חוקרים מזהים זרמים בצורת מערבולת בשמש, הנקראים גלי רוסבי, כמתווכים בין השפעות הגיאות של נוגה, כדור הארץ וצדק על הפעילות המגנטית של השמש
חוקרים ב-HZDR ובאוניברסיטה של לטביה הציעו את ההסבר הפיזיקלי המקיף הראשון למחזורי הפעילות השונים של השמש. הם מזהים זרמים בצורת מערבולת בשמש, הנקראים גלי רוסבי, כמתווכים בין השפעות הגיאות של נוגה, הארץ וצדק על הפעילות המגנטית של השמש. המחקר הזה מציג מודל עקבי למחזורי שמש באורכים שונים ומעלה טיעון חזק שתומך בהשערת כוכבי הלכת שהייתה בעבר שרויה במחלוקת. הממצאים התפרסמו בכתב העת Solar Physics.
למרות שהשמש, בהיותה קרובה אלינו, היא הכוכב שנחקר הכי טוב, שאלות רבות לגבי הפיזיקה שלה לא נענו בשלמותן. ביניהן התנודות הקצביות בפעילות השמשית. הכי מפורסמת מהן היא שבממוצע השמש מגיעה לקרינה מירבית כל אחת עשרה שנים – המומחים מכנים זאת מחזור שוואב. מחזור פעילות זה מתרחש כי השדה המגנטי של השמש משתנה במהלך המחזור הזה ובסופו של דבר הופך קוטביות. זה לכשעצמו לא חריג לגבי כוכב – אלמלא העובדה שמחזור שוואב יציב להפליא.
את מחזור שוואב מכסות תנודות אחרות, פחות בולטות, בפעילות שנעה בין כמה מאות ימים לכמה מאות שנים, וכל אחת מהן נקראת על שם המגלה שלה. למרות שנעשו כבר ניסיונות שונים להסביר את המחזורים והחישובים המתמטיים האלה, אין עדיין מודל פיזיקלי מקיף.
במשך כמה שנים ד"ר פרנק שטפני מהמכון לדינמיקת זורמים של HZDR תמך ב"השערת כוכבי הלכת" כי ברור שהכבידה של כוכבי הלכת מפעילה השפעת גיאות על השמש, בדומה להשפעה של הירח על הארץ. ההשפעה הזאת הכי חזקה כל 11.07 שנים: כששלושת כוכבי הלכת נוגה, הארץ וצדק מיושרים עם השמש בקו בולט במיוחד, בדומה לגיאות ושפל עם הפרש מכסימלי בכדור הארץ במולד הירח או בירח מלא. זה חופף באופן בולט למחזור שוואב.
השדה המגנטי של השמש נוצר על ידי תזוזות מורכבות של הפלסמה המוליכה חשמל בתוך השמש. "אפשר לדמות את זה לדינמו ענק. הדינמו השמשי הזה יוצר מחזור פעילות של בערך 11 שנים בזכות עצמו, אבל אנחנו חושבים שהשפעת כוכבי הלכת מתערבת אז בפעולת הדינמו הזה, נותנת לו כל שוב ושוב דחיפה קטנה ובכך כופה על השמש את המקצב היציב באופן חריג של 11.07 שנים", מספיר שטפני.
לפני כמה שנים הוא ועמיתיו גילו הוכחות חזקות לקיומו של תהליך מתוזמן מסוג זה בנתוני התצפיות הקיימים. הם גם הצליחו להתאים בין מחזורי שמש שונים ותנועת כוכבי הלכת רק באמצעות שיטות מתמטיות. אבל בתחילה אי אפשר היה להסביר את המיתאם באופן מספק מבחינה פיזיקלית.
"עכשיו מצאנו את המנגנון הפיזיקלי שבבסיס. אנחנו יודעים כמה אנרגיה דרושה לסנכרן את הדינמו, ואנחנו יודעים שאת האנרגיה הזאת יכולים להעביר גלי רוסבי. מה שנהדר הוא שעכשיו אנחנו יכולים להסביר לא רק את מחזור שוואב ומחזורי שמש ארוכים יותר אלא גם את מחזורי ריגר הקצרים יותר שאפילו לא חשבנו עליהם קודם", אומר שטפני.
גלי רוסבי הם זרמים בצורת מערבולת בשמש הדומים לתנועות הגלים בקנה מידה גדול באטמוספירה של הארץ ששולטות במערכות לחץ גבוה ונמוך. החוקרים חישבו שלכוחות הגיאות בזמן גיאות עם הפרש מכסימלי בין כל זוג משלושת כוכבי הלכת נוגה, הארץ וצדק יש את התכונות שמתאימות בדיוק להפעלת גלי רוסבי – תובנה עם הרבה השלכות: ראשית, גלי רוסבי אלה משיגים אז מהירויות גבוהות מספיק כדי לתת לדינמו השמשי את הכוח המניע הנחוץ. שנית, זה קורה כל 118, 193 ו-299 ימים בהתאם למחזורי ריגר שנצפו בשמש. ושלישית, אפשר לחשב את כל מחזורי השמש הנוספים על הבסיס הזה.
כאן נכנסת המתמטיקה: המיזוג של שלושת מחזורי ריגר הקצרים יוצר אוטומטית את מחזור שוואב הבולט של 11.07 שנים. והמודל אפילו מנבא תנודות ארוכות טווח של השמש כי תנועת השמש סביב מרכז הכובד של מערכת השמש גורמת מחזור פעימה של 193 שנים על בסיס מחזור שוואב. זה מתאים לסדר הגודל של מחזור אחר שנצפה, מחזור סוס-דה פריז.
בהקשר הזה, המדענים גילו מיתאם מרשים בין המחזור של 193 שנים שחושב ותנודות תקופתיות בנתוני אקלים. זה עוד טיעון חזק לטובת השערת כוכבי הלכת כי "את השיא החד של סוס-דה פריז אחרי 193 שנים אי אפשר כמעט להסביר בלי יציבות מופע במחזור שוואב, שנמצאת רק בתהליך מתוזמן", מעריך שטפאני.
עוד בנושא באתר הידען:
