_ Schițele inovatoare ale petelor solare ale lui Kepler din 1607 rezolvă mistere solare 400 de ani mai târziu

Folosind tehnici moderne, cercetătorii au reexaminat desenele pete solare pe jumătate uitate ale lui Johannes Kepler și au dezvăluit informații ascunse anterior despre ciclurile solare înainte de marele minim solar.

Recreând condițiile observațiilor marelui astronom și aplicând legea lui Spörer în lumina statisticii moderne, un grup internațional de colaborare condus de Universitatea Nagoya din Japonia a măsurat poziția grupului de petelor solare al lui Kepler, plasându-l la capătul de coadă a soarelui. ciclu înainte de ciclul la care Thomas Harriot, Galileo Galilei și alți observatori telescopici timpurii au fost martori mai târziu.

Descoperirile grupului, raportate în Astrophysical Journal Letters, oferă o cheie pentru rezolvarea controversei privind durata ciclurilor solare la începutul secolului al XVII-lea, care sunt asociate cu trecerea de la ciclurile solare regulate la marele minim solar, cunoscut sub numele de minim Maunder (1645–1715).

Un mare minim solar este o perioadă anormal de prelungită. de activitate scăzută a petelor solare, care este importantă pentru a le spune cercetătorilor despre activitatea solară și efectul acesteia asupra Pământului.

Kepler, renumit pentru realizările sale istorice în astronomie și matematică, a făcut una dintre cele mai vechi înregistrări instrumentale databile ale solare. activitate la începutul secolului al XVII-lea, înainte de cele mai vechi desene telescopice de pete solare. A folosit un aparat cunoscut sub numele de camera obscura, constând dintr-o mică gaură într-un perete pentru a proiecta imaginea soarelui pe o foaie de hârtie, ceea ce i-a permis să schițeze caracteristicile vizibile ale soarelui.

În mai. 1607, el a înregistrat ceea ce a interpretat în mod eronat ca un tranzit al lui Mercur peste soare, clarificat mai târziu a fi o observare a unui grup de pete solare. Petele solare sunt zone de pe suprafața soarelui care par mai întunecate din cauza activității magnetice intense. Apariția, frecvența și distribuțiile latitudinale ale acestora apar în cicluri care afectează radiația solară și vremea spațială.

Hisashi Hayakawa, autorul principal al studiului, consideră că cercetătorii au subapreciat semnificația acestei descoperiri.

„Deoarece această înregistrare nu a fost o observație telescopică, a fost discutată doar în contextul istoriei științei și nu a fost folosită pentru analize cantitative pentru ciclurile solare în secolul al XVII-lea”, a spus el. „Dar aceasta este cea mai veche schiță a petelor solare făcută vreodată cu o observație instrumentală și o proiecție.”

El a continuat: „Ne-am dat seama că acest desen al petelor solare ar trebui să ne poată spune locația petei solare și să indice faza ciclului solar în 1607 atâta timp cât am reușit să restrângem punctul și timpul de observare și să reconstruim înclinarea coordonatelor heliografice – adică pozițiile caracteristicilor de pe suprafața soarelui – în acel moment.”

Observațiile au fost importante deoarece secolul al XVII-lea a fost o perioadă esențială în ciclul solar, nu doar ca momentul în care observațiile petelor solare tocmai începuseră, ci și când activitatea solară a trecut de la ciclurile solare normale la minimul Maunder, un minim mare solar unic în istoria observațională.

Nu se înțelege pe deplin modul în care tiparul activității solare s-a mutat de la cicluri regulate la marele minim, în afară de faptul că tranziția a fost treptă. Una dintre reconstrucțiile anterioare bazate pe inele de copac a susținut o secvență constând dintr-un ciclu solar extrem de scurt (≈ 5 ani) și un ciclu solar extrem de lung (≈ 16 ani), asociind aceste durate anormale ale ciclului solar cu un precursor al tranziției. de la ciclurile solare regulate la marele minim solar.

