Ajaloolised vaatlused aitavad aru saada sellest, mis toimub Päikese sees

Tartu Observatoorium | 10.05.2010

Jaan Pelt koos kaasautorite Maarit Korpi ja Ilkka Tuomineniga Helsingi Ülikoolist töötasid välja uue meetodi päikeseplekkide statistiliseks uurimiseks. Meetodi rakendamine ajaloolisele päikeseplekkide andmebaasile võimaldas saada informatsiooni plekke tekitava mehhanismi käitumisest Päikese konvektiivses kestas.

Päikeseplekid on väikesed tumedad alad Päikese pinnal, mis ilmuvad mõneks päevaks või harva ka pikemaks ajaks. Plekid markeerivad alasid kus Päikese magnetväli võib olla tuhandeid kordi suurem kui Maa magnetväli. Tüüpiliselt esinevad plekid rühmadena, mis koosnevad kahest erineva polaarsusega plekist.

Päikeseplekid on astronoomidele huvi pakkunud juba ammu. Tuletagem siin meelde kasvõi Galileo poolt teostatud esimesi teleskoobivaatlusi. Kaasaegne süstemaatiline päikeseplekkide katalogiseerimine algas aga Greenwichi Kuningliku Observatooriumi juhtimisel 1874. aasta maikuus. Seda katalogiseerimist jätkasid hiljem ameerika õhujõudude alluvuses olev päikese optilise jälgimise võrgustik ja NOAA (National Oceanic and Atmospheric Administration). Tulemusena on meil olemas küllaltki pikk ja täielik päikeseplekkide kataloog.

Päikeseplekkide statistikat on uuritud juba vähemalt 120 aastat ja siin on raske midagi uut ja oluliselt huvitavat välja mõelda. Ometi tõid Jaan Peldi ja kaastööliste uuringud välja mõned uued momendid, mis on huvitavad ja olulised Päikese uurimisel, eriti päikese-dünamo mudelarvutuste ja tegelike vaatluste sidumisel.

Autorid lähtusid neljast lihtsast printsiibist:

• Olulised on kohad Päikese pinnal, kus plekid tekivad (on esimest korda vaadeldud).
• Kasutada tuleb kõiki olemasolevaid andmeid ilma eelneva selekteerimise ja filtreerimiseta.
• Analüüsi meetod ei tohi sisaldada ühtegi uurija poolt fikseeritud parameetrit.
• Meetod ei tohi ka sõltuda uurija poolt eeldatavatest statistilise jaotuse kujudest.
• Statistilise meetodi arvutuslik külg peab olema lihtne, nii et arvutusi saaks sõltumatult kontrollida.

Toome siin ära ka artiklis saadud põhilised tulemused:

• Päikeseplekkide ajaline jaotus on ära määratud sügavamal toimuvate protsesside ajalisest käitumisest. Nii nimetatud aktiivsuse alad on tunduvalt pikaajalisemad kui üksikud päikeseplekid. Uued plekid tekivad eelistatult juba varem tekkinud plekkide lähedusse.
• Päikese konvektiivses kihis toimuvate protsesside keskmine pöörlemiskiirus on 14.338±0.040 kraadi päevas Päikese põhjapoolkeral ja 14.342±0.043 kraadi päevas Päikese lõunapoolkeral.
• Plekke tekitavad protsessid konvektiivse kihi sees võtavad osa diferentsiaalsest pöörlemisest. Selline pöörlemine sumbub (liikudes ekvaatorist kaugemale) mõnevõrra laugemalt, kui võrrelda plekkide endaga.
• Plekke tekitavate protsesside tüüpiline eluaeg on 10-15 Carringtoni pööret.
• Plekkide tekkimiskohtade korreleeritus on suurem ekvaatorile lähemal.
• Statistilise analüüsi tulemusena saadud pilt ei lange kokku pildiga, mis on saadud mudelarvutuste tulemusena. Vaadeldud faasisegunemise nähtused konvektiivses tsoonis on tõsiseks väljakutseks teoreetikutele ja numbrilistele modelleerijatele.

Uue meetodi poolt saadud tulemusi, eriti aga plekkide tekkimise tsooni diferentsiaalse pöörlemise parameetreid on plaanis võrrelda helioseismoloogia tulemustega. Kui tulemused on sarnased, siis võime öelda, et meil on nüüd kaks erinevat võimalust vaadelda Päikese sisse – esiteks uurides akustilisi kajasid ja teiseks kogudes hoolega pikaajalist statistilist informatsiooni pinnanähtuste kohta.

Artikkel: Solar active regions: a nonparametric statistical analysis

Allikas: Ajaloolised vaatlused aitavad aru saada sellest, mis toimub Päikese sees (Tartu Observatooriumi teadusuudised)

Märksõnad: Päike, päikeseplekid, Tartu Observatoorium