ดวงอาทิตย์ เป็นดาวฤกษ์ ณ ใจกลางระบบสุริยะ

นักฟิสิกส์สุริยะทั่วโลกค้นหาคำอธิบายที่น่าพอใจมานานแล้วสำหรับความผันผวนของวัฏจักรกิจกรรมที่ทับซ้อนกันของดวงอาทิตย์ นอกเหนือจาก "Schwabe cycle" ที่มีชื่อเสียงที่สุดประมาณ 11 ปีแล้ว ดวงอาทิตย์ยังแสดงความผันผวนที่ยาวนานกว่า ตั้งแต่หลายร้อยถึงหลายพันปี ตัวอย่างเช่น "วัฏจักร Gleissberg" (ประมาณ 85 ปี) "วัฏจักร Suess-de Vries" (ประมาณ 200 ปี) และวัฏจักรเสมือนของ "Bond events" (ประมาณ 1,500 ปี) ซึ่งแต่ละอย่างตั้งชื่อตาม ผู้ค้นพบ ไม่ต้องสงสัยเลยว่าสนามแม่เหล็กสุริยะควบคุมความผันผวนของกิจกรรมเหล่านี้ คำอธิบายและแบบจำลองในแวดวงผู้เชี่ยวชาญบางส่วนมีความแตกต่างอย่างกว้างขวางว่าทำไมสนามแม่เหล็กถึงเปลี่ยนแปลงเลย ดวงอาทิตย์ถูกควบคุมจากภายนอกหรือว่าสาเหตุของวัฏจักรหลายวัฏจักรอยู่ในลักษณะพิเศษของตัวไดนาโมสุริยะเอง Frank Stefani นักวิจัย HZDR และเพื่อนร่วมงานของเขาค้นหาคำตอบมานานหลายปี โดยส่วนใหญ่เป็นคำถามที่ถกเถียงกันมากว่าดาวเคราะห์มีบทบาทในกิจกรรมสุริยะหรือไม่ การเคลื่อนที่ของดวงอาทิตย์เป็นรูปดอกกุหลาบทำให้เกิดวัฏจักร 193 ปี ล่าสุด นักวิจัยได้ตรวจสอบการเคลื่อนที่ของวงโคจรของดวงอาทิตย์อย่างใกล้ชิด ดวงอาทิตย์ไม่ได้หยุดนิ่งอยู่ที่ศูนย์กลางของระบบสุริยะ: มันทำการเต้นรำแบบหนึ่งในสนามโน้มถ่วงร่วมกับดาวเคราะห์ขนาดใหญ่อย่างดาวพฤหัสบดีและดาวเสาร์ ในอัตรา 19.86 ปี เราทราบจากโลกว่าการหมุนรอบตัวเองในวงโคจรทำให้เกิดการเคลื่อนไหวเล็กๆ ในแกนของเหลวของโลก สิ่งที่คล้ายกันนี้เกิดขึ้นภายในดวงอาทิตย์เช่นกัน แต่สิ่งนี้ยังถูกละเลยไปจนบัดนี้เกี่ยวกับสนามแม่เหล็กของมัน นักวิจัยเกิดความคิดที่ว่าส่วนหนึ่งของโมเมนตัมการโคจรเชิงมุมของดวงอาทิตย์สามารถถ่ายโอนไปยังการหมุนของมันได้ และส่งผลต่อกระบวนการไดนาโมภายในที่สร้างสนามแม่เหล็กสุริยะ การควบรวมดังกล่าวจะเพียงพอที่จะเปลี่ยนความจุแม่เหล็กที่ไวมากของชั้นเก็บความร้อนของทาโคไลน์ ซึ่งเป็นบริเวณเปลี่ยนผ่านระหว่างการขนส่งพลังงานประเภทต่างๆ ภายในดวงอาทิตย์ "สนามแม่เหล็กที่ขดเป็นวงสามารถพุ่งเข้าหาพื้นผิวดวงอาทิตย์ได้ง่ายขึ้น" สเตฟานีกล่าว นักวิจัยรวมการรบกวนเป็นจังหวะของความเร็วรอบเข้ากับการคำนวณแบบจำลองก่อนหน้าของไดนาโมพลังงานแสงอาทิตย์ทั่วไป และด้วยเหตุนี้พวกเขาจึงสามารถจำลองปรากฏการณ์วัฏจักรหลายอย่างที่ทราบจากการสังเกตได้ สิ่งที่น่าทึ่งที่สุดคือ นอกเหนือไปจากวัฏจักร Schwabe 11.07 ปีที่พวกเขาได้จำลองไว้ในงานก่อนหน้านี้แล้ว ความแรงของสนามแม่เหล็กก็เปลี่ยนไปในอัตรา 193 ปีเช่นกัน นี่อาจเป็น Suess-de Vries ของ ดวงอาทิตย์ รอบซึ่งจากการสังเกตมีรายงานว่า 180 ถึง 