Nem sokkal azután, hogy a 17. században európai csillagászok megépítették az első távcsöveiket, sötét foltokat figyeltek meg a Nap felszínén. A modern kor csillagászai számára egy rejtélyt is továbbadtak: körülbelül 1645-től 1715-ig a foltok, amikről ma már tudjuk, hogy a napaktivitás jelzői, jórészt eltűntek. A napfoltok számolásával és más történelmi megfigyelésekkel foglalkozó John Eddy csillagász közel ötven évvel ezelőtt jutott arra a megállapításra, hogy a Nap gyakorlatilag hetven éven át “sziesztázott”. Az időszakot a jelenséget korábban tanulmányozó csillagász házaspár után Maunder-minimumnak nevezte el.

Úgy tűnik, hogy nem a Nap az egyetlen csillag, amely hosszas pihenőkre vonul olykor. Több évtizednyi, a csillagaktivitás követésére alkalmas hullámhosszon szerzett adat összegyűjtése után azonosítottak egy másik csillagot, ami éppen saját Maunder-minimumát tölti. A témával foglalkozó tanulmányt az arXiv weboldalon tették közzé, segítségével pedig megmagyarázhatják, hogy mi vezethetett a Nap szokatlan viselkedéséhez négyszáz évvel ezelőtt; sőt az eredmények alapján több hasonló periódus várható.

A módszerrel tulajdonképpen a Nap múltját és jövőjét lehet tanulmányozni. Az új eredmény is alátámasztja azt az elméletet, miszerint az ilyen minimumok a Nap típusú csillagok mágneses terében történő kritikus változásoknak a tünetei, ami az életük nagyjából felénél következik be (viccesen nevezhetnénk életközépi válságnak is). Vannak olyan elméletek is, hogy a Nap mágneses terének változása segítette a földi élet kifejlődését is, és így a hasonló fejlődési stádiumban tartózkodó csillagok körül nagyobb eséllyel találhatunk valamilyen életet.

A napfoltok száma 11 éves ciklussal nő majd csökken. Bal oldalon látható a napminimum idején látható ,,eseménytelen” Nap, míg jobb oldalon a napmaximum során megfigyelhető megannyi aktivitás. (Forrás: Mark Garlick / Science)

Azt már évtizedek óta tudjuk, hogy a Nap aktivitása növekszik és csökken egy durván 11 éves ciklussal, ami a mágneses pólusok kicserélődésének gyakoriságával függ össze. A napmaximum idején megszaporodnak a napfoltok, a mágneses tér olyan gyenge pontjait jelölve, ahonnan a Nap légkörében található plazma hevesen ki tud törni (például koronaanyag-kidobódás vagy CME). Fedeztek már fel fiatal, foltos felszínű csillagokat hasonló aktivitási ciklussal és más, idősebb csillagokat amelyek teljesen stabil aktivitást mutattak; eddig viszont egyetlen foltos csillagot sem találtak, amely hirtelen teljesen elcsendesedett volna.

Anna Baum egyetemista 2018-ban kezdte el a Mount Wilson Obszervatórium és a W. M. Keck Obszervatórium archívumaiban kutatni, ennek során 59 különböző csillag megfigyelési adatait gyűjtötte össze az elmúlt ötven évből. A Keck méréseiben viszont volt egy hétéves szünet, amikor az egyik detektort továbbfejlesztették; ez idő alatt az egyik csillag drasztikusan átalakult. Az aktivitása az addig közel stabil 17 éves ciklusról gyakorlatilag teljesen megszűnt, és az elmúlt 18 évben így is maradt.

Baum először azt gondolta, hogy valamilyen hibát követett el, lehet, hogy a távcsövek két különböző csillagot figyeltek meg. Idén viszont sikerült a hétéves szünetet kitöltő mérési adatokat szerezni, amelyek megörökítették ahogyan a csillag elcsendesedett. Mindez megerősít egy népszerű elméletet is, amely a csillagok hosszas inaktív időszakait magyarázza. Ahogyan a csillagok öregszenek, egyre lassabban forognak, mert a kibocsátott csillagszél egyfajta mágneses fékezőerőként hat rájuk; olyasmi, mint mikor a jégtáncos pörgés közben kinyújtja a karjait és lelassul. Egy 2016-os kutatásban fedezték fel, hogy fejlődésük egy pontján a csillagok már nem lassulnak tovább, forgási sebességük stabilizálódik; ezt akkor a mágneses térben történő változásokkal magyarázták.

Tavaly jelent meg egy új tanulmány, melyben számítógépes szimulációkkal vizsgálták meg a felvetést, és sikeresen összekapcsolták a stabilizálódó forgási sebességet a gyengülő mágneses térrel. Az átmenet során, ahogyan a csillag ,,lusta” állapota felé tart, a mágneses térben fellépő véletlenszerű perturbációk olyan átmeneti inaktív fázisokhoz vezethetnek, mint a Maunder-minimum. Az elmélet szerint ez az átmeneti állapot a középkorú csillagokban jelenik meg, mint a mi Napunk vagy a frissen azonosított, éppen pihenő csillag is. Az új eredmény megerősítette az elmúlt évek elméleti és modellezési eredményeit, biztosíthatja a hiányzó láncszemet a csillagfejlődésről alkotott képünkben.

A Nap mágneses átalakulása valószínűleg akkortájt kezdődhetett, amikor az első élőlények kimásztak az óceánokból; lehet, hogy ez nem véletlen egybeesés. Az aktív csillagokból kiáramló és a felszínre beeső részecskék, sugárzás károsítja a DNS-t és különféle mutációkat serkent, ami gyorsítja az evolúciót. Elképzelhető, hogy a ,,káros” sugárzás is kulcsfontosságú része az élet kialakulásának, egy ponton túl viszont már veszélyt jelent a komplex életformákra. Az éppen átmeneti fázisban tartózkodó csillagok ideális egyensúlyt teremthetnek a mutációkat elősegítő sugárzás és a már kialakult élet védelme között. Meglehet, hogy a technológiailag fejlett civilizációk keresésében érdemes az életük második felében járó csillagok közelében nézelődni.

Forrás: Science