Скрити промени в Слънцето могат да обяснят слабия цикъл на активност на звездата

Учени са открили, че периодите на покой в ​​11-годишния цикъл на активност на звездата не са идентични, а по-скоро променливи. Изследователите са измерили промените във вътрешните ѝ вибрации по време на най-дълбокия слънчев минимум в близката история, съобщава Science Alert.

„За първи път успяхме ясно да определим количествено как вътрешната структура на Слънцето се променя от един цикъл до следващия. Външните слоеве на Слънцето се променят едва доловимо по време на циклите на активност и открихме, че дълбоките, спокойни минимуми могат да оставят измерима вътрешна следа“ — каза астрономът Бил Чаплин от Университета в Бирмингам във Великобритания.

Приблизително на всеки 11 години Слънцето достига пик на активност, известен като слънчев максимум, след което активността отново спада до слънчев минимум. Слънчевата активност се увеличава с приближаването ѝ към слънчевия максимум, което води до повишаване на слънчевите петна, слънчевите изригвания и изхвърлянията на коронална маса. Около това време магнитните полюси на звездата също се обръщат. Няма два еднакви слънчеви цикъла; максимумите варират. Минимумите обаче изглеждат относително сходни.

В ново проучване, екип, ръководен от астрофизика Сарбани Басу от Йейлския университет, е изследвал четири последователни слънчеви минимума, обхващащи преходите между цикли 21 и 25, използвайки мрежата за слънчеви осцилации в Бирмингам (BiSON) – мрежа от шест телескопа по целия свят.

Учените са изследвали акустичните вибрации вътре в Слънцето – уловени звукови вълни, които се отразяват от слънчевата плазма, карайки светлината върху повърхността на звездата леко да трепти. Точно както сеизмичните вълни, разпространяващи се във вътрешността на Земята, разкриват подробности за вътрешната ѝ структура, звуковите вълни вътре в Слънцето могат да разкрият какво се случва под повърхността му. Този метод на анализ е известен като хелиосеизмология.

Изследователите са изследвали два основни сигнала. Първият е известен като хелиев аномален сигнал. Под видимата повърхност на Слънцето се намира слой, където хелият се йонизира поради загубата на електрони, причинявайки промяна в енергийното му състояние и оставяйки характерен „пръстов отпечатък“ в данните за трептенията.

Вторият сигнал —- това е скоростта на звука вътре в Слънцето. Звукът се разпространява през среда с различна скорост в зависимост от нейните свойства, като температура и налягане. Ако вътрешната структура на Слънцето се промени дори леко, скоростта на звука се променя, измествайки честотите на трептене.

Четири минимума са наблюдавани през 1985 г., между 21-ви и 22-ри цикъл; през 1996 г., между 22-ри и 23-ти цикъл; през 2008-2009 г., между 23-ти и 24-ти цикъл; и през 2018-2019 г., между 24-ти и 25-ти цикъл.

Освен това, минимумът от 2008-2009 г. беше един от най-продължителните и спокойни, откакто са започнали наблюденията. В същото време са се наблюдавали най-значителните вътрешни измествания на четирите минимума. Сигналът за хелиева недостатъчност е бил по-силен, отколкото по време на другите три минимума, а скоростта на звука е била по-висока във външните слоеве на Слънцето. Това предполага, че по време на този минимум налягането на газа е било по-високо, температурите са били малко по-високи, а магнитните полета по-слаби в някои области на Слънцето.

Според учените, разбирането на това как звездата се държи под повърхността е важно, защото подобно поведение влияе върху това как активността ще се увеличи в бъдещите цикли. 24-ти слънчев цикъл е бил необичайно спокоен, с един от най-слабите максимуми, регистрирани някога.