Νόμιζε ότι έβλεπε τον Ερμή γύρω από τον Ήλιο - Όσα είδε έλυσαν ένα μυστήριο

Ο διάσημος Γερμανός αστρονόμος Γιόχαν Κέπλερ, χωρίς να το γνωρίζει έκανε σκίτσα ηλιακών κηλίδων το 1607 από τις παρατηρήσεις του στην επιφάνεια του Ήλιου. Αιώνες αργότερα, τα πρωτοποριακά σχέδια του βοηθούν τους επιστήμονες να λύσουν ένα αστρονομικό μυστήριο.

Παρόλο που τα πάντα στο ηλιακό σύστημα περιστρέφονται γύρω από τον Ήλιο, οι επιστήμονες δεν έχουν ακόμη ξεκλειδώσει πολλά από τα μυστικά του αστεριού του αστρικού μας συστήματος.

Ωστόσο, η μελέτη της μεταβλητότητας του Ήλιου με την πάροδο του χρόνου, συμπεριλαμβανομένου του ηλιακού κύκλου, θα μπορούσε να απαντήσει σε μερικές από τις πιο μακροχρόνιες ερωτήσεις σχετικά με την πύρινη σφαίρα και πώς αλλάζει.

Μερικά από αυτά τα ερωτήματα περιστρέφονται γύρω από την ηλιακή δραστηριότητα τον 17ο αιώνα, που ήταν μια κομβική στιγμή για τη μελέτη του Ήλιου.

Οι αστρονόμοι παρατήρησαν ηλιακές κηλίδες με τηλεσκόπια για πρώτη φορά το 1610. Την ίδια στιγμή, ο ήλιος έκανε μια ασυνήθιστη μετάβαση σε μια εκτεταμένη περίοδο εξασθενημένης δραστηριότητας. Και τα παραμελημένα από καιρό σκίτσα του Κέπλερ, που αγνοήθηκαν επειδή ήταν σχέδια και όχι τηλεσκοπικές παρατηρήσεις, θα μπορούσαν να παρέχουν κρίσιμες ιστορικές γνώσεις.

Σύμφωνα με δημοσίευμα του CNN, μια νέα μελέτη που αναπαράγει τις συνθήκες κατά τις οποίες ο Κέπλερ έκανε τα σχέδιά του εμφανίστηκε στις 25 Ιουλίου στο The Astrophysical Journal Letters. «Ο Κέπλερ συνέβαλε σε πολλά ιστορικά σημεία αναφοράς στην αστρονομία και τη φυσική τον 17ο αιώνα, αφήνοντας την κληρονομιά του ακόμη και στη διαστημική εποχή», δήλωσε ο επικεφαλής συγγραφέας της μελέτης Hisashi Hayakawa, επίκουρος καθηγητής στο Ινστιτούτο Περιβαλλοντικής Έρευνας του Πανεπιστημίου Nagoya για το διάστημα.

«Εδώ, προσθέτουμε σε αυτό δείχνοντας ότι τα αρχεία ηλιακών κηλίδων του Κέπλερ προηγούνται κατά αρκετά χρόνια από τα υπάρχοντα τηλεσκοπικά αρχεία ηλιακών κηλίδων από το 1610. Τα σκίτσα του με τις ηλιακές κηλίδες χρησιμεύουν ως απόδειξη της επιστημονικής του οξυδέρκειας και της επιμονής του απέναντι στους τεχνολογικούς περιορισμούς».

Η ταραχώδης δραστηριότητα του Ήλιου

Ο Ήλιος βιώνει έναν 11χρονο κύκλο φθίνουσας δραστηριότητας, γνωστό ως ηλιακός κύκλος. Επί του παρόντος, οι επιστήμονες πιστεύουν ότι ο Ήλιος φτάνει ή πλησιάζει το ηλιακό μέγιστο, την ετήσια αιχμή της δραστηριότητάς του για τον τρέχοντα ηλιακό κύκλο, που ονομάζεται Ηλιακός Κύκλος 25.

Το ηλιακό μέγιστο συνήθως συνδέεται με την αύξηση του αριθμού των ηλιακών κηλίδων που είναι ορατές στην επιφάνεια του Ήλιου. Αυτές οι σκοτεινές περιοχές, μερικές από τις οποίες μπορεί να φτάσουν το μέγεθος της Γης ή μεγαλύτερες, οδηγούνται από τα ισχυρά και συνεχώς μεταβαλλόμενα μαγνητικά πεδία του ήλιου.

Σήμερα, οι επιστήμονες παρακολουθούν την ηλιακή δραστηριότητα χρησιμοποιώντας δεδομένα από επίγεια και διαστημικά παρατηρητήρια, μαγνητικούς χάρτες της ηλιακής επιφάνειας και υπεριώδεις παρατηρήσεις της εξωτερικής ατμόσφαιρας του ήλιου.

