עמית אורן
קישור ישיר לדף זה: https://www.hayadan.org.il/sun051104.html
קבוצת חוקרים בין-לאומית, בראשה עמד סמי ק סולנקי [Solanki] מהמכון לחקר מערכת השמש ע”ש מקס פלנק [Max Planck] שבקלטנבורג-לינדאו בגרמניה [Katlenburg-Lindau], בנתה דגם ראשון מסוגו שמטרתו לשחזר באופן כמותי את פעילות השמש על-פני 11,400 השנים האחרונות (משמע: החל מעידן הקרח האחרון שהתקיים על כדור הארץ). להשגת מטרתם, ניתחו המדענים איזוטופים רדיואקטיבים שנלקחו מעצים שצמחו וחיו לפני אלפי שנים; לפי דיווחם של מדענים מגרמניה, פינלנד ושוויץ למגזין המדע “Nature”, יש צורך “לחזור אחורה” 8,000 שנה על-מנת לחקור את אותן תקופות בהם הייתה השמש פעילה בממוצע כשם שהייתה בשישים השנים האחרונות. בעזרת סטטיסטיקות והסקת מסקנות מתקופות בהן הייתה פעילות שמשית מואצת, החוקרים חוזים שמפלס פעילותה הגבוהה של השמש ימשך למספר עשורים בלבד.
כבר בשנת 2003 מצא צוות המחקר עדות שהשמש פעילה יותר משהייתה באלף הקודם ונתונים חדשים שהשיגו איפשרו להם להרחיב את תחום-הזמן הנחקר ל-11,400 שנים. מחקר זה הראה שהתקופה העכשווית של פעילות שמשית גבוהה (שהחל בשנת 1940) ייחודית ל-8,000 שנה האחרונות. דבר זה אומר שעל פני השמש הופקו יותר כתמים ויותר התפרצויות-געשיות מאשר לפני תקופה זו. יש לציין שתוצאת התפרצויות-געשיות אלה הוא לבסוף פליטת ענני גז וחומר ענקיים אל החלל, שלעתים – מגיעים אל כדור-הארץ. השדה המגנטי של השמש הוא האשם בתופעות אלה.
מאז המצאת הטלסקופ בראשית המאה השבע-עשרה, אסטרונומים צפו בכתמי שמש על בסיס קבוע. הכתמים הם איזורים על-פני משטח השמש בהם האנרגיה המסופקת מפנים השמש מופחתת עקב השדה המגנטי החזק שאופף אותם. כתוצאה מכך: כתמי שמש קרים ב-1,500 מעלות לפחות משאר המשטח שסביבם (5,800 קלווין – טמפרטורת פני-השטח הממוצעת, 4000 קלווין – טמפרטורה ממוצעת של כתם שמש), ונראים כהים יותר ביחס לשכניהם חסרי השדה-המגנטי העצמי. מספר הכתמים הנראים על פני-שטח השמש משתנה לאורך אחת-עשרה השנים של מחזור החמה, אשר מווסת ע”י שינויים לתווך-הארוך. לדוגמה: לא היו כמעט כתמי-שמש במחציתה השניה של המאה השבע-עשרה.
למחקרים רבים הנוגעים בנושא הפעילות השמשית והשפעתה הפוטנציאלית על שינויים-תקופתיים באקלים כדה”א, התקופה בה באופן תאורטי המחקר מתחיל הוא בערך בשנת 1610 (השנה הראשונה ממנה קיימות עדויות ממשיות ורשומות בנוגע לכתמי שמש). אך פרק-זמן מוקצב זה קצר מדי, ועל-מנת להשיג מידע בנוגע לפעילות-השמש בתקופות מוקדמות יותר, יש לנתח נתונים ממקורות משניים. מקורות כאלה הם לדוגמה האיזוטופים הקוסמוגניים; אלה הם גרעינים רדיואקטיביים שנוצרו כתוצאה מהתנגשויות של חלקיקי קרניים-קוסמיות עם מולקולות האוויר שבשכבות העליונות של האטמוספירה. אחד מהאיזוטופים האלה הוא C-14 [פחמן ארבע-עשרה]; פחמן רדיואקטיבי בעל זמן מחצית חיים (Half-Life: הזמן הנדרש להתמעטות יסוד רדיואקטיבי עד למחצית מכמותו ההתחלתית) של כ-5730 שנים. בסוג כזה של פחמן משתמשים לרוב בכדי למדוד ולקבוע את גילם של חפצים העשווים מעץ. כמות פחמן ה-14 המופקת תלויה באופן-בולט בכמות הקרניים הקוסמיות (והחלקיקים הטעונים שבהם) שמגיעות לאטמוספירה. כמות קרניים אלה משתנה עם מדד הפעילות השמשית: בזמן פעילות שמשית גבוהה, השדה המגנטי של השמש מספק מגן יעיל כנגד חלקיקים טעונים אלה ע”י כך שמושך אותם אל השמש עצמה ומונע מהם להגיע אלינו – בעוד שהעוצמה של הקרניים הקוסמיות מתחזקת כאשר הפעילות השמשית נמוכה. לכן, ניתן להגיד שפעילות שמשית גבוהה מובילה לייצור נמוך יותר של C-14, וההיפך.
