Činnost Slunce za posledních 11 400 let, tj. Zpět na konec poslední doby ledové na Zemi, byla poprvé kvantitativně rekonstruována mezinárodní skupinou vědců vedenou Sami K. Solanki z Max Planck Institut pro výzkum sluneční soustavy (Katlenburg-Lindau, Německo). Vědci analyzovali radioaktivní izotopy ve stromech, které žily před tisíci lety. Jak vědci z Německa, Finska a Švýcarska informují o aktuálním čísle vědeckého časopisu Příroda z 28. října, je třeba se vrátit zpět za 8 000 let, abychom našli čas, kdy Slunce bylo v průměru aktivní jako za posledních 60 let. Na základě statistické studie o dřívějších obdobích zvýšené sluneční aktivity vědci předpovídají, že současná úroveň vysoké sluneční aktivity bude pravděpodobně pokračovat pouze několik dalších desetiletí.
Výzkumný tým již v roce 2003 našel důkazy o tom, že Slunce je nyní aktivnější než v předchozích 1000 letech. Nový soubor dat jim umožnil prodloužit délku studovaného období na 11 400 let, aby bylo možné pokrýt celou dobu od poslední doby ledové. Tato studie ukázala, že současná epizoda vysoké sluneční aktivity od roku 1940 je v posledních 8000 letech jedinečná. To znamená, že Slunce vytvořilo více slunečních skvrn, ale také více světlic a erupcí, které vypouštějí obrovské mraky plynu do vesmíru, než v minulosti. Původem a zdrojem energie všech těchto jevů je magnetické pole Slunce.
Od vynálezu dalekohledu na počátku 17. století astronomové pravidelně pozorovali sluneční skvrny. To jsou oblasti na solárním povrchu, kde je snížena dodávka energie ze solárního interiéru díky silným magnetickým polím, která mají v sobě. V důsledku toho jsou sluneční skvrny chladnější asi o 1 500 stupňů a ve srovnání s nemagnetickým prostředím se jeví průměrně tmavé při průměrné teplotě 5 800 stupňů. Počet slunečních skvrn viditelných na solárním povrchu se mění s 11letým cyklem aktivity Slunce, který je modulován dlouhodobými změnami. Například v druhé polovině 17. století nebyly vidět téměř žádné sluneční skvrny.
Pro mnoho studií týkajících se původu aktivního slunce a jeho potenciálního účinku na dlouhodobé změny zemského klimatu je časový interval od roku 1610, pro který existují systematické záznamy slunečních skvrn, příliš krátký. Pro dřívější čas musí být úroveň sluneční aktivity odvozena z jiných dat. Takové informace jsou uloženy na Zemi ve formě „kosmogenních“ izotopů. Jedná se o radioaktivní jádra, která jsou důsledkem kolizí částic energetických kosmických paprsků s molekulami vzduchu v horní atmosféře. Jedním z těchto izotopů je radioaktivní uhlík C-14 s poločasem rozpadu 5730 let, což je dobře známo z metody C-14 pro stanovení stáří dřevěných předmětů. Množství produkovaného C-14 silně závisí na počtu částic kosmického paprsku, které se dostanou do atmosféry. Toto číslo se zase mění s úrovní sluneční aktivity: v dobách vysoké aktivity poskytuje solární magnetické pole účinný štít proti těmto energetickým částicím, zatímco intenzita kosmického záření se zvyšuje, když je aktivita nízká. Proto vyšší sluneční aktivita vede k nižší rychlosti výroby C-14 a naopak.
Smícháním procesů v atmosféře se C-14 produkovaný kosmickým paprskem dostane do biosféry a část je začleněna do biomasy stromů. Některé kmeny stromů lze získat zpět z podzemí tisíce let po jejich smrti a lze měřit obsah C-14 uložený v jejich stromových prstencích. Rok, kdy byl C-14 začleněn, je určen porovnáním různých stromů s překrývajícími se životnostmi. Tímto způsobem lze měřit rychlost produkce C-14 zpětně v čase o více než 11 400 let, až do konce poslední doby ledové. Výzkumná skupina použila tato data k výpočtu variace počtu slunečních skvrn za těchto 11 400 let. Počet slunečních skvrn je dobrým měřítkem také pro sílu různých jiných jevů sluneční aktivity.
Metoda rekonstrukce sluneční aktivity v minulosti, která popisuje každý článek v komplexním řetězci spojujícím množství izotopů s počtem slunečních skvrn s konzistentními kvantitativními fyzikálními modely, byla testována a měřena porovnáním historického záznamu přímo měřených slunečních skvrn s dříve kratšími rekonstrukce na základě kosmogenního izotopu Be-10 v polárních ledových štítech. Modely se týkají produkce izotopů kosmickými paprsky, modulace toku kosmického paprsku meziplanetárním magnetickým polem (otevřený solární magnetický tok), jakož i vztahu mezi velkoplošným solárním magnetickým polem a číslem slunečních skvrn. Tímto způsobem bylo možné poprvé získat kvantitativně spolehlivou rekonstrukci počtu slunečních skvrn po celou dobu od konce poslední doby ledové.
Protože jas Slunce se mírně liší v závislosti na sluneční aktivitě, nová rekonstrukce naznačuje, že Slunce dnes svítí o něco jasněji než před 8 000 lety. Otevřenou otázkou je, zda tento účinek mohl významně přispět ke globálnímu oteplování Země během minulého století. Vědci v okolí Sami K. Solanki zdůrazňují skutečnost, že sluneční aktivita zůstala zhruba na konstantní (vysoké) úrovni od roku 1980 - kromě odchylek způsobených 11letým cyklem -, zatímco globální teplota zaznamenala další výrazný nárůst během tehdy. Na druhé straně poněkud podobné trendy sluneční aktivity a pozemské teploty v posledních stoletích (s výraznou výjimkou posledních 20 let) ukazují, že vztah mezi Sluncem a podnebím zůstává výzvou pro další výzkum.
Původní zdroj: Max Planck Society News Release
