Астрономите, които се опитват да измерят възрастта на Слънцето чрез анализ на вибрациите, които се разпръскват в него, са установили нещо тревожно. Изглежда, че цикълът на слънчевата магнитна активност се намесва в техните усилия. Разбира се, можем да проверим истинската възраст на Слънцето по независим начин - и следователно знаем, че то е на около 4.6 милиарда години, - но този проблем с вибрационните измервания на звездната възраст заплашва да осуети опитите за измерване на фундаменталните характеристики на други звезди.

Знаем възрастта на Слънцето, защото например учените са успели да измерят радиоактивния разпад на атомите в нашата Слънчева система, които са се образували заедно с планетите и Слънцето. Радиоактивният разпад се отнася до това, че ядрото на атома губи енергия чрез радиация и се разпада на по-стабилен елемент. Скоростта на разпадане на дадено количество радиоактивен материал се описва като период на полуразпад, който е времето, необходимо на половината от това количество да се разпадне, така че можем да се върнем назад и да определим колко е старо то въз основа на това колко се е разпаднало с течение на времето. По този начин, проследявайки времето на радиоактивно разпадане на атомите в нашата Слънчева система, можем да определим възрастта на нашата Слънчева система. Освен това подробните модели на учените за звездната еволюция са от ключово значение за определяне на възрастта на Слънцето.

Има и друг начин за определяне на възрастта на Слънцето или на която и да е звезда. Той се нарича хелиосеизмология, когато се отнася за Слънцето, и астеросеизмология, когато се отнася за други звезди.

„Трябва да си представите звездата като голямо кълбо газ в постоянно движение“, казва Жером Бетризи от Женевския университет. „Във вътрешността на тази звезда има вълни или пулсации, които я карат да вибрира, по-скоро като звука, който резонира в музикален инструмент. Тези вибрации карат повърхността на звездата да се движи леко и да променя редовно яркостта си. Благодарение на много прецизни инструменти можем да открием тези промени в яркостта.“

Предишни измервания обаче разкриха несъответствия между наблюденията на слънчевата възраст и теоретичните модели, а сега екип, ръководен от Бетризи, показа, че вероятно вината е в магнитната активност на самото Слънце. Това е изненадващо, тъй като преди това консенсусът беше, че магнитната активност не би трябвало да оказва никакво влияние.

Екипът на Бетризи е разгледал данни от две програми за наблюдение на Слънцето за период от 26.5 години. Едната е BISON - Бирмингамската мрежа за слънчеви колебания, която представлява съвкупност от наземни слънчеви обсерватории, ръководени от учени от Бирмингамския университет във Великобритания, а другата е GOLF - инструментът за глобални колебания при ниска честота на съвместната мисия на НАСА и ЕКА SOHO (Слънчева и хелиосферна обсерватория), която стартира през 1995 г.

Нашето слънце преминава през 11-годишен цикъл на магнитна активност - от слънчевия минимум, когато почти не се виждат слънчеви петна, до слънчевия максимум, когато има много слънчеви петна, протуберанси, изхвърляния на коронарна маса и изригвания.

Данните от BISON и GOLF показват разлика от 6.5% при измерване на възрастта на Слънцето чрез хелиосеизмология при слънчевия минимум в сравнение със слънчевия максимум. Освен това от двата слънчеви цикъла, обхванати от 26.5-годишните наблюдения, BISON и GOLF показаха, че цикълът с по-силна магнитна активност е оказал по-голямо влияние върху разминаването в измерването на възрастта.

Тъй като в общия план Слънцето не е много активна звезда, резултатите от BISON и GOLF показват, че „влиянието на магнитната активност може да бъде много значително за по-активни звезди, като тези, които PLATO ще открие“, казва Бетризи.

Слънцето има няколко различни модела или режими на трептене, които се припокриват, с различни периоди и честоти. И точно както изучаването на сеизмичните вълни на Земята може да ни разкаже за вътрешността на нашата планета, тъй като трусовете преминават през нея, така и трептенията в Слънцето са информативни за вътрешната му структура. Като сравняват това, което ни казват тези трептения, с подробни модели на това как би трябвало да изглежда вътрешността на Слънцето при различни възрасти, слънчевите физици могат да определят каква е възрастта на Слънцето в момента.

PLATO, или Планетарните транзити и осцилации на звездите, е предстояща мисия, която ще бъде изстреляна от Европейската космическа агенция през 2026 г., и ще изследва звездите, търсейки спадове в тяхната светлина. Някои от тези пропадания ще бъдат причинени от транзитиращи екзопланети, но PLATO ще може да открива и пропадания в яркостта на звездите в резултат на астеросеизмични осцилации, по които астрономите ще могат да определят важни звездни статистики, включително маса, радиус и, разбира се, възраст. Въпреки че причината, поради която магнитната активност може да повлияе на астеросеизмичните измервания, все още не е ясна, тя трябва да бъде взета предвид при наблюденията на PLATO, като екипът на Бетризи предполага, че може да се наложи преразглеждане на предишни измервания, като например тези, направени с космическия телескоп „Кеплер“ на НАСА.

Както описват Бетризи и колегите му в своя научен труд, това е „надвиснало предизвикателство“ за бъдещето на астеросеизмологията.

Снимка: Unsplash/NASA

Виж още: Вторият пациент с имплант на Neuralink го използва, за да играе Counter-Strike 2 (ВИДЕО)