
На горния ред: скици на слънчеви петна през 1607 г. от публикация на Йохан Кеплер. Вдясно: схематична илюстрация на методиката, използвана за създаване на тези проекции. На долния ред: илюстрации на Кеплер с наложена върху тях мрежа от слънчеви координати въз основа на резултатите от анализа, извършен от авторите на новата статия. Hayakawa et al. / The Astrophysical Journal Letters, 2024
През втората половина на XVII век се наблюдава най-студената фаза на глобалното застудяване (Малък ледников период). През същите тези десетилетия на Слънцето почти не се появяват слънчеви петна. Този период се нарича Минимум на Маундер. Учените предполагат, че преходът от обичайните слънчеви цикли към такова затишие е бил постепенен. Именно затова слънчевата активност в началото на XVII век е толкова интересна за астрономите. Скиците на Кеплер позволили разширяването на тази база за наблюдение с няколко години.
Апокалипсис: Изригванията на Слънцето стават повече, но не се вълнувайте от „интернет прокоби“
Кеплер прави историческите си наблюдения на 28 май 1607 г., използвайки камера обскура. Той прави две скици на слънчеви петна, проследявайки ги според проекцията: в 15:29 в дома си и в 17:37 в работилницата на Йост Бюрги. Публикацията на астронома съдържа и трето изображение – схематична илюстрация на създаване на проекции с помощта на камера обскура. Ученият се обръща към Матиас Сейфард, ученик на датския астроном Тихо Брахе, да потвърди наличието и разположението на петната, като погледне звездата с невъоръжено око.
Въз основа на чертежите на Кеплер, придружаващото описание на целия експеримент и потвърждението на Матиас Сейфард авторите на новата научна работа успели да определят реалните координати на слънчевите петна. Въпреки че рисунките не съвпадат една с друга, и на двете голямото слънчево петно се намира на ниски ширини.
Известно е, че към края на слънчевия цикъл слънчевите петна „мигрират“ към екватора, тоест точно към ниските ширини. Тогава те стават видими с просто око. Следователно най-вероятно през 1607 г. Кеплер е скицирал края на слънчевия цикъл.
Това означава, че цикълът, уловен от Кеплер, не е бил аномално кратък. Като следствие следващият слънчев цикъл, добре документиран от наблюденията на Томас Хариот, Галилео Галилей и други астрономи вече с помощта на телескопи, е бил абсолютно обичаен по продължителност.
По-рано имаше предположения, че Минимумът на Маундер е предшестван от период на аномални по продължителност слънчеви цикли: първо пет години, след това – 14 години. Новото изследване показва, че от тази гледна точка слънчевата активност в началото на XVII век е била абсолютно нормална.
"Слънчев часовник" може да предскаже ритми на опасно време в слънчевия цикъл
Впрочем има и други начини за изчисляване на пиковете на слънчевата активност. Сред тях е анализът на съдържанието на въглерод-14 в дървесните пръстени. Едно такова изследване е помогнало да се идентифицират нормални слънчеви цикли, а друго – необичайни: пет и 14 години.
На кои изводи да се вярва? Хисаши Хаякава призовава за независима проверка на резултатите от тези изследвания, за да се сложи край на въпроса за продължителността на слънчевите цикли в началото на XVII век.
