Степень изменения солнечной активности может быть реконструирована за определенный период времени с использованием различных методов. Например, с 1610 года сохранились достоверные записи о пятнах, покрывающих нашу звезду, а концентрации радиоактивных изотопов углерода и бериллия в кольцах деревьев позволяют сделать выводы об уровне солнечной активности за последние 9 тысяч лет.
«В этот период Солнцу были свойственны регулярно повторяющиеся колебания сопоставимой силы, как и в течение последних десятилетий. Однако по сравнению со всей продолжительностью его жизни 9 тысяч лет – это мгновение ока», – рассказывает Тимо Рейнхольд из Института исследований Солнечной системы имени Макса Планка (Германия), ведущий автор исследования, представленного в журнале Science.
Поскольку невозможно напрямую определить, насколько активно Солнце было в давние времена и оценить степень его текущей «ярости», ученым приходится обращаться за помощью к похожим на него звездам, чтобы выяснить, «нормально» ли его поведение в сравнении с аналогами.
Для этого исследователи отобрали звезды-кандидаты, которые по своим свойствам напоминают Солнце. Помимо температуры поверхности, возраста и содержания более тяжелых элементов, чем водород и гелий, астрономы в первую очередь рассматривали их периоды вращения.
«Скорость, с которой звезда вращается вокруг своей оси, является критически важным параметром. Вращение способствует созданию ее магнитного поля, а оно, в свою очередь, является движущей силой, ответственной за все колебания активности, в ходе которых испускается энергетическое излучение», – пояснили авторы исследования.
Каталог, содержащий периоды вращения тысяч звезд, появился только в последние несколько лет. Он основан на данных измерений космического телескопа NASA «Kepler», который с 2009 по 2013 год в общей сложности отследил изменения яркости у приблизительно 150 тысяч звезд главной последовательности, то есть тех, что находятся на экваторе жизненного пути. Астрономы изучили этот огромный набор и выбрали из него объекты, совершающие один оборот вокруг своей оси за 20-30 земных дней (Солнце на один оборот затрачивает около 24,5 земного дня). В итоге осталось 369 звезд, которые напоминают Солнце и по другим фундаментальным свойствам.
«Точный анализ изменения яркости этих звезд показал четкую картину: в то время как между активной и неактивной фазами солнечное излучение колебалось в среднем всего на 0,07 процента, его аналоги демонстрировали гораздо большие колебания, примерно в пять раз сильнее. Мы были очень удивлены тем, что большинство похожих на Солнце звезд гораздо активнее его», – отметили авторы исследования.
Однако невозможно определить период вращения всех солнцеподобных звезд, наблюдаемых телескопом «Kepler», поэтому астрономы также изучили более 2,5 тысячи светил, у которых этот параметр неизвестен. Удивительно, но их яркость колебалась намного меньше, чем у первой группы.
«Эти результаты допускают две интерпретации. Возможно, есть еще какое-то пока не выявленное фундаментальное различие между звездами с известными и неизвестными периодами вращения. Однако также возможно, что звезды с известными и подобными Солнцу периодами вращения показывают нам колебания активности, на которые оно способно. Это означает, что наша звезда была необычайно спокойна в течение последних 9 тысяч лет и на очень больших временных масштабах вероятны периоды с гораздо большими колебаниями», – заключили авторы исследования.