کپلر در سال ۱۶۰۷ خورشید را ترسیم کرد: ستاره شناسان چرخه خورشیدی را مشخص کردند

یوهانس کپلر احتمالاً به دلیل توسعه قوانین حرکت سیارات مشهور است. او همچنین یک رصدگر خورشیدی مشتاق بود و در سال ۱۶۰۷ چند مشاهدات شگفت انگیز از نزدیکترین ستاره ما با استفاده از دوربین تاریک انجام داد. نقشه های او به طرز شگفت انگیزی دقیق بودند و به اخترشناسان این امکان را می داد تا مشخص کنند که خورشید در چرخه ۱۱ ساله خود کجا قرار دارد. با در نظر گرفتن موقعیت کپلر و مکان لکه های خورشیدی، تیمی از محققان تشخیص داده اند که خورشید به پایان چرخه خورشیدی-۱۳ نزدیک شده است.

یوهانس کپلر یک ریاضیدان آلمانی بود که در سال ۱۵۷۱ به دنیا آمد. سهم او در دنیای مکانیک آسمانی و حرکت سیارات بی نظیر است. قوانین حرکت سیاره ای که او از مشاهدات تایکو براهه فرموله کرد، در آزمون زمان مقاومت کرده است. به غیر از کارش در مورد حرکت سیارات، او به تنهایی یک ناظر مشهور بود و یکی از اولین رکوردهای فعالیت خورشیدی را قبل از اختراع تلسکوپ به ثبت رساند!

کپلر از یک دوربین مبهم استفاده کرد که شامل یک سوراخ کوچک در دیوار بود که نور خورشید از آن عبور می کرد. سپس روی یک ورق کاغذ پر می شود و به ناظر اجازه می دهد تصویری از خورشید را مطالعه کند. کپلر از این برای ثبت و ترسیم ویژگی های مرئی خورشید استفاده کرد و در ماه مه ۱۶۰۷ آنچه را که فکر می کرد عبور از عطارد بود ثبت کرد. معلوم شد که این گذر عطارد نبوده بلکه گروهی از لکه های خورشیدی بوده است.

لکه‌های خورشیدی که توسط کپلر مشاهده شده‌اند و اغلب توسط ستاره‌شناسان آماتور مدرن بر روی خورشید دیده می‌شوند، پدیده‌های موقتی خورشیدی هستند. آن‌ها در لایه‌ی مرئی جو خورشید به نام فوتوسفر وجود دارند و در مقایسه با محیط اطراف‌شان، تاریک به نظر می‌رسند. در واقع، اگر بتوان آن‌ها را از قرص خورشیدی که بسیار درخشان است جدا کرد، اما در فاصله موجودشان از زمین نگه داشت، درخشان‌تر از ماه کامل خواهند بود. لکه‌ها به سادگی سردتر و تیره‌تر از مواد داغ و روشن اطراف هستند. دمای آن‌ها در حدود ۳۸۰۰ کلوین است، در حالی که دمای متوسط فوتوسفر کمی کمتر از ۶۰۰۰ کلوین است.

خورشید یک توپ بزرگ پلاسما است و میدان مغناطیسی مشابهی با زمین دارد. پلاسما گازی با بار الکتریکی است که می‌تواند خطوط میدان مغناطیسی را با خود جابجا کند. هنگامی که خورشید می‌چرخد، میدان مغناطیسی را با خود می‌کشد و موجب می‌شود که این خطوط پیچ بخورند و در هم بپیچند. اغلب تنش خطوط میدان به قدری شدید است که از سطح خورشید عبور کرده و مانع از همرفت می‌شود و باعث می‌شود دمای این ناحیه کاهش یابد و لکه‌های خورشیدی شکل بگیرند. لکه‌های خورشیدی (و فعالیت کلی خورشیدی) در یک چرخه ۱۱ ساله به اوج خود می‌رسند.

تیمی از محققان به رهبری هیساشی هایاکاوا از دانشگاه ناگویا از تکنیک‌های جدیدی برای تجزیه و تحلیل نقشه‌های کپلر استفاده کرده‌اند و اطلاعات جدیدی در مورد فعالیت خورشیدی در آن زمان کشف کرده‌اند. قانون اسپورر (که تغییرات عرض های جغرافیایی هلیوگرافی را بررسی می کند که در آن مناطق فعال خورشیدی در طول یک چرخه خورشیدی تشکیل می شوند) بر روی نقشه هایی اعمال شد که آنها را در انتهای چرخه خورشیدی قبل از چرخه ای که توماس هاریوت، گالیله و سایر ناظران تلسکوپی برای اولین بار چرخه خورشیدی را ثبت کردند، اعمال شد. اطلاعات این مشاهدات را درست قبل از حداقل مستند Maunder قرار داد – دوره ای غیرقابل توضیح از کاهش قابل توجه فعالیت لکه های خورشیدی که بین سال های ۱۶۴۵ و ۱۷۱۵ رخ داد.

تا به حال، این دوره از حداقل فعالیت خورشیدی به شدت مورد بحث بوده است و در حالی که هیچ نتیجه قطعی به دست نیامده است، تیم امیدوار است که اطلاعات کپلر در نهایت ما را در مسیری برای درک دوره‌های بزرگ عدم ​​فعالیت خورشیدی قرار دهد.