Oliko 1600-luvun auringon funktio harvinaisuus?
By Robert Sanders
BERKELEY ? Salaperäinen 1600-luvun auringon funk, jonka jotkut ovat yhdistäneet Euroopan pieneen jääkauteen ja globaaliin ilmastonmuutokseen, muuttuu entistäkin arvoituksellisemmaksi Kalifornian yliopiston Berkeleyn tähtitieteilijöiden tekemien uusien havaintojen tuloksena.
Varhaiset tähtitieteilijät raportoivat 70 vuoden ajan, vuodesta 1645 vuoteen 1714, että auringonpilkkujen aktiivisuus oli lähes olematonta. Auringonpilkkujen – auringon viileämpien alueiden, jotka näkyvät tummina kirkkaampaa ympäristöä vasten – määrä väheni joidenkin arvioiden mukaan tuhatkertaiseksi. Vaikka Auringon aktiivisuus vaihtelee nykyään 11 vuoden syklissä, se ei ole ollut yhtä hiljaista sen jälkeen.
Sitten kun vuonna 1976 huomattiin, että tämä pitkä vähäinen auringonpilkkujen aktiivisuuden jakso, niin sanottu Maunderin minimi, osui samaan aikaan pienen jääkauden kylmimmän jakson kanssa Euroopassa ja Pohjois-Amerikassa, tähtitieteilijät ovat etsineet läheisistä auringon kaltaisista tähdistä esimerkkejä tähti-minimistä. He ovat toivoneet voivansa selvittää, kuinka yleisiä tällaiset minimit ovat, ja ennustaa seuraavaa auringon minimiä – ja kenties seuraavaa maailmanlaajuista jäähtymisjaksoa.
Nyt Berkeleyn yliopiston tähtitieteilijöiden ryhmän tiedot asettavat kyseenalaiseksi ne sadat tähdet, joiden luultiin olevan esimerkkejä tähti-minimistä, jotka ovat analogisia Auringon 300 vuotta sitten kokeman hiljaisen jakson kanssa.
Kun UC Berkeleyn jatko-opiskelija Jason Wright osoittaa maanantaina 31. toukokuuta American Astronomical Societyn Denverin kokouksessa esiteltävässä posterissa, että lähes kaikki oletettavasti Auringon kaltaiset tähdet, joilla on havaittavissa minimaalista aktiivisuutta, ovat itse asiassa paljon kirkkaampia kuin Aurinko ja eroavat siitä merkittävästi, eivätkä siten ole esimerkkejä Maunderin minimeistä. Wrightin mukaan havainnot kyseenalaistavat kaikki tutkimukset, joissa näitä tähtiä käytetään tekemään päätelmiä Auringon omasta aktiivisuudesta ja tulevista minimeistä.
”Tähtitutkimuksissa havaitaan tyypillisesti, että 10-15 prosenttia kaikista Auringon kaltaisista tähdistä on Maunderin minimin kaltaisessa inaktiivisessa tilassa, mikä viittaisi siihen, että Aurinko viettää noin 10 prosenttia ajastaan tässä tilassa”, Wright sanoo. ”Tutkimuksemme osoittaa kuitenkin, että valtaosa Maunderin minimitähdiksi tunnistetuista tähdistä on selvästi pääjakson yläpuolella, mikä tarkoittaa, etteivät ne ole lainkaan auringon kaltaisia, vaan joko kehittyneitä tähtiä tai tähtiä, joissa on runsaasti metalleja, kuten rautaa ja nikkeliä. Tähän mennessä emme ole löytäneet yhtään tähteä, joka olisi yksiselitteisesti Maunderin minimitähti.”
”Luulimme tietävämme, miten Maunderin minimitähdet havaitaan, mutta emme tiedä”, hän sanoi.
Pääjakso on alue, jossa normaalit, tasaisesti palavat tähdet ryhmittyvät, kun ne piirretään värin ja kirkkauden välille. Kun tähdet kuitenkin vanhenevat, ne muuttuvat punaisemmiksi ja kirkkaammiksi – niistä tulee niin sanottuja alijättiläistähtiä – ja ne siirtyvät ylöspäin pois pääjaksolta. Aurinko on ollut pääjaksolla noin viisi miljardia vuotta siitä lähtien, kun se asettui aloilleen sytytettyään vetyfuusion ytimessään, ja se pysyy siellä vielä viisi miljardia vuotta, kunnes se alkaa paisua ja muuttuu alijättiläiseksi.
”Tosiasia on, ettemme vieläkään ymmärrä, mitä auringossamme tapahtuu, miten magneettikentät synnyttävät 11-vuotisen auringon syklin tai mikä aiheutti magneettisen Maunderin minimin”, sanoo Wrightin ohjaaja Geoffrey Marcy, Berkeleyn yliopistossa sijaitseva UC Berkeleyn tähtiharrastuksen professori. ”Erityisesti emme tiedä, kuinka usein auringon kaltainen tähti joutuu Maunderin minimiin tai milloin seuraava minimi tapahtuu. Se voi olla jo huomenna.”
