היסטוריה של כתמי השמש

ציר זמן

1. דצמבר 1610

   הריוט משרטט כתמים, ולא מפרסם

   המתמטיקאי האנגלי תומס הריוט כיוון טלסקופ אל השמש ושרטט אותה עם כתמים. השרטוט במחברת שלו מתוארך ל-8 בדצמבר 1610, וזה השרטוט הטלסקופי המוקדם ביותר של כתמי שמש שידוע לנו. הריוט המשיך לשרטט כתמים עד 1612, אבל לא פרסם דבר.

   הוא הסתכל בשמש ישירות דרך הטלסקופ, ורק בשעה הראשונה אחרי הזריחה, כשהערפל מעל נהר התמזה עמעם אותה. אל תנסו את זה: ראו את העמוד על תצפית בטוחה.

   החיבור המודפס הראשון על כתמים שנצפו בטלסקופ הוא של יוהנס פבריציוס, שיצא לאור בוויטנברג שבגרמניה ב-1611.

2. 1612–1613

   הוויכוח בין גלילאו לשיינר

   כריסטוף שיינר, ישועי ופרופסור למתמטיקה באינגולשטדט, שלח בסוף 1611 שלושה מכתבים על הכתמים לסוחר מרקוס ולזר באאוגסבורג. ולזר הדפיס אותם בתחילת 1612 בשם הבדוי Apelles latens post tabulam, "אפלס המסתתר מאחורי התמונה", על שם צייר יווני מפורסם. שיינר טען שהכתמים הם גופים קטנים שמקיפים את השמש, ושהשמש עצמה שלמה וללא פגם.

   גלילאו גליליי ענה בשלושה מכתבים לוולזר, מ-4 במאי, מ-14 באוגוסט ומ-1 בדצמבר 1612. הוא הראה שהכתמים נמצאים על פני השמש או צמוד אליהם: הם מתקצרים ומאטים ליד שולי הדיסקה, בדיוק כמו נקודה מצוירת על כדור מסתובב. מכאן הסיק שהשמש מסתובבת סביב עצמה, בערך פעם בחודש. המכתבים יצאו לאור ברומא ב-1613, בספר Istoria e dimostrazioni intorno alle macchie solari.

   את הטיעון של גלילאו אפשר לבדוק בעצמכם במעבדת הסיבוב, כולל המחוון "מה טען שיינר". בהמשך שינה שיינר את דעתו וקיבל שהכתמים נמצאים על השמש עצמה.

   גלילאו מול SDO

   בשורה העליונה: שני ציורים של גלילאו מיוני 1612, כפי שהודפסו בספר מ-1613. בשורה התחתונה: שתי תמונות של הלוויין SDO מספטמבר 2026. בכל שורה התמונה השמאלית מוקדמת ביום אחד מהימנית, כך שקוראים את השינוי משמאל לימין, באותו כיוון שבו הכתמים נעים.

   

   

   

   

   בציורים של גלילאו הקבוצה המסומנת R זזה ימינה מיום ליום, והכתם M, שהיה צמוד לשוליים הימניים ב-28 ביוני, כבר לא נראה ב-29 ביוני: הסיבוב של השמש העביר אותו לצד האחורי. גם בתמונות של SDO הכתמים זזים ימינה, ומתקרבים זה לזה ככל שהם מתקרבים לשוליים.

   הציורים מוצגים כפי שהודפסו, בלי סיבוב ובלי שיקוף. בשני המקורות הכתמים נעים משמאל לימין, ולכן אין צורך לשקף. אבל הציורים נעשו בהקרנה על דף, ולא ידוע לנו בדיוק איך הדף היה מכוון. לכן הצפון של השמש לא בהכרח למעלה בציור, וייתכן שהמסלולים נוטים בזווית אחרת מאשר בתמונות של SDO, שבהן הצפון תמיד למעלה.

   הציורים: Galileo Galilei, Istoria e dimostrazioni intorno alle macchie solari, רומא 1613, עמודים 84 ו-85. סריקה שלBibliothèque nationale de France (עותק של מצפה הכוכבים של פריז), דרך Wikimedia Commons, נחלת הכלל (Public Domain Mark 1.0). חתכנו את השוליים של הדף. תמונות השמש:Courtesy of