태양 흑점의 뒤틀린 이야기

호기심 많은 독일 연구팀 덕분에 태양 천문학에서 가장 큰 질문 중 하나는 400 년이 넘은 해답을 얻을 수 있습니다. 11 년마다 지역 별 표면에 보이는 흑점 개체군은 죽기 전에 최대치에 도달합니다. 그런 다음 또 다른 태양 흑점 집단이 나타나기 전에 (이번에는 이전주기에서 극이 반전 된 상태로) 나타나기 시작합니다. 이 과정은 잘 알려져 있지만, 11 년 동안 정점에 도달 한 이유는 지금까지 미스터리로 남아있었습니다.

태양의 자기장은 금성, 지구, 목성의 중력에 의해 영향을 받아 주기적 태양 흑점주기를 초래할 수 있다고 새로운 연구가 제안했다. 연구원들은 태양주기를 행성의 위치와 비교하여이 세 세계의 중력이 우주 시계처럼 작용하여 태양주기를 조절한다는 것을 발견했습니다.

“놀랍게도 높은 수준의 일치 성이 있습니다. 우리가 보는 것은 90주기 동안 행성과의 완전한 평행입니다. 독일 기반 연구소 인 Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf (HZDR)의 Frank Stefani는 설명했다.

2017 년 NASA에서 제작 한이 그래픽에서 태양 흑점주기를 쉽게 볼 수 있습니다. 현재주기의 낮은 지점에 있습니다. 이미지 크레디트 : NASA / ARC / Hathaway

당신은 바로 그 자리를 놓쳤다

1610 년에서 1611 년 사이에 망원경의 발명 이후 몇 년 동안 흑점이 처음으로 명확하게 관찰되었습니다. 갈릴레오는 종종이 발견에 대해 인정을 받았지만, 그 시대의 여러 선구자 천문학 자들은 같은시기에 달의 독특한 어두운 점을 발견했다고보고했습니다.

SDO (Solar Dynamics Observatory)에서 볼 수있는 태양 흑점은 강력한 자기장을 보여줍니다. 이미지 제공 : NASA의 고다드 우주 비행 센터 / SDO

네덜란드 천문학 자 요하네스 파브 리셔 스 (Johannes Fabricius)가 이러한 특징들을 인식 한 첫 번째 논문의 출판은 17 세기 초 사회의 열광 자에게 충격을 주었으며, 그것은 항상 완벽하고 변하지 않는, 특징없는 태양에 대한 믿음을 가지고있었습니다.

1611 년 6 월에 발간 된 De Maculis in Sole observatis et Apparente earum cum Sole Conversione Narratio (태양에서 관측 된 반점 및 태양과의 명백한 회전)는 태양 흑점을 설명하는 최초의 과학 논문입니다. 공개 도메인 이미지

“당시, 사람들은 태양이 불변의, 변하지 않는, 완벽한 몸이라고 믿었습니다. Fabricius와 Galileo와 같은 사람들은이 지점들이 지표면을 이동하고 태양이 회전했다는 것을 보여주었습니다.”NASA의 Goddard 우주 비행 센터의 태양 물리학 자 Keith Strong은 설명합니다.

모두 줄을 서십시오!

태양에서 행성의 가장 큰 중력은 금성, 지구 및 목성이 조화를 이루는 11.07 년마다 한 번씩 발생합니다. 이 배열에서 중력을 끌어 당기는 것은 우리 자신의 달이 바다를 위로 끌어 올려 조수를 만드는 방식과 유사하게 태양에 조력을 일으 킵니다.

이 효과는 별의 동반자 내부에 영향을 줄만큼 강하지 않기 때문에이 정렬의 타이밍은 이전에 흑점주기에 대한 초기 연구에서 간과되었습니다. 그러나, Tayler 불안정성으로 알려진 물리적 효과는 전도성 액체 또는 플라즈마의 거동을 변화시킬 수있다.

Tayler 불안정성은 태양과 같은 물체의 물질 흐름 속도 (플럭스)를 변경하고 자기장에 영향을 줄 수 있습니다. 이 효과는 태양 표면에서 발견되는 플라즈마와 같은 물질의 상대적으로 작은 움직임에 의해 유발 될 수 있습니다. 이 효과로 인해, 상대적으로 작은 조력은 흑점과 이동 방향의 관계를 변경할 수 있습니다. 플라즈마 영역의 helicity로 알려진이 측정은 태양 다이나모 (우리의 부모 별의 자기장을 생성하는 물리적 과정)를 변경합니다.

이와 같이 태양은 기계 법칙, 지구 및 모든 먼 행성이 그립니다.
그의 행성이 발견 한 모든 행성은 이더 라운드에서 회전합니다.
— 리차드 블랙 모어, 창조 : 7 권의 철학적시

“자기장은 고무줄과 비슷합니다. 그것들은 장력과 압력을 모두 갖는 연속적인 힘의 선으로 구성됩니다. 고무 밴드와 마찬가지로, 자기장은 스트레칭, 비틀기, 다시 접음으로써 강화 될 수 있습니다. 이 스트레칭, 비틀기 및 접기는 태양 내부의 유체 흐름에 의해 수행됩니다.”Marshall Space Flight Center는 설명합니다.

스테파니는 행성의 조력이 태양 발전기만큼 강력한 사건을 바꿀 수 있을지 의심했다. 그러나 Tayler의 불안정성이 프로세스의 트리거를 제공 할 수 있다는 사실을 알게되자 Stefani와 그의 팀은 프로세스를 모델링하기위한 컴퓨터 시뮬레이션을 개발하기 시작했습니다.

“저는 물었습니다 : 혈류가 작은 조석 같은 섭동에 의해 영향을받는 경우 어떻게됩니까? 결과는 놀랍습니다. 진동은 정말 흥분되어 외부 교란의 타이밍과 동기화되었습니다.”Stefani는 설명합니다.

태양, 스팟, 태양!

태양의 움직임은 복잡하며 복잡한 효과에 영향을 미치는 여러 가지 효과가 있습니다. 태양이 회전함에 따라 적도는 극 근처의 물질보다 빠르게 움직입니다. 오메가 효과라고 알려진 과정에서 태양의 자기장 선이 적도 근처로 당겨지고 늘어나면서 태양 적도 방향으로 구부러집니다.

알지 못하는 알파 효과는 자력선에 영향을 미치므로 원래 선 방향으로 밀려 힘선이 비틀어집니다.

극 자외선에서 포착 된이 하전 입자 이미지에서 자기 선이 흑점 위를 볼 수 있습니다. 이미지 크레디트 : NASA / GSFC / Solar Dynamics Observatory

이러한 행동은 우리가 태양 흑점으로 알려진 시원하고 어두운 지역을 만듭니다. 태양 표면의 대부분은 섭씨 5,500도 (화씨 9,900도)로 빛나지 만 태양 흑점은 상대적으로 시원한 섭씨 3,200도 (화씨 5,800도)로 유지됩니다. 태양 흑점은 여전히 ​​상당히 밝으며 태양 표면의 거친 배경에 대해서만 어둡게 나타납니다.

조력을 태양 발전기의 복잡한 과정으로 접는이 새로운 모델은 천문학 자와 물리학 자들이 태양 발전기에 대한 몇 가지 질문과 그것이 태양 별에 미치는 영향을 설명 할 수 있습니다.

Parker Solar Probe는 현재 태양 주위를 도는 궤도에 있습니다. 이 프로그램은 향후 몇 년 동안 태양에 관한 수많은 신비에 답할 수 있습니다.