Αλλά και μόνο η προσπάθεια παρατήρησης του Ήλιου ήταν ένα δύσκολο κατόρθωμα πριν από αιώνες. Οι ηλιακές κηλίδες παρατηρήθηκαν με γυμνό μάτι μέσα από την ομίχλη, τον καπνό της φωτιάς ή κοντά στην ανατολή ή τη δύση του Ήλιου, όταν η ατμόσφαιρα βοηθά να μειωθεί η φωτεινότητα του αστεριού μας.

Ο Κέπλερ χρησιμοποίησε μια συσκευή που ονομάζεται camera obscura, η οποία χρησιμοποίησε μια μικρή τρύπα στο τοίχωμα του οργάνου για να προβάλει την εικόνα του ήλιου σε ένα φύλλο χαρτιού και σκιαγράφησε τα χαρακτηριστικά που παρατήρησε. Ο Κέπλερ πίστεψε λανθασμένα ότι είχε συλλάβει τον Ερμή να κινείται σε τροχιά κατά μήκος του ήλιου τον Μάιο του 1607, αλλά αργότερα ανακάλεσε την αναφορά του 11 χρόνια αργότερα και αποφάσισε ότι είχε παρατηρήσει μια ομάδα ηλιακών κηλίδων.

«Δεδομένου ότι αυτό το αρχείο δεν ήταν μια τηλεσκοπική παρατήρηση, έχει συζητηθεί μόνο στο πλαίσιο της ιστορίας της επιστήμης και δεν είχε χρησιμοποιηθεί για ποσοτικές αναλύσεις για τους ηλιακούς κύκλους του 17ου αιώνα», είπε ο Hayakawa υπογραμμίζοντας ότι «αυτό είναι το παλαιότερο σκίτσο ηλιακών κηλίδων που έγινε ποτέ με οργανική παρατήρηση και προβολή. Συνειδητοποιήσαμε ότι αυτό το σχέδιο ηλιακής κηλίδας θα μπορούσε να μας πει τη θέση της ηλιακής κηλίδας και να υποδείξει τη φάση του ηλιακού κύκλου το 1607».

Η διαχρονική κληρονομιά του Κέπλερ

Υπάρχουν ακόμη πολλά να μάθουμε από ιστορικές προσωπικότητες όπως ο Κέπλερ, δήλωσε η συν-συγγραφέας της μελέτης Sabrina Bechet, ερευνήτρια στο Βασιλικό Αστεροσκοπείο του Βελγίου.

«Όπως μου είπε ένας από τους συναδέλφους μου, είναι συναρπαστικό να βλέπεις τα αρχεία κληρονομιάς ιστορικών προσώπων να μεταφέρουν κρίσιμες επιστημονικές επιπτώσεις στους σύγχρονους επιστήμονες ακόμη και αιώνες αργότερα», είπε ο Bechet. «Στην περίπτωση του Κέπλερ, στεκόμαστε στους ώμους ενός επιστημονικού γίγαντα».

Τα σκίτσα του Kepler βοηθούν στην ενημέρωση των συνεχιζόμενων συζητήσεων σχετικά με τους ηλιακούς κύκλους που οδήγησαν στο Maunder Minimum, το οποίο θα μπορούσε επίσης να βοηθήσει τους αστρονόμους να διαμορφώσουν τις συνθήκες πριν από το συμβάν, είπε ο Hayakawa.

«Εντοπίζοντας τα ευρήματα του Kepler σε ευρύτερες ανακατασκευές ηλιακής δραστηριότητας, οι επιστήμονες αποκτούν κρίσιμο πλαίσιο για την ερμηνεία των αλλαγών στην ηλιακή συμπεριφορά σε αυτήν την κομβική περίοδο που σηματοδοτεί μια μετάβαση από τους κανονικούς ηλιακούς κύκλους στο μεγάλο ηλιακό ελάχιστο», είπε.

Ο Miesch χαρακτήρισε τη νέα μελέτη «εντυπωσιακό έργο» και ένα παράδειγμα αστυνομικής δουλειάς που πειράζει νέες ιδέες από ιστορικά αρχεία.

«Η μακρά ιστορία των παρατηρήσεων των ηλιακών κηλίδων παρέχει έναν σύνδεσμο διαμέσου των αιώνων με γενιές αστρονόμων που αντιμετώπισαν τον ήλιο με ευλάβεια και περιέργεια που έχει προχωρήσει από δεισιδαιμονία στον επιστημονικό έλεγχο και στην κατανόηση. Είναι εμπνευσμένο να βλέπουμε ότι οι αστρονόμοι του παρελθόντος συνεχίζουν να συμβάλλουν στην επιστημονική ανακάλυψη. Και οι προσπάθειές τους είναι πιο σημαντικές τώρα από όσο θα μπορούσαν ποτέ να φανταστούν, καθώς η τεχνολογική μας κοινωνία γίνεται όλο και πιο ευάλωτη στη διαχρονική αποτρίχωση και εξασθένηση της ηλιακής δραστηριότητας».