בתהליכי מיזוג שונים באטמוספירה, הפחמן-14 מגיע לביוספירה וחלקו משתלב בביומסה (משקל כולל של אורגניזמים ביחידת שטח נתונה) של עצים. ניתן להעלות גזעי-עצים מסויימים ממתחת לקרקע אף כאלפי שנים לאחר מותם, ותכולת ה C-14 הנשמרת בהם תוכל להימדד. השנה שבה הפחמן-14 התמזג באותם עצים מוחלטת ע”י השוואת עצים שונים וחפיפת תקופות-חיים. בשיטה זו, ניתן למדוד את תפוקת ה C-14 לאורך 11,400 שנים, עד לסופו של עידן-הקרח האחרון. קבוצת המחקר השתמשה במידע זה על-מנת לחשב את הסטייה במספר כתמי השמש לאורך 11,400 השנים האחרונות. מספר כתמי השמש הוא מדד טוב גם בשביל חוזקן של שאר תופעות שמשיות.
שיטת שחזור הפעילות השמשית נבחנה ונמדדה ע”י השוואת עדויות ורשומות הסטוריות של כתמי שמש מול מודלי-שחזור שנבנו על בסיס חלקיקי האיזוטופ הקוסמוגני Be-10 (בריליום עשר) שנמצאו בקטבי-כדה”א. המודלים נוגעים להפקתו של האיזוטופ ע”י קרניים-קוסמיות. כיוונה של הקרן הקוסמית משתנה באופן מתמיד ע”י השדה המגנטי הבינכוכבי, כמו-כן גם היחס בין השדה המגנטי השמשי הענק ומספר כתמי השמש. בדרך זו, בפעם הראשונה ניתן לבנות שחזור אמין למדי של מספר כתמי השמש מסוף תקופת עידן-הקרח האחרון ועד היום.
מכיוון שבהירות השמש משתנה קימעה בהתאם לפעילותה, השחזור מצביע על-כך שהשמש בהירה היום יותר משהייתה לפני 8,000 שנה. אומנם, לא ידוע האם אפקט זה השפיע באופן משמעותי על ההתחממות הגלובלית [Global Warming – עלייה בטמפרטורה הממוצעת של כדה”א, כתוצאה מאפקט-החממה]. החוקרים העובדים עם סולנקי [Solanki], מוביל המיזם, מדגישים את העובדה שפעילות השמש נשארה במידה קבועה וגבוהה בערך משנת 1980, ומלבד הסטיות הנוצרות עקב מחזור החמה ה-11 שנתי – עלתה הטמפרטורה הגלובאלית באופן בולט באותה תקופה. מאידך גיסא, הנטיות של הפעילות השמשית והיחס בינה לבין הטמפרטורה הארצית לאורך המאות האחרונות (עם חריגה נכבדת של עשרים השנה האחרונות) מראות כי הקשר בין השמש ופעילותה לאקלים הארצי נשארו אתגר למחקר מתמשך.
נלקח לראשונה מ: Max Planck Society News Release
לידיעה ביוניברס טודיי
תורגם ע”י: עמית אורן.
האגודה הישראלית לאסטרונומיה
ידען השמש
https://www.hayadan.org.il/BuildaGate4/general2/data_card.php?Cat=~~~996017298~~~12&SiteName=hayadan
