Međunarodni tim astronoma, predvođen istraživačem sa Univerziteta u Ženevi (UNIGE), pokazao je da magnetna aktivnost Sunca ima značajan uticaj na njegovu seizmičku karakterizaciju, suprotno predviđanjima u prethodnim studijama. Od toga zavise važni podaci kao što su veličina, starost i hemijski sastav.
Ovi rezultati otvaraju put za dubinsko istraživanje kako bi se bolje razumela priroda magnetne aktivnosti i njen uticaj na zvezdane oscilacije. Studija je objavljena u časopisu Astronomija i astrofizika.
Asteroseizmologija, ili helioseizmologija u slučaju sunca, je fascinantna grana astronomije koja proučava oscilacije zvezda.
„Da biste to razumeli, morate zamisliti zvezdu kao veliku kuglu gasa u stalnom kretanju. Unutar ove zvezde postoje talasi ili pulsacije zbog kojih vibrira, kao zvuk koji odjekuje u muzičkom instrumentu“, objašnjava Žerom Betrisi, postdoktorski istraživač na Odeljenju za astronomiju Prirodno-matematičkog fakulteta na UNIGE i prvi autor studije.
„Ove vibracije uzrokuju da se površina zvezde lagano pomera i da redovno menja osvetljenost. Zahvaljujući veoma preciznim instrumentima, možemo da otkrijemo ove varijacije u osvetljenosti sa Zemlje ili iz svemira“, nastavlja istraživač.
Posmatrajući ove promene, istraživači mogu naučiti mnogo o unutrašnjoj strukturi zvezde i odrediti važne karakteristike kao što su njena veličina, starost, hemijski sastav ili faza u životnom ciklusu zvezde. Precizno razumevanje karakteristika zvezda je od suštinskog značaja, između ostalog, da bi se utvrdila svojstva planeta koje ih okružuju ili da bi se ponovo pratila istorija Mlečnog puta.
Uprkos nekim velikim uspesima poslednjih decenija, asteroseizmologija je takođe pokazala da postoje značajne razlike između posmatranja i predviđanja teorijskih modela unutrašnjeg rada zvezda.
Tokom godina, razvijene su različite metode za smanjenje ovih neslaganja, sa različitim stepenom uspeha. Međutim, nijedna od sadašnjih metoda ne uzima u obzir magnetnu aktivnost zvezda, njen uticaj na rezultate bi trebalo da bude zanemarljiv.
Međunarodni tim predvođen Betrisi je upravo pokazao suprotno. Utvrđeno je da starost Sunca, kako je određena helioseizmologijom, značajno varira u zavisnosti od nivoa aktivnosti Sunčevog ciklusa.
Da bismo dali red veličine, Sunce je staro oko 4,6 milijardi godina, a primećene su varijacije do 300 miliona godina između solarnih minimuma. Iako ove varijacije mogu izgledati male u poređenju sa starošću Sunca, one više nisu zanemarljive s obzirom na nivo preciznosti koji će se postići budućim svemirskim misijama.
Da bi bolje razumeli uticaj magnetne aktivnosti na Sunce, naučnici su analizirali 26,5 godina solarnih podataka, pokrivajući dva kompletna ciklusa aktivnosti. Podelili su ove podatke u oko 90 malih jednogodišnjih serija, svaka u razmaku od tri meseca. Za svaku od ovih serija izvršena je seizmička analiza, koja je omogućila da se izmeri evolucija fundamentalnih osobina Sunca, kao što su njegova masa, poluprečnik i starost tokom vremena.
Dva nezavisna skupa podataka su korišćena za proveru robusnosti rezultata. Jedan je došao iz mreže teleskopa BiSON (Mreža solarnih oscilacija u Birmingemu) Univerziteta u Birmingemu, a drugi iz instrumenta GOLF (Globalne oscilacije na niskim frekvencijama) na satelitu SOHO (Solarna i heliosferska opservatorija), koji je bio kruži oko Sunca od sredine 1990-ih.
Bez obzira na konfiguraciju koja je testirana, starost Sunca određena helioseizmologijom bila je u korelaciji sa nivoom aktivnosti Sunčevog ciklusa. Izmerili su varijacije od oko 6% u proseku između perioda solarnog minimuma i maksimuma, što je veoma značajno u smislu preciznosti ciljane za buduće svemirske misije koje će analizirati druge slične zvezde.
Na primer, misija PLATO (PLAnetarni tranziti i oscilacije zvezda) ima za cilj preciznost od 10% za starost zvezde poput sunca.
Studija GOLF i BiSON podataka je takođe pokazala da je uticaj ciklusa aktivnosti na seizmičko doba izraženiji za aktivniji od dva proučavana ciklusa. Ovaj rezultat je logičan i očekivan sa fizičke tačke gledišta.
„Međutim, Sunce nije posebno aktivna zvezda, što sugeriše da bi uticaj magnetne aktivnosti mogao biti veoma značajan za aktivnije zvezde poput onih koje će PLATO detektovati“, dodaje Betrisi.
Rezultati ove studije pokazuju da magnetna aktivnost zvezda predstavlja veliki izazov za buduće svemirske misije kao što je PLATO, posebno u smislu karakterizacije najaktivnijih zvezda. „Međutim, ovo otkriće takođe otvara mnoge uzbudljive istraživačke perspektive“, zaključuje Betrisi.
Magnetna aktivnost zvezda ima značajan uticaj na zvezdane oscilacije, što otežava precizno određivanje osnovnih svojstava kao što su masa, poluprečnik i starost zvezda. Za buduće svemirske misije, to znači da će biti neophodno razviti sofisticiranije metode da se uzme u obzir ovaj magnetni uticaj.
Izazovi koje predstavlja magnetna aktivnost takođe će podstaći istraživače da dalje istražuju ovaj fenomen. Ovo bi moglo dovesti do boljeg razumevanja fizike zvezda, posebno u smislu načina na koji magnetna polja reaguju sa unutrašnjim oscilacijama zvezda. Ovo istraživanje bi takođe moglo poboljšati naše razumevanje ciklusa zvezdane aktivnosti, koji su poput solarnih ciklusa.