230 ปี ในทางคณิตศาสตร์ ช่วงเวลา 193 ปีเกิดขึ้นจากสิ่งที่เรียกว่าช่วงเวลาจังหวะระหว่างวัฏจักร 19.86 ปีกับวัฏจักร Schwabe สองเท่าหรือที่เรียกว่าวัฏจักรเฮล ดังนั้น วัฏจักร Suess-de Vries จึงเป็นผลมาจากการรวมกันของ "นาฬิกา" ภายนอกสองเรือน: ดาวเคราะห์ ดาวเคราะห์เป็นเครื่องเมตรอนอม สำหรับวัฏจักร 11.07 ปี Stefani และนักวิจัยของเขาเคยพบหลักฐานทางสถิติที่ชัดเจนว่าต้องเป็นไปตามนาฬิกาภายนอก พวกเขาเชื่อมโยง "นาฬิกา" นี้เข้ากับแรงน้ำขึ้นน้ำลงของดาวศุกร์ โลก และดาวพฤหัสบดี ผลกระทบจะยิ่งใหญ่ที่สุดเมื่อดาวเคราะห์อยู่ในแนวเดียวกัน ซึ่งเป็นกลุ่มดาวที่เกิดขึ้นทุกๆ 11.07 ปี สำหรับวัฏจักร 193 ปี ผลกระทบทางกายภาพที่ละเอียดอ่อนก็มีส่วนสำคัญด้วยเช่นกัน เพื่อกระตุ้นผลกระทบที่เพียงพอของแรงน้ำขึ้นน้ำลงที่อ่อนแอของดาวเคราะห์บนไดนาโมสุริยะ หลังจากเริ่มมีความสงสัยต่อสมมติฐานของดาวเคราะห์ สเตฟานีสันนิษฐานว่าการเชื่อมต่อเหล่านี้ไม่ใช่เรื่องบังเอิญ "ถ้าดวงอาทิตย์กำลังเล่นตลกกับเราที่นี่ มันก็จะสมบูรณ์แบบอย่างเหลือเชื่อ หรืออันที่จริง เราเพิ่งเข้าใจภาพรวมของวัฏจักรกิจกรรมสุริยะทั้งระยะสั้นและระยะยาว" ในความเป็นจริง ผลลัพธ์ปัจจุบันยังยืนยันย้อนหลังด้วยว่ารอบ 11 ปีต้องเป็นกระบวนการที่กำหนดเวลาไว้ มิฉะนั้น การเกิดช่วงเวลาจังหวะจะเป็นไปไม่ได้ในทางคณิตศาสตร์ เข้าสู่ความโกลาหล: การล่มสลาย 1,000-2,000 ปีไม่สามารถคาดเดาได้แม่นยำกว่านี้ นอกจากวงจรกิจกรรมที่ค่อนข้างสั้นแล้ว ดวงอาทิตย์ยังแสดงแนวโน้มระยะยาวในช่วงพันปีอีกด้วย สิ่งเหล่านี้มีลักษณะเฉพาะคือกิจกรรมที่ลดลงเป็นเวลานานเรียกว่า "ค่าต่ำสุด" เช่น "ค่าต่ำสุดของ Maunder" ล่าสุดซึ่งเกิดขึ้นระหว่างปี 1645 ถึง 1715 ในช่วง "ยุคน้ำแข็งน้อย" โดยการวิเคราะห์ค่าต่ำสุดที่สังเกตได้ทางสถิติ นักวิจัยสามารถแสดงให้เห็นว่าสิ่งเหล่านี้ไม่ใช่กระบวนการที่เป็นวัฏจักร แต่การเกิดขึ้นในช่วงเวลาประมาณหนึ่งถึงสองพันปีเป็นไปตามกระบวนการสุ่มทางคณิตศาสตร์ ในการตรวจสอบสิ่งนี้ในแบบจำลอง นักวิจัยได้ขยายการจำลองไดนาโมพลังงานแสงอาทิตย์เป็นระยะเวลานานขึ้นถึง 30,000 ปี ในความเป็นจริง นอกจากรอบที่สั้นกว่าแล้ว ยังมีกิจกรรมแม่เหล็กลดลงอย่างกะทันหันและผิดปกติทุกๆ 1,000 ถึง 2,000 ปี "เราเห็นในการจำลองของเราว่าความไม่สมมาตรในแนวเหนือ-ใต้ก่อตัวอย่างไร ซึ่งในที่สุดจะรุนแรงเกินไปและไม่ซิงค์กันจนกระทั่งทุกอย่างพังทลายลง ระบบเข้าสู่ความสับสนอลหม่านและใช้เวลาสักพักในการกลับมาซิงค์อีกครั้ง" สเตฟานีกล่าว แต่ผลลัพธ์นี้ยังหมายความว่าการคาดการณ์กิจกรรมแสงอาทิตย์ในระยะยาว เช่น เพื่อกำหนดอิทธิพลต่อการพัฒนาสภาพภูมิอากาศ แทบจะเป็นไปไม่ได้เลย