Undersøgelse viser, at vores sol er mindre aktiv end lignende stjerner

Efter kosmiske standarder er solen ekstraordinært ensformig. Dette er resultatet af en undersøgelse præsenteret af forskere fra Max Planck Institute for Solar System Research i det kommende nummer af Videnskab . For første gang, forskerne sammenlignede solen med hundredvis af andre stjerner med lignende rotationsperioder. De fleste viste meget stærkere variationer. Dette rejser spørgsmålet, om solen har været igennem en usædvanlig stille fase i flere årtusinder.

I hvilket omfang solaktiviteten (og dermed antallet af solpletter og solens lysstyrke) varierer, kan rekonstrueres ved hjælp af forskellige metoder - i det mindste i en vis periode. Siden 1610, for eksempel, der har været pålidelige registreringer af solpletter, der dækker Solen; fordelingen af ​​radioaktive varianter af kulstof og beryllium i træringe og iskerner giver os mulighed for at drage konklusioner om niveauet af solaktivitet gennem de sidste 9000 år. I denne periode, videnskabsmænd finder regelmæssigt tilbagevendende udsving af sammenlignelig styrke som i de seneste årtier. "Imidlertid, sammenlignet med hele solens levetid, 9000 år er som et blink, " siger MPS-forsker Dr. Timo Reinhold, første forfatter til den nye undersøgelse. Trods alt, vores stjerne er næsten 4,6 milliarder år gammel. "Det er tænkeligt, at Solen har været igennem en stille fase i tusinder af år, og at vi derfor har et forvrænget billede af vores stjerne, " tilføjer han.

Da der ikke er nogen måde at finde ud af, hvor aktiv Solen var i urtiden, Forskere kan kun ty til stjernerne:Sammen med kolleger fra University of New South Wales i Australien og School of Space Research i Sydkorea, MPS-forskerne undersøgte, om Solen opfører sig "normalt" i forhold til andre stjerner. Dette kan hjælpe med at klassificere dens nuværende aktivitet.

Til denne ende, forskerne udvalgte kandidatstjerner, der ligner Solen i afgørende egenskaber. Ud over overfladetemperaturen, alderen, og andelen af ​​grundstoffer tungere end brint og helium, forskerne så frem for alt på rotationsperioden. "Hastigheden, hvormed en stjerne roterer om sin egen akse, er en afgørende variabel, " forklarer Prof. Dr. Sami Solanki, direktør hos MPS og medforfatter til den nye udgivelse. En stjernes rotation bidrager til skabelsen af ​​dens magnetfelt i en dynamo-proces i dens indre. "Det magnetiske felt er den drivende kraft, der er ansvarlig for alle udsving i aktivitet, " siger Solanki. Magnetfeltets tilstand bestemmer, hvor ofte Solen udsender energisk stråling og kaster partikler med høj hastighed ud i rummet i voldsomme udbrud, hvor talrige mørke solpletter og lyse områder på dens overflade er - og dermed også hvor stærkt Solen skinner.

Et omfattende katalog med rotationsperioder for tusindvis af stjerner har kun været tilgængeligt i de sidste par år. Det er baseret på måledata fra NASAs Kepler-rumteleskop, som registrerede lysstyrkeudsvingene for cirka 150.000 hovedsekvensstjerner (dvs. dem, der er midt i deres levetid) fra 2009 til 2013. Forskerne gennemsøgte denne enorme prøve og udvalgte de stjerner, der roterer én gang om deres egen akse inden for 20 til 30 dage . Solen har brug for omkring 24,5 dage til dette. Forskerne var i stand til at indsnævre denne prøve yderligere ved at bruge data fra det europæiske Gaia-rumteleskop. Til sidst, 369 stjerner tilbage, som også ligner Solen i andre fundamentale egenskaber.

Den nøjagtige analyse af disse stjerners lysstyrkevariationer fra 2009 til 2013 afslører et klart billede. Mens solindstrålingen mellem aktive og inaktive faser i gennemsnit svingede med kun 0,07 procent, de andre stjerner viste meget større variation. Deres udsving var typisk omkring fem gange så kraftige. "Vi var meget overraskede over, at de fleste af de sollignende stjerner er så meget mere aktive end Solen, " siger Dr. Alexander Shapiro fra MPS, der leder forskningsgruppen "Connecting Solar and Stellar Variabilities."

Imidlertid, det er ikke muligt at bestemme rotationsperioden for alle stjernerne observeret af Kepler-teleskopet. At gøre dette, forskere er nødt til at finde visse periodiske tilbagevendende dyk i stjernens lyskurve. Disse dyk kan spores tilbage til stjernepletter, der gør stjernens overflade mørkere, rotere ud af teleskopets synsfelt og dukke op igen efter et bestemt tidsrum. "For mange stjerner, sådanne periodiske mørkfarvninger kan ikke detekteres; de går tabt i støjen fra de målte data og i overliggende lysstyrkeudsving, " forklarer Reinhold. Set gennem Kepler-teleskopet, selv Solen ville ikke afsløre sin rotationsperiode.

Forskerne undersøgte derfor også mere end 2500 sollignende stjerner med ukendte rotationsperioder. Deres lysstyrke svingede meget mindre end den anden gruppes.

Disse resultater tillader to fortolkninger. Der kan være en stadig uforklarlig fundamental forskel mellem stjerner med kendt og ukendt rotationsperiode. "Det er lige så tænkeligt, at stjerner med kendte og sollignende rotationsperioder viser os de fundamentale udsving i aktiviteten, Solen er i stand til, " siger Shapiro. Dette ville betyde, at vores stjerne har været usædvanligt svag gennem de sidste 9000 år, og at faser med meget større udsving også er mulige på meget store tidsskalaer.

Der er, imidlertid, ingen grund til bekymring. I en overskuelig fremtid, der er ingen indikation af en sådan solar "hyperaktivitet." Tværtimod:I det sidste årti har Solen har vist sig at være ret svagt aktiv, selv efter sine egne lave standarder. Forudsigelser om aktivitet for de næste elleve år indikerer, at dette ikke vil ændre sig snart.