Современные научные инструменты позволяют достаточно подробно изучать циклы активности Солнца. Известно, что от пика до пика проходит примерно 11 лет. Однако человечество не всегда имело такой инструментарий. Чтобы понять, является ли 11-летний цикл стабильным на протяжении веков, нужно прибегнуть к другим способам. И подсказку ученые смогли найти в рисунках известного астронома Иоганна Кеплера. Соответствующее исследование опубликовано в журнале The Astrophysical Journal Letters.
Регулярные наблюдения за солнечными пятнами, которые отражают фазы активности звезды, велись с XVI века. Известно, что с 1715 года Солнце уже более-менее стабильно показывало 11-летний цикл — как и в наше время. Иногда пики случались немного раньше или позже, менялась их интенсивность, но незначительно.
Можно было предполагать, что такая картина наблюдалась и ранее. Однако астрономам известен такой феномен как минимум Маундера. Это период с 1645 по 1715 год, когда циклы солнечной активности были едва выражены, а пятен практически не наблюдалось. Некоторые ученые считают, что минимум Маундера мог быть переломным эпизодом, после которого цикл изменился и стал похожим на современный, а ранее он якобы имел другую периодичность.
Подтвердить это или опровергнуть путем изучения архивов наблюдений уже сложно. В таком случае астрономы прибегают к помощи смежных наук. В частности, к исследованиям годичных колец деревьев, которые ведут своеобразную летопись климатических и атмосферных условий в разные годы жизни растения. Однако из-за наличия многих факторов, влияющих на формирование колец, точность такого анализа для оценки солнечной активности невелика. Некоторые исследования показывали наличие 5-летнего цикла, другие — 16-летнего.
Чтобы скорректировать собранные по деревьям данные, астроном Хисаси Хаякава из Университета Нагои обратился к наблюдениям Иоганна Кеплера. Последний сделал несколько зарисовок Солнца в 1607 году. Великий астроном использовал для этого камеру-обскуру. Он отметил на наброске расположение крупного пятна. Тогда Кеплер принял его за Меркурий, пролетающий перед солнечным диском.
Позднее выяснилось, что это вовсе не Меркурий, следовательно, Кеплер случайно заметил солнечные пятна. Вероятно, это была большая группа, если их удалось рассмотреть даже с таким примитивным инструментом.
Но Хаякаву заинтересовал даже не сам факт наблюдения пятна, а его расположение. Дело в том, что по мере прохождения 11-летнего цикла распределение пятен по широтам меняется: от средних к низким. Зная эту особенность, а также точное время, место и угол, под которым Кеплер наблюдал солнечный диск (астроном все дотошно записывал), авторы исследования предположили, что Солнце нарисовано ближе к концу периода активности. Уже через год или два Кеплер вряд ли смог бы уловить пятна на звезде.
Если добавить это утверждение в расчет циклов, то получится, что они и до минимума Маундера имели 11-летний период. А это важно для понимания эволюции Солнца и его динамики.
Напомним, что сейчас Солнце переживает пик активности. И в начале августа ученым удалось снять сразу две мощные вспышки.
