Звезда HD 166620 может помочь объяснить загадку солнечных пятен и минимум Маундера

Количество солнечных пятен на Солнце обычно уменьшается и увеличивается в предсказуемом 11-летнем цикле, но один необычный 70-летний период, когда солнечные пятна были невероятно редки, озадачил ученых. По словам группы исследователей из Университета штата Пенсильвания, относительно близко расположенная к Солнцу звезда, приостановила свои собственные циклы и вступила в аналогичный период редких звездных пятен.

Продолжение наблюдения за этой звездой может помочь объяснить, что произошло с нашим Солнцем во время «минимума Маундера», а также дать представление о магнитной активности Солнца, которая может мешать спутникам и глобальным коммуникациям и, возможно, даже влиять на климат на Земле.

Звезда HD 166620 — и каталог пятидесятилетней активности звездных пятен 58 других солнцеподобных звезд — описаны в новой статье, опубликованной онлайн в Astronomical Journal.

Звездные пятна появляются в виде темных пятен на поверхности звезды из-за временного снижения температуры в этой области в результате динамо звезды — процесса, создающего ее магнитное поле.

Астрономы документировали изменения в частоте звездных пятен на Солнце с тех пор, как они были впервые обнаружены Галилеем и другими астрономами в 1600-х годах, поэтому существует хорошая запись их 11-летнего цикла.

Исключением является минимум Маундера, который длился с середины 1600-х до начала 1700-х годов и с тех пор ставит астрономов в тупик.

«На самом деле мы не знаем, что вызвало минимум Маундера, и мы искали другие подобные солнцу звезды, чтобы увидеть, могут ли они дать какое-то представление об этом», — говорят ученые.

«Мы идентифицировали звезду, которая, по нашему мнению, вошла в состояние, подобное минимуму Маундера. Будет очень интересно продолжать наблюдать за этой звездой во время этого минимума и как она выйдет из него, что может быть чрезвычайно информативно об активности Солнца 300 лет назад».

Исследовательская группа собрала информацию из нескольких источников, чтобы объединить данные о звездных пятнах за 50–60 лет для 59 звезд. Сюда вошли данные проекта обсерватории Маунт-Вилсон, который был разработан для изучения звездной активности и выполнялся с 1966 по 1996 год, а также данные поиска планет в обсерватории Кека, которые включают такие данные в рамках продолжающегося поиска экзопланет с 1996 по 2020.

Исследователи составили базу данных звезд, которая появилась в обоих источниках и содержала другую легкодоступную информацию, которая могла бы помочь объяснить активность звездных пятен. Команда также приложила значительные усилия для стандартизации измерений с разных телескопов, чтобы иметь возможность сравнивать их напрямую и иным образом очищать данные.

Команда ученых определила или подтвердила, что 29 из этих звезд имеют циклы звездных пятен, наблюдая по крайней мере два полных периода циклов, которые часто длятся более десяти лет.

Минимум Маундера, также известный как «длительный минимум солнечных пятен», представлял собой период примерно с 1645 по 1715 год, когда солнечные пятна стали чрезвычайно редкими. За 28-летний период (1672–1699) в пределах минимума наблюдения выявили менее 50 солнечных пятен. Это контрастирует с типичными 40 000–50 000 солнечных пятен, наблюдаемыми в наше время за аналогичный период времени.

Минимум Маундера произошел во время Малого ледникового периода, длительного периода температур ниже средних в Европе. Снижение солнечной активности, возможно, способствовало похолоданию климата, хотя похолодание началось до солнечного минимума, и считается, что его основной причиной является вулканическая активность.

Минимум Маундера был впервые отмечен Густавом Шперером в публикациях 1887 и 1889 годов в работе, которая была передана Королевскому астрономическому обществу в Лондоне, а затем расширена солнечными астрономами Эдвардом Уолтером Маундером (1851–1928) и его женой Энни Рассел Маундер (1868–1947).

Некоторые звезды, по-видимому, вообще не имеют циклов, что может быть связано с тем, что они вращаются слишком медленно, чтобы иметь динамо-машину, и магнитно «мертвыми» или потому, что их жизнь близка к концу. Некоторые из звезд требуют дальнейшего изучения, чтобы подтвердить, есть ли у них цикл.

По словам исследователей, звезда под названием HD 166620, по оценкам, имеет цикл около 17 лет, но сейчас она вступила в период низкой активности и с 2003 года не показывала никаких признаков звездных пятен.

Исследователи надеются продолжить изучение этой звезды в течение ее периода минимума и, возможно, после того, как она выйдет из своего минимума и снова начнет цикл. Это продолжающееся наблюдение может предоставить важную информацию о том, как Солнце и звезды, подобные ему, генерируют свои магнитные динамо.

«Есть большие споры о том, что такое минимум Маундера», — говорят ученые. «Выключилось ли магнитное поле Солнца? Оно потеряло свое динамо? Или оно все еще циркулировало, но на очень низком уровне, из-за которого не было солнечных пятен? Мы не можем вернуться в прошлое, чтобы измерить, на что это было похоже, но если мы сможем охарактеризовать магнитную структуру и напряженность магнитного поля этой звезды, мы можем начать получать некоторые ответы».

Лучшее понимание поверхностной активности и магнитного поля Солнца может иметь несколько важных последствий. Например, сильная звездная активность может вывести из строя спутники и глобальную связь. Также предполагается, что циклы солнечных пятен могут иметь связь с климатом на Земле. Кроме того, исследователи заявили, что информация от этой звезды может повлиять на наши поиски планет за пределами Солнечной системы.

«Звездные пятна и другие формы поверхностной магнитной активности звезд мешают нашей способности обнаруживать планеты вокруг них», — сказал Говард Исааксон, научный сотрудник Калифорнийского университета в Беркли и автор статьи. «Улучшение нашего понимания магнитной активности звезды может помочь нам улучшить усилия по обнаружению экзопланет».

Исследование было опубликовано в Astronomical Journal.