Сонце дуже дивне падіння потужності

Ми думали, що знаємо все про нашу зірку, широко вивчену у всіх аспектах астрономами: її інтенсивну та циклічну магнітну активність, її походження, запрограмований кінець. Але вже два роки Сонце переживає дивовижне уповільнення, ніби зупинилося. Допомагаючи армадою телескопів, вчені роблять все, щоб зрозуміти цей раптовий дисбаланс. Тому що ставки величезні.

ФАКТИ І ФІГУРИ

Діаметр: 1,39 мільйона кілометрів; маса: 330 000 разів більша за земну (1,98x1030 кг). Енергія Сонця походить від його ядра, піднятого до 15 мільйонів градусів. У цій палаючій плазмі, в 150 разів щільнішій за воду, відбуваються ядерні реакції, при цьому атоми водню зливаються в атоми гелію і виділяють енергію, згідно відомого рівняння E = mc2. Очевидно, щосекунди понад 4 мільйони тонн газу перетворюються в енергію (3,8x1026 Вт), яка повільно мігрує на сонячну поверхню (див. Інфографіку).

Вони не повернулись і не повертаються. Вони астрономи. А вони, сонячні плями, які перекривають сліпучу поверхню нашої зірки, наступну за одинадцятирічним циклом. Ці плями - насправді величезні темні западини, розмір яких може вдесятеро перевищувати Землю - є найбільш видимим проявом сонячної магнітної активності, яка сама ініціюється в центрі ядерної печі нашої зірки (див. Інфографіку на наступній сторінці). В принципі, астрономи знають про Сонце достатньо, щоб знати, що воно працює несподівано. На "сонячному максимумі", пік магнітної активності, що розв'язує вражаючі шторми на поверхні зірки (вибухи, поява колосальних заборон, що йдуть зі швидкістю 100 км/с у просторі, гігантські плями, що викопуються на поверхні тощо), слідує за "сонячний мінімум".

ЗЛАМАНИЙ ДВІ РОКИ

Під час цієї фази "Спокійного сонця" більше нічого не відбувається: поверхня зірки стає майже однорідною.

Потім цикл починається знову. І це триває вже давно: перший сонячний цикл (так званий цикл l), за яким слідували астрономи, датується 1761 роком. Але, проаналізувавши сонячні спостереження, що повернулися до Галілея, дослідники змогли ретроспективно реконструювати всі сонячні цикли з 1610 року.

Однак із зростанням сум'яття астрономи майже два роки відзначали, що сонячна техніка здається непрацездатною. На самому початку 2008 року фахівці оголосили про завершення циклу 23, коли був досягнутий сонячний мінімум і розпочався цикл 24, обіцянкою посилення активності. І оскільки. нічого! Ніколи армада телескопа на Землі та в космосі не була настільки потужною, щоб спостерігати за сонячною активністю 24 години на добу, і ніколи не повертала так мало або взагалі не здобичі. Протягом 2008 року Сонце не розвинуло жодної плями протягом дев'яти місяців.

Раптово дослідники переглянули свої прогнози та оголосили про "перезапуск" Сонця на початок 2009 року.

Ще одна невдача: цього року відключення світла триває, оскільки 1 жовтня Сонце вже накопичило вісім місяців без жодної плями!

Що відбувається ? "Ми не знаємо, тверезо реагує Гійом Оланьє, астроном Лабораторії космічних досліджень та приладобудування в астрофізиці (Лесія) Паризької обсерваторії. Але будьте обережні, ми не повинні плутати сонячний цикл і активність. Сонячний цикл 24 справді розпочався у січні 2008 року, як ми знаємо з спостереження за зворотною полярністю магнітного поля рідкісних активних областей, яку ми виявили. Саме ця зміна полярності точно сигналізує про зміну циклу ".

