Cum au ajutat schițele pete solare vechi de 400 de ani ale lui Kepler la rezolvarea unui mister modern

O echipă de astronomi japonezi și belgieni a reexaminat desenele petelor solare realizate de astronomul din secolul al XVII-lea Johannes Kepler cu tehnici analitice moderne. Procedând astfel, au rezolvat un mister de lungă durată despre ciclurile solare din acea perioadă, conform a lucrare recentă publicat în The Astrophysical Journal Letters.

Tocmai cine a observat primul pete solare a fost o chestiune de dezbatere aprinsă la începutul secolului al XVII-lea. Știm acum că vechii astronomi chinezi între 364 și 28 î.Hr. au observat aceste caracteristici și le-au inclus în înregistrările lor oficiale. Un călugăr benedictin din 807 credea că l-a observat pe Mercur trecând prin fața Soarelui când, în realitate, a fost martor la o pată solară; interpretări greșite similare au fost, de asemenea, frecvente în secolul al XII-lea. (Un călugăr englez a făcut primele desene cunoscute ale petelor solare în decembrie 1128.)

Astronomul englez Thomas Harriot a făcut primele observații telescopice ale petelor solare la sfârșitul anului 1610 și le-a înregistrat în caietele sale, la fel ca și Galileo cam în aceeași perioadă, deși acesta din urmă nu a publicat o lucrare științifică despre petele solare (însoțită de schițe) până în 1613. De asemenea, Galileo a susținut că petele nu erau, așa cum credeau unii, sateliți solari, ci mai mult ca nori din atmosferă sau de suprafața Soarelui. Dar nu a fost primul care a sugerat acest lucru; acest credit îi aparține astronomului olandez Johannes Fabricuscare și-a publicat tratatul științific despre petele solare în 1611.

Kepler a citit acel tratat special și l-a admirat, după ce și-a făcut observațiile pete solare folosind o cameră obscura în 1607 (publicată într-un tratat din 1609), despre care a crezut inițial un tranzit al lui Mercur. El a retras acel raport în 1618, ajungând la concluzia că de fapt a văzut un grup de pete solare. Kepler și-a realizat desenele solare pe baza observațiilor efectuate atât în ​​propria casă, cât și în atelierul mecanicului de curte Justus Burgi din Praga. În primul caz, el a raportat „o pată mică de mărimea unei muște mici”; în al doilea, „o mică pată de întuneric adânc spre centru… ca mărime și aspect ca un purice subțire”.

Dezbaterea de lungă durată care face obiectul acestei ultime lucrări se referă la perioada cuprinsă între 1645 și 1715, timp în care au fost foarte puține observații înregistrate ale petelor solare, în ciuda eforturilor astronomilor. Acesta a fost un eveniment unic în istoria astronomiei. În ciuda faptului că au observat doar aproximativ 59 de pete solare în acest timp – în comparație cu între 40.000 și 50.000 de pete solare într-un interval de timp similar în epoca noastră actuală – astronomii au reușit totuși să determine că petele solare păreau să apară în cicluri de 11 ani.

astronom german Gustav Spörer a remarcat declinul abrupt în lucrările din 1887 și 1889, iar colegii săi britanici, Edward și Annie Maunder, a extins această lucrare pentru a studia modul în care latitudinile petelor solare s-au schimbat în timp. Acea perioadă a devenit cunoscută drept „Maunder Minimum.„Sporer a venit și cu”legea lui Spörer”, care susține că petele de la începutul unui ciclu apar la latitudini mai mari în emisfera nordică a Soarelui, trecându-se succesiv la latitudini inferioare în emisfera sudică pe măsură ce ciclul își urmează cursul până când începe un nou ciclu de pete solare la latitudinile superioare.

Dar tocmai Cum ciclul solar a trecut la minimul Maunder a fost departe de a fi clar. Reconstrucțiile bazate pe inele de copac au produs date contradictorii. De exemplu, o astfel de reconstrucție a concluzionat că tranziția treptată a fost precedată fie de un ciclu solar extrem de scurt de aproximativ cinci ani, fie de un ciclu solar extrem de lung de aproximativ 16 ani. O altă reconstrucție a inelului copacului a concluzionat că ciclul solar ar fi avut o durată normală de 11 ani.

Înregistrările observaționale independente pot ajuta la rezolvarea discrepanței. De aceea, Hisashi Hayakawa de la Universitatea Nagoya din Japonia și coautorii au apelat la desenele lui Kepler ale petelor solare pentru o perspectivă suplimentară, care preced observațiile telescopice existente cu câțiva ani.