Znanstveniki so po več kot 40 letih sistematičnih opazovanj odkrili nove namige o tem, kako se notranjost Sonca spreminja skozi njegove cikle aktivnosti. Analiza dolgoletnih astronomskih podatkov kaže, da tudi majhne spremembe v magnetni aktivnosti pustijo merljiv pečat v strukturi zvezde. Raziskovalci z Univerze v Birminghamu in Univerze Yale so rezultate objavili v znanstveni reviji Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.
Študija temelji na obsežnem naboru podatkov, ki pokriva več zaporednih sončnih ciklov. Raziskovalci poudarjajo, da tako dolg časovni razpon omogoča edinstven vpogled v procese, ki se odvijajo globoko pod vidno površino Sonca.
Sonce približno vsakih 11 let preide skozi cikel magnetne aktivnosti. Najmirnejše obdobje v tem ciklu je tako imenovani sončni minimum, ko je na površju zelo malo sončnih peg, magnetna polja pa so šibkejša. Površina je v tem času videti bolj enakomerna in stabilna.
Raziskovalci izpostavljajo, da so prav ta mirna obdobja izjemno pomembna za razumevanje notranjih procesov. Med sončnim minimumom je vpliv magnetnih motenj manjši, zato lahko znanstveniki lažje zaznajo subtilne spremembe v notranji strukturi zvezde.
Za raziskavo so uporabili podatke omrežja Birmingham Solar-Oscillations Network (BiSON). Gre za globalni sistem šestih teleskopov, nameščenih na različnih koncih sveta, ki omogoča skoraj neprekinjeno spremljanje Sonca. Kot poudarjajo raziskovalci, takšna razporeditev teleskopov omogoča 24-urno opazovanje sončnih nihanj in zagotavlja izjemno natančne meritve.
Z uporabo teh podatkov so astrofiziki analizirali dogajanje v notranjosti Sonca med štirimi zaporednimi sončnimi minimumi, ki so se pojavili med cikli 21 in 25.
Helioseizmologija razkriva notranje procese
Raziskava temelji na metodi, imenovani helioseizmologija. Gre za znanstveno področje, ki proučuje vibracije v notranjosti Sonca. Te vibracije povzročajo zvočni valovi, ujeti v notranjih plasteh zvezde, zaradi katerih Sonce rahlo niha.
Z analizo teh nihanj lahko znanstveniki sklepajo, kaj se dogaja globoko pod površjem. Raziskovalci poudarjajo, da gre za prvo študijo, ki je na ta način primerjala štiri zaporedne sončne minimume.
Posebno pozornost so namenili značilnemu signalu v zvočnih valovih, ki nastane, ko helij v notranjosti Sonca postane dvojno ioniziran. Ta pojav povzroči majhno spremembo v širjenju zvoka skozi sončno snov, kar se kaže kot posebna “napaka” oziroma odstopanje v zvočnih valovih.
Analiza je pokazala, da je bil sončni minimum v letih 2008 in 2009 – obdobje med cikloma 23 in 24 – drugačen od ostalih treh. Ta minimum je bil eden najdaljših in najmirnejših v zgodovini opazovanj.
Raziskovalci izpostavljajo, da je bil signal helijeve “napake” v tem obdobju izrazitejši kot v drugih minimumih. To kaže na dejanske strukturne razlike v notranjosti Sonca. Meritve so nakazale tudi nekoliko višjo hitrost zvoka v zunanjih plasteh zvezde, kar pojasnjujejo z višjim tlakom in temperaturo plina ter z nekoliko šibkejšimi magnetnimi polji.
Profesor Bill Chaplin z Univerze v Birminghamu poudarja: „Prvič smo lahko jasno opredelili, kako se notranja struktura Sonca spreminja od enega cikličnega minimuma do drugega. Zunanje plasti Sonca se med cikli aktivnosti subtilno spreminjajo in ugotovili smo, da lahko globoki mirni minimumi pustijo merljiv notranji prstni odtis.“
Pomen raziskave za napovedovanje sončne aktivnosti
Raziskovalci poudarjajo, da bi lahko takšne ugotovitve pomagale tudi pri napovedovanju prihodnjih ciklov sončne aktivnosti. Sonce namreč pomembno vpliva na vesoljsko vreme, ki lahko ima neposredne posledice za Zemljo.
Močni izbruhi energije lahko povzročijo motnje v radijskih komunikacijah, vplivajo na delovanje navigacijskih sistemov GPS, poškodujejo satelite ali celo povzročijo težave v električnih omrežjih.
Profesorica Sarbani Basu z Univerze Yale izpostavlja: „Razkritje, kako se Sonce obnaša pod svojo površino v teh mirnih obdobjih, je pomembno, saj to vedenje močno vpliva na to, kako se raven aktivnosti povečuje v ciklih, ki sledijo.“
Po besedah raziskovalcev ima raziskava tudi širši pomen za astrofiziko. Profesor Chaplin poudarja, da rezultati dokazujejo vrednost dolgoročnih opazovanj zvezdnih nihanj. „Naše delo dokazuje moč dolgoročnih opazovanj zvezdne seizmike. S prihajajočimi misijami, kot je PLATO Evropske vesoljske agencije, bi lahko podobne tehnike uporabili tudi za druge zvezde, podobne Soncu.“
Raziskovalci dodajajo, da bi takšne študije lahko pomagale razumeti, kako se aktivnost zvezd spreminja skozi čas in kakšen vpliv ima na okolje v njihovih planetarnih sistemih.