ХВИЛИ ТА ТИСК

Однак ця аномалія сонячної активності ставить фахівців до стіни. Звичайно, вони знають, що потужне магнітне поле нашої зірки підпорядковується, в принципі, одинадцятирічному циклу; і що з кожним циклом магнітні полюси змінюються, північ проходить на південь, потім південь на північ. Але чому існування таких циклів? "Ми ще не знаємо", визнає Гійом Оланьє, який бере участь у проекті EST (Європейський сонячний телескоп), точно спланованому для розгадування останніх таємниць Сонця. Цей телескоп діаметром 4 м - принаймні в чотири рази потужніший за найкращі сучасні прилади - повинен бути встановлений на Канарських островах між 2015 і 2020 роками.

Ця аномалія показує, що теоретична модель Сонця все ще відсутня

"Ми розуміємо широкі обриси 11-річного сонячного циклу, накреслені поступовим транспортуванням намагніченого газу" від екватора нашої зірки до його полюсів, звідки він занурюється назад у глибокі шари; ми також знаємо, як це пояснити в деталізувати механізм утворення сонячної плями.

Вони є точками виходу на поверхню Сонця магнітних петель, іноді в тисячу разів інтенсивнішими, ніж середнє сонячне магнітне поле. Газ, що купається в цих петлях, які порушують конвекцію, охолоджується; раптом, навпаки, вони виглядають темнішими, ніж навколишні сонячні регіони (див. інфографіку навпроти). Коротше кажучи, основні лінії сонячної активності досить добре зрозумілі. Нам не вистачає теоретичної "глобальної" моделі Сонця.

ЕЛЕКТРИЧНІ ВИПАДКИ СЕРІЇ

Наявність цієї моделі не лише допоможе задовольнити цікавість дослідників: насправді економічні та політичні ставки, пов’язані з настроєм нашої зірки, величезні. .

По-перше, потужне сонячне магнітне поле та його найбільш вражаючі прояви, спалахи, можуть серйозно порушити космічну діяльність, починаючи від збоїв супутників та перерв зв'язку, закінчуючи небезпекою для астронавтів на орбіті: велике виверження Сонця під час місячних астронавтів місії Аполлон вбили їх! На щастя; удача була з ними. Що стосується Землі, то навіть якщо вона в основному захищена від зірки власним магнітним полем, телекомунікаціями, навіть електрична мережа може зазнати впливу найсильніших вивержень.

Перше сповіщення надійшло в 1965 році, коли інженери в скандинавських країнах - де магнітний щит Землі найбільш проникний для потоку сонячних частинок - почали розуміти, що неодноразові відключення їх електростанцій відбувалися через гикавку газу. Наша зірка. 13 березня 1989 року інтенсивна сонячна спалах спричинила велике затемнення в Північній Америці, зануривши в темряву майже 100 мільйонів американців та канадців. . .

Нарешті, після прояву химерної поведінки Сонце вступило в суперечку щодо кліматичних змін. Що, якби саме сонячна активність пояснювала, принаймні частково, поточне потепління (див. Рамку с. 114)? Тому ми розуміємо, що на астрономів тиснуть якнайшвидше розгадати таємницю сонячної техніки.

І у них є кілька хороших потенційних клієнтів. Гійом Оланьє пояснює: "Ми зрозуміли, що нерегулярність певних сонячних циклів походить від хаотичного переносу магнітного поля в зоні конвекції під сонячною поверхнею. Проблема в тому, що сьогодні у нас немає". сила врахувати цю страшенно турбулентну зону. Нам неможливо все моделювати: нам доводиться мати справу із занадто багатьма просторовими та часовими шкалами ".

«У нас недостатньо обчислювальних потужностей, щоб все моделювати» - ГІЛЬОМА АЛУНЬЄ, АСТРОНОМ У ПАРИЖСЬКОМУ НАБЛЮДНИКІ

"У нас недостатньо обчислювальної потужності, щоб все моделювати" ГІЛЬОМА АЛУНЬЄ, АСТРОНОМ У ПАРИЖСЬКОМУ НАБЛЮДНИКІ

БІЛЬШЕ І БІЛЬШЕ ГАРЯЧЕ

Зрештою, астрономи стикаються з тією ж проблемою, що і метеорологи: за кілька днів прогноз погоди, поява циклонів, рух повітряних мас тощо стають абсолютно непередбачуваними, тоді як фізика, яка лежить в основі цих явищ, добре відома.

