Діяльність Сонця за останні 11 400 років, тобто до кінця останнього льодовикового періоду на Землі, вперше кількісно реконструйована міжнародною групою дослідників під керівництвом Самі К. Соланкі з Макса Планка Інститут досліджень сонячної системи (Катленбург-Ліндау, Німеччина). Вчені проаналізували радіоактивні ізотопи на деревах, які жили тисячі років тому. Як повідомляють вчені з Німеччини, Фінляндії та Швейцарії у поточному випуску наукового журналу "Природа" від 28 жовтня, потрібно повернутися понад 8000 років, щоб знайти час, коли Сонце в середньому було таким активним як за останні 60 років. На підставі статистичного дослідження більш ранніх періодів підвищеної сонячної активності дослідники прогнозують, що сучасний рівень високої сонячної активності, ймовірно, збережеться лише ще кілька десятиліть.
Дослідницька група вже в 2003 році знайшла докази того, що Сонце зараз активніше, ніж за попередні 1000 років. Новий набір даних дозволив їм збільшити тривалість досліджуваного періоду часу до 11 400 років, щоб можна було охопити всю тривалість часу з останнього льодовикового періоду. Це дослідження показало, що поточний епізод високої сонячної активності приблизно з 1940 року є унікальним протягом останніх 8000 років. Це означає, що Сонце виробило більше сонячних плям, але також більше спалахів та вивержень, які викидають у космос величезні газові хмари, ніж у минулому. Джерелом та джерелом енергії всіх цих явищ є магнітне поле Сонця.
З часу винаходу телескопа на початку 17 століття астрономи регулярно спостерігали сонячні плями. Це регіони на сонячній поверхні, де енергозабезпечення із сонячного салону зменшується за рахунок сильних магнітних полів, які вони містять. Як наслідок, сонячні плями холодніші приблизно на 1500 градусів і здаються темними порівняно з їх немагнітним оточенням при середній температурі 5800 градусів. Кількість сонячних плям, видимих на сонячній поверхні, змінюється залежно від 11-річного циклу активності Сонця, який модулюється тривалими коливаннями. Наприклад, майже не було помічено сонячних плям протягом другої половини 17 століття.
Для багатьох досліджень, що стосуються походження активного сонця та його потенційного впливу на довгострокові зміни клімату Землі, інтервал часу з 1610 року, для якого існують систематичні записи сонячних плям, є занадто коротким. Для більш ранніх часів рівень сонячної активності повинен виходити з інших даних. Така інформація зберігається на Землі у вигляді «космогенних» ізотопів. Це радіоактивні ядра, що виникають в результаті зіткнення енергетичних частинок космічного проміння з молекулами повітря у верхній атмосфері. Одним із таких ізотопів є С-14, радіоактивний вуглець із періодом напіввиведення 5730 років, що добре відомо методом С-14 для визначення віку дерев’яних предметів. Кількість виробленого С-14 сильно залежить від кількості частинок космічних променів, які досягають атмосфери. Це число, у свою чергу, змінюється залежно від рівня сонячної активності: під час високої активності сонячне магнітне поле забезпечує ефективний щит проти цих енергетичних частинок, тоді як інтенсивність космічних променів збільшується при низькій активності. Тому більш висока сонячна активність призводить до зниження темпів виробництва С-14, і навпаки.
Змішуючи процеси в атмосфері, С-14, що виробляється космічними променями, досягає біосфери, частина її інкорпорується в біомасу дерев. Деякі стовбури дерев можна відновити під землею тисячі років після їх смерті, і вміст С-14, що зберігається у їхніх кільцях дерев, може бути виміряний. Рік, в який було вбудовано C-14, визначається порівнянням різних дерев із перекриттями тривалості життя. Таким чином, можна виміряти темпи виробництва С-14 назад у часі за 11 400 років, аж до кінця останнього льодовикового періоду. Дослідницька група використовувала ці дані для обчислення зміни кількості сонячних плям за ці 11,400 років. Кількість сонячних плям - хороший показник і для сили різних інших явищ сонячної активності.
Метод реконструкції сонячної активності в минулому, який описує кожну ланку в складному ланцюгу, що з'єднує ряди ізотопів із кількістю плям із послідовними кількісними фізичними моделями, був випробуваний та вимірюваний шляхом порівняння історичного запису безпосередньо виміряних чисел сонячних плям із більш короткими реконструкції на основі космогенного ізотопу Бе-10 у полярних крижаних щитах. Моделі стосуються виробництва ізотопів космічними променями, модуляції потоку космічного проміння міжпланетним магнітним полем (відкритий сонячний магнітний потік), а також співвідношення між великомасштабним сонячним магнітним полем та кількістю сонячної плями. Таким чином, вперше можна було отримати кількісно надійну реконструкцію кількості сонячних плям за весь час з кінця останнього льодовикового періоду.
Оскільки яскравість Сонця дещо змінюється залежно від сонячної активності, нова реконструкція також вказує на те, що Сонце сьогодні світить дещо яскравіше, ніж за 8000 років до цього. Чи цей ефект міг би дати вагомий внесок у глобальне потепління Землі протягом минулого століття - питання відкрите. Дослідники навколо Самі К. Соланкі підкреслюють той факт, що сонячна активність залишається приблизно на постійному (високому) рівні приблизно з 1980 р. - за винятком коливань, зумовлених 11-річним циклом - в той час як глобальна температура зазнала сильного подальшого зростання протягом того часу. З іншого боку, досить схожі тенденції сонячної активності та наземної температури протягом останніх століть (за видатним винятком останніх 20 років) свідчать про те, що співвідношення між Сонцем та кліматом залишається викликом для подальших досліджень.
Оригінальне джерело: Новини випуску Товариства Макса Планка