Englantilainen tähtitieteilijä Edward Walter Maunder kiinnitti maailman huomion 1600-luvun lopulla ja 1700-luvun alussa tapahtuneeseen Auringon aktiivisuuden vähenemiseen vuonna 1893, kun hän havaitsi myös auringon myrskyjen aiheuttamien revontulien voimakkuuden ja esiintymistiheyden laskeneen samana ajanjaksona
. Vuonna 1976 tähtitieteilijä John Eddy tarkasteli uudelleen erilaisia Maunderin minimiä koskevia todisteita ja totesi, että se oli todellinen, ja viittasi vuonna 1961 julkaistuun artikkeliin, jossa minimi yhdistettiin samanaikaiseen viilenemisjaksoon koko Euroopassa, joka saattoi johtua auringon energiantuoton vähenemisestä. Aurinko ja sen kaltaiset tähdet ovat himmeämpiä, kun ne eivät ole aktiivisia.
Ajatus Maunderin minimistä on kuitenkin kiistanalainen, koska kukaan ei oikeastaan tiedä, kuinka tarkkaan ihmiset tarkkailivat Aurinkoa 1500-luvun puolivälissä, vain 40 vuotta kaukoputken keksimisen jälkeen. Auringon aktiivisuudesta ennen Maunderin minimiä ei ole olemassa tietoja, vaikka aktiivisuuden nousu merkitsi sen päättymistä vuonna 1714.
Epävarmuus koskee myös noin vuonna 1300 jKr. alkaneen ja useita satoja vuosia kestäneen pienen jääkauden syytä. Sitä luonnehtivat normaalia kylmemmät talvet ja viileät kesät koko pohjoisella pallonpuoliskolla, ja se saattoi johtua tulivuorien ilmakehään päästämistä kasvihuonekaasuista ja hiukkasista tai auringon tehon vaihteluista.
Monet ilmastoasiantuntijat suhtautuvat kuitenkin vakavasti Maunderin minimiin, ja tähtitieteilijät ovat koonneet pitkän luettelon tähdistä, joilla oletettavasti on havaittavissa samanlainen aktiivisuuden notkahdus, joka näkyy alkuaineen kalsiumin vähentyneenä päästönä tähden ilmakehässä. Auringon aktiivisuudelle on ominaista voimakkaat magneettikentät, jotka lämmittävät auringon ylemmän ilmakehän eli kromosfäärin noin 8 000-10 000 kelvinin asteeseen, jolloin kalsium innostuu emittoimaan sinistä valoa.
Kysymys on Wrightin mukaan se, johtuuko kalsiumemissioiden väheneminen tähden Maunderin minimistä vai jostain muusta, kuten iästä – tähdet pyörivät hitaammin ikääntyessään, menettävät magneettisen dynamon eivätkä enää tuota magneettikenttiä tai -välitteisiä pilkkuaikoja – tai korkeasta metallipitoisuudesta. ”Olemme nyt havainneet, että se ei johdu Maunderin minimeistä”, hän sanoi.
”Tähtitieteilijät ovat olettaneet, että auringon kaltaiset tähdet, jotka käyvät läpi tähtifunktiota, ovat itse asiassa hyvin, hyvin vanhoja tähtiä, joiden magneettikentät ovat sammuneet lopullisesti. Ne eivät ole tilapäisessä
Maunder-minimissä, vaan pysyvässä. Ne ovat kuolleet”, Marcy sanoi. ”Aurinko on tuossa tilassa noin neljän miljardin vuoden kuluttua.”
”Tämä viittaa siihen, että jos muut tähdet käyvät läpi omia Maunderin minimejään, se on joko harvinainen tapahtuma, jota ei juuri havaita aktiivisuuskartoituksissa, tai se ei välttämättä näy matalista kalsium- … päästötasoista”, Wright kirjoitti. Siksi, hän lisäsi, tarvitaan jokin muu kriteeri erottamaan nämä tähtien laskusuhdanteessa olevat tähdet.
Maunderin minimissä oleviksi luultujen tähtien ongelma jäi huomaamatta, koska Hipparcos-satelliitti laukaistiin vasta vuonna 1998 ja se alkoi määrittää monien läheisten tähtien tarkkoja etäisyyksiä. Sen jälkeen tuli mahdolliseksi laskea näiden tähtien absoluuttinen kirkkaus ja sijoittaa ne tarkasti väri-kirkkausdiagrammiin, jota kutsutaan Hertzsprung-Russell-diagrammiksi.
Wright päätti tutkia järjestelmällisesti Maunderin minimitähtiä sen jälkeen, kun hän ja Marcy olivat huomanneet, että monet näennäisesti toimimattomat lähitähdet olivat itse asiassa kirkkaampia kuin pääjaksotähdet. He ovat keränneet spektrejä yli tuhannesta lähitähdestä etsiäkseen todisteita planeetoista.
Analyysissään Wright käytti Hipparcosin etäisyystietoja määrittääkseen useiden tuhansien lähitähtien absoluuttisen kirkkauden, joita oli tutkittu paitsi Marcyn Kalifornian ja Carnegien planeettojen etsintäohjelmassa myös muissa hankkeissa, kuten Mount Wilsonin H-K-hankkeessa ja Project Phoenixissa. Hän totesi, että jotkut aiemmin Maunderin minimitähdiksi tunnistetuista tähdistä saattavat olla metallirikkaita tähtiä, jotka myös palavat kirkkaammin kuin aurinkomme ja joiden aktiivisuus on vähäisempää.
0 arvostelua