За цих умов ніхто не знає, коли сонячна магнітна активність відновиться! Якщо він перезапуститься. У вересні двоє американських астрономів, Метью Пенн і Вільям Лівінгстон, використовуючи великий телескоп McMath в обсерваторії Кітт Пік в Арізоні, оприлюднили результати своєї роботи. Вони виявляють, що сила магнітного поля, яке генерує ці плями, поступово зменшується. Наслідок: середня температура сонячних плям стабільно зростала протягом останніх п’ятнадцяти років.

Сонячна пляма, побачена крупним планом телескопом Ла-Пальма (Канарські острови). Холодніше решти Сонця, воно оточене гарячими газовими елементами від серця зірки.

Сонячна активність може частково спричинити глобальне потепління. Мережа супутників детально вивчає відносини Сонце-Земля (тут, вид на Манхеттен).

У 1990 році це було близько 4400 ° C; у 2005 році вона досягла 5100 ° C. Різниця все менше і менше помітна в порівнянні з сонячною поверхнею, з температурою 5525 ° C. За словами двох дослідників, якщо ця тенденція збережеться, сонячне магнітне поле скоро не зможе генерувати плями. Дійсно, якщо магнітні петлі, що утворюють плями, занадто слабкі, щоб охолодити сонячний газ, вони зникнуть.

Вердикт двох американських астрономів: плями могли повністю зникнути з поверхні Сонця в 2015 році! "Це вже сталося, згадує Гійом Оланьє.

На рубежі 18 і 19 століть сонячна активність значно знизилася приблизно на тридцять років.

Епізод під назвою «мінімум Далтона». Але сонячний цикл знав насамперед винятковий епізод, який називався «мінімум Маундера» між 1645 і 1715 рр. За сімдесят років сонячна магнітна активність практично припинилася. Ніхто не знає чому. Це, безперечно, хаотична поведінка Сонця, за своєю природою дуже важко передбачити. "

Отже, після дворічної «затримки займання» Сонце відновить нормальну діяльність чи готується до тривалого періоду мертвого спокою? Між Метью Пенном та Вільямом Лівінгстоном, які очікують, що сонячні плями зникнуть, та командою Національної адміністрації океану та атмосфери США (NOAA), яка прогнозує, що Сонце перезапуститься на січень 2010 року, ставки не діють.

КЛІМАТ: ВИННИЙ ЗАБУТИ ?

Повільно, але впевнено астрономи вступають у дослідження кліматичних змін. Рідко залучені до дискусії, яка піднімає жорстокі суперечки, деяким спеціалістам із захисту сонця стає все важче приховати свою збентеженість під час висновків МГЕЗК (Міжурядової групи з питань зміни клімату), що звільняє Сонце від глобального потепління. Насправді для МГЕЗК, знаючи, що сонячне опромінення змінюється лише на 0,1% протягом усього циклу своєї діяльності, наша зірка жодним чином не відповідає за потепління клімату Землі. Не настільки впевнений. Оскільки для експертів МГЕЗК Сонце є «константою» у їхніх розрахунках, коли астрономи не без провокації вважають його «змінною зіркою». "Ми не можемо виключити, що інші прояви сонячної активності, крім випромінювання, можуть мати значний вплив на Землю шляхом нелінійних та/або кумулятивних ефектів.

Відносини Сонця і Землі все ще є предметом інтенсивних досліджень ", - підкреслює Гійом Оланьє. Таким чином, зворотний зв'язок між сонячною радіацією та магнітним полем, з одного боку, і магнітосферою Землі та атмосферою, з іншого боку, можуть впливати на клімат Землі більше, ніж ми уявіть собі сьогодні.