„Dacă este adevărat, acest lucru ar fi într-adevăr interesant. Cu toate acestea, o altă reconstrucție bazată pe inele de copac a indicat o secvență de cicluri solare cu durate normale”, a spus Hisashi Hayakawa de la Universitatea Nagoya. „Atunci, în ce reconstrucție ar trebui să avem încredere? Este extrem de important să verificăm aceste reconstrucții cu înregistrări independente, de preferință observaționale.”

Înregistrarea petelor solare a lui Kepler este o referință cheie de observație. Analizând înregistrările lui Kepler și comparându-le cu datele contemporane și statisticile moderne, cercetătorii au făcut câteva descoperiri importante:

În primul rând, după „deproiectarea” desenelor petelor solare ale lui Kepler și compensarea unghiului de poziție solară, au plasat grupul de pete solare a lui Kepler. la o latitudine heliografică joasă. Acest lucru sugerează că faimosul desen schematic al imaginii solare pe care Kepler a diagramat-o în cartea sa nu este în concordanță cu textul original al lui Kepler și cu cele două imagini camera obscura, care arată pata solară din porțiunea din stânga sus a discului solar.

În al doilea rând, prin aplicarea legii lui Spörer și a cunoștințelor obținute din statisticile moderne ale petelor solare, ei au identificat grupul de pete solare ca fiind probabil situat la sfârșitul ciclului solar -13, mai degrabă decât la începutul ciclului solar -14.

În al treilea rând, descoperirile lor contrastează cu observațiile telescopice ulterioare, care arată pete solare la latitudini mai mari. „Acest lucru arată o tranziție tipică de la ciclul solar precedent la ciclul următor, în conformitate cu legea lui Spörer”, a spus Thomas Teague, observator pentru WDC SILSO și membru al echipei, referindu-se la astronomul german Gustav Spörer care a descris o migrare a petelor solare de la latitudini mai înalte la latitudini inferioare în timpul unui ciclu solar.

În al patrulea rând, această constatare le permite autorilor să aproximeze tranziția dintre ciclul solar anterior (-14) și următorul ciclu solar (-13) între 1607 și 1610, îngustând datele posibile când a avut loc. Pe această bază, înregistrările lui Kepler sugerau o durată regulată pentru ciclul solar-13, provocând reconstrucții alternative care propun un ciclu extrem de lung în această perioadă.

„Moștenirea lui Kepler se extinde dincolo de priceperea sa observațională; ea informează dezbaterile în curs despre tranziția de la ciclurile solare obișnuite la minimul Maunder, o perioadă de activitate solară extrem de redusă și asimetrie emisferică anormală între 1645 și 1715”, a explicat Hayakawa.

„Prin situarea descoperirilor lui Kepler în reconstrucții mai ample ale activității solare, oamenii de știință obține un context crucial pentru interpretarea schimbărilor în comportamentul solar în această perioadă esențială care marchează o tranziție de la ciclurile solare regulate la marele minim solar.”

„Kepler a contribuit cu multe repere istorice în astronomie și fizică în secolul al XVII-lea, lăsând moștenirea sa chiar și în epoca spațială”, a spus Hayakawa.

„Aici, adăugăm la asta arătând că înregistrările petelor solare ale lui Kepler preced înregistrările telescopice existente ale petelor solare din 1610 cu câțiva ani. Schițele sale de pete solare servesc ca o dovadă a perspicacității sale științifice și a perseverenței în fața constrângerilor tehnologice.”

Sabrina Bechet, cercetător la Observatorul Regal al Belgiei, a adăugat: „După cum mi-a spus unul dintre colegii mei. , este fascinant să vezi că înregistrările moștenite ale personajelor istorice transmit implicații științifice cruciale oamenilor de știință moderni chiar și secole mai târziu.

„Mă îndoiesc că ar fi putut să-și imagineze că înregistrările lor ar fi de folos comunității științifice mult mai târziu, mult după decese. Mai avem multe de învățat de la aceste figuri istorice, în afară de istoria științei în sine, stăm pe umerii unui gigant științific.”

(Fluierul)