Yeni fiziksel model gezegen hipotezini destekliyor.
Araştırmacılar Helmholtz-Merkezi Dresden-Rossendorf (HZDR) ve Letonya Üniversitesi, güneşin çeşitli aktivite döngüleri için ilk kapsamlı fiziksel açıklamayı önerdiler. Güneş üzerindeki girdap şeklindeki akımları, Rossby dalgaları olarak bilinen, gelgit etkileri arasındaki aracılar olarak tanımladılar. VenüsDünya ve Jüpiter ve güneşin manyetik aktivitesi. Bu araştırma, farklı uzunluklardaki güneş döngüleri için tutarlı bir model sunuyor ve daha önce tartışmalı olan gezegen hipotezini destekleyen güçlü bir argüman sunuyor. Bulgular dergide yayınlandı Güneş Fiziği.
Güneş, bize yakın olması nedeniyle en iyi araştırılmış yıldız olmasına rağmen, fiziğiyle ilgili birçok soru henüz tamamen cevaplanmamıştır. Bunlar arasında güneş aktivitesindeki ritmik dalgalanmalar da yer alır. Bunlardan en ünlüsü, ortalama olarak, güneşin her on bir yılda bir radyasyon maksimumuna ulaşmasıdır – uzmanlar buna Schwabe döngüsü adını verir. Bu aktivite döngüsü, güneşin manyetik alanının bu dönemde değişmesi ve sonunda kutupluluğunun tersine dönmesi nedeniyle meydana gelir. Bu, kendi başına, bir yıldız için alışılmadık bir durum değildir – Schwabe döngüsünün dikkate değer derecede kararlı olması gerçeği olmasaydı.
Schwabe döngüsü, her biri keşfedicilerinin adını taşıyan, birkaç yüz günden birkaç yüz yıla kadar değişen, daha az belirgin aktivite dalgalanmalarıyla örtülüdür. Bu döngüleri ve matematiksel hesaplamaları açıklamak için çeşitli girişimlerde bulunulmasına rağmen, hâlâ kapsamlı bir fiziksel model yoktur.
Gezegenler ritmi belirler
HZDR’nin Akışkanlar Dinamiği Enstitüsü’nden Dr. Frank Stefani, birkaç yıldır “gezegensel hipotez”in savunucusu olmuştur çünkü gezegenlerin yerçekiminin, Dünya’daki Ay’a benzer şekilde Güneş’e bir gelgit etkisi uyguladığı açıktır. Bu etki her 11.07 yılda bir en güçlüdür: Venüs, Dünya ve Jüpiter gezegenleri Güneş’le özellikle çarpıcı bir çizgide hizalandığında, Dünya’da yeni veya dolunay olduğundaki bir bahar gelgitine benzer. Bu, Schwabe döngüsüyle belirgin bir şekilde örtüşmektedir.
Güneşin manyetik alanı, elektriksel olarak iletken olan manyetik alanların karmaşık hareketleriyle oluşur. plazma Güneş’in içinde. “Bunu devasa bir dinamo gibi düşünebilirsiniz. Bu güneş dinamosu kendi başına yaklaşık 11 yıllık bir aktivite döngüsü üretirken, gezegenlerin etkisinin bu dinamonun işleyişine müdahale ettiğini, ona tekrar tekrar küçük bir itme verdiğini ve böylece Güneş’te alışılmadık derecede istikrarlı 11,07 yıllık ritmi zorladığını düşünüyoruz,” diye açıklıyor Stefani.
Birkaç yıl önce, kendisi ve meslektaşları, mevcut gözlem verilerinde bu tür bir zamanlanmış sürecin güçlü kanıtlarını keşfettiler. Ayrıca, çeşitli güneş döngülerini gezegenlerin hareketleriyle sadece matematiksel yöntemler kullanarak ilişkilendirebildiler. Ancak, ilk başta, ilişki fiziksel olarak yeterince açıklanamadı.
Güneşteki Rossby dalgaları aracı görevi görüyor
“Artık altta yatan fiziksel mekanizmayı bulduk. Dinamoyu senkronize etmek için ne kadar enerji gerektiğini biliyoruz ve bu enerjinin Rossby dalgaları adı verilen dalgalarla güneşe aktarılabileceğini biliyoruz. Harika olan şey, artık sadece Schwabe döngüsünü ve daha uzun güneş döngülerini değil, daha önce hiç düşünmediğimiz daha kısa Rieger döngülerini de açıklayabiliyor olmamız,” diyor Stefani.
Rossby dalgaları, Dünya atmosferindeki yüksek ve düşük basınç sistemlerini kontrol eden büyük ölçekli dalga hareketlerine benzer şekilde, güneşte oluşan girdap şeklindeki akımlardır. Araştırmacılar, Venüs, Dünya ve Jüpiter olmak üzere üç gezegenin her birinin ikisinde bahar gelgitleri sırasında oluşan gelgit kuvvetlerinin, Rossby dalgalarını harekete geçirmek için tam olarak doğru özelliklere sahip olduğunu hesapladılar – birçok sonucu olan bir içgörü: her şeyden önce, bu Rossby dalgaları daha sonra güneş dinamosuna gerekli ivmeyi vermek için yeterince yüksek hızlara ulaşır; ikinci olarak, bu, güneşte gözlemlenen Rieger döngülerine uygun olarak her 118, 193 ve 299 günde bir gerçekleşir. Ve üçüncüsü, tüm ek güneş döngüleri bu temelde hesaplanabilir.
Tüm döngüler tek bir modelle açıklanıyor
Matematik burada devreye giriyor: Üç kısa Rieger döngüsünün üst üste gelmesi otomatik olarak belirgin 11.07 yıllık Schwabe döngüsünü üretiyor. Ve model, güneşin uzun vadeli dalgalanmalarını bile öngörüyor çünkü güneşin güneş sisteminin ağırlık merkezi etrafındaki hareketi Schwabe döngüsüne dayanarak 193 yıllık sözde bir vuruş periyoduna neden oluyor. Bu, gözlemlenen başka bir döngünün, Suess-de Vries döngüsünün büyüklük sırasına denk geliyor.
Bu bağlamda araştırmacılar, hesaplanan 193 yıllık dönem ile iklim verilerindeki periyodik dalgalanmalar arasında etkileyici bir korelasyon keşfettiler. Bu, gezegen hipotezi için bir başka sağlam argümandır çünkü Stefani, “193 yıldaki keskin Suess-de Vries zirvesi, yalnızca zamanlanmış bir süreçte mevcut olan Schwabe döngüsündeki faz kararlılığı olmadan açıklanamaz” diye tahmin ediyor.
Bu, güneşin gezegenlerin ritmini takip edip etmediği sorusunun nihayet cevaplandığı anlamına mı geliyor? Stefani, “Muhtemelen ancak daha fazla veriye sahip olduğumuzda yüzde 100 emin olacağız. Ancak gezegenler tarafından kaydedilen bir süreç lehine argümanlar artık çok güçlü.” diyor.
Referans: “Rieger, Schwabe, Suess-de Vries: Rezonansın Güneşli Vuruşları” F. Stefani, GM Horstmann, M. Klevs, G. Mamatsashvili ve T. Weier, 19 Nisan 2024, Güneş Fiziği.
DOI: 10.1007/s11207-024-02295-x