Το μυστήριο του Ηλιακού Κύκλου: Τι δείχνουν ζωγραφιές του 17ου αιώνα

Επιστήμονες εξέτασαν σκίτσα του Γιοχάνες Κέπλερ με ηλιακές κηλίδες, ανακαλύπτοντας μέχρι πρότινος άγνωστες πληροφορίες για τους ηλιακούς κύκλους πριν το «μεγάλο ηλιακό ελάχιστο», που βοηθούν στην καλύτερη κατανόηση του τρόπου με τον οποίο λειτουργεί ο κύκλος δραστηριότητας του Ήλιου.

Αναδημιουργώντας τις συνθήκες των παρατηρήσεων του μεγάλου αστρονόμου και εφαρμόζοντας σύγχρονες τεχνικές, μια διεθνής ομάδα ερευνητών υπό την ηγεσία του Πανεπιστημίου Ναγκόγια στην Ιαπωνία μέτρησε την απόσταση της ομάδας ηλιακών κηλίδων του Κέπλερ, τοποθετώντας την στο τέλος του ηλιακού κύκλου πριν τον κύκλο που είδαν ο Τόμας Χάριοτ και ο Γαλιλαίος, καθώς και άλλοι παρατηρητές αργότερα.

Τα ευρήματα της ομάδας, που αναφέρθηκαν στο Astrophysical Journal Letters, προσφέρουν επιπλέον στοιχεία για την επίλυση του μυστηρίου της διάρκειας των ηλιακών κύκλων στις αρχές του 17ου αιώνα, που σχετίζονται με τη μετάβαση από τους κανονικούς ηλιακούς κύκλους στο «μεγάλο ηλιακό ελάχιστο» (grand solar minimum), γνωστό ως Maunder Minimum (1645-1715). Ένα «grand solar minimum» είναι μια αφύσικα παρατεταμένη περίοδος χαμηλής δραστηριότητας ηλιακών κηλίδων, που είναι σημαντική ως προς την κατανόηση της ηλιακής δραστηριότητας και της επίδρασής της στη Γη.

Ο Κέπλερ συνέταξε ένα από τα παλαιότερα αρχεία ηλιακής δραστηριότητας στις αρχές του 17ου αιώνα, χρησιμοποιώντας την αποκαλούμενη «camera obscura» ώστε να μπορέσει να ζωγραφίσει ορατά χαρακτηριστικά πάνω στον Ήλιο.

Τον Μάιο του 1607 κατέγραψε κάτι που ερμήνευσε λανθασμένα ως μια διέλευση του Ερμή μπροστά από τον Ήλιο, κάτι που αργότερα ορίστηκε ως θέαση ομάδας ηλιακών κηλίδων. Οι ηλιακές κηλίδες είναι τομείς στην επιφάνεια του άστρου μας οι οποίες φαίνονται σκοτεινότερες λόγω της έντονης μαγνητικής δραστηριότητας. Η συχνότητα και οι κατανομές τους εμφανίζονται σε κύκλους που επηρεάζουν την ηλιακή ακτινοβολία και τον διαστημικό καιρό.

Ο Χισάσι Χαγιακάβα, lead author της έρευνας, θεωρεί πως η σημασία των ευρημάτων έχει υποτιμηθεί. «Εφόσον αυτό το αρχείο δεν ήταν μια τηλεσκοπική παρατήρηση το συζητούσαν μόνο στο πλαίσιο της ιστορίας της επιστήμης και δεν είχε χρησιμοποιηθεί για ποσοτικές αναλύσεις των ηλιακών κύκλων στον 17ο αιώνα» είπε. «Μα αυτό είναι το παλαιότερο σκίτσο ηλιακών κηλίδων που έγινε ποτέ με παρατήρηση μέσω οργάνων και προβολή» πρόσθεσε.

«Συνειδητοποιήσαμε ότι αυτή η ζωγραφιά κηλίδας θα έπρεπε να είναι σε θέση να μας πει την τοποθεσία της ηλιακής κηλίδας και να υποδείξει τη φάση του ηλιακού κύκλου το 1607 εφόσον καταφέρναμε να περιορίσουμε τον χώρο και τον χρόνο της παρατήρησης και να αναδημιουργήσουμε την κλίση των ηλιογραφικών συντεταγμένων- δηλαδή τις θέσεις των χαρακτηριστικών στην επιφάνεια του Ήλιου- σε εκείνο το χρονικό σημείο».

Ο 17ος αιώνας ήταν κομβικής σημασίας περίοδος για τον ηλιακό κύκλο, επειδή η ηλιακή δραστηριότητα πέρασε από τους κανονικούς ηλιακούς κύκλους στο Maunder Minimum. Δεν κατανοείται πώς έγινε αυτό.

Σύμφωνα με τους ερευνητές, η ανάλυση των σκίτσων έδειξε πως η ομάδα των κηλίδων ήταν πιο χαμηλά από ό,τι πιστευόταν ως τώρα, κάτι που υποδεικνύει ότι ήταν στο τέλος ενός ηλιακού κύκλου αντί για την αρχή ενός άλλου. Επίσης, οι παρατηρήσεις μπορεί να δείχνουν τη ζώνη μετάβασης μεταξύ των ηλιακών κύκλων, που τοποθετείται μεταξύ του 1607 και του 1610. Το αρχείο του Κέπλερ δείχνει μια κανονική διάρκεια του ηλιακού κύκλου που παρατήρησε το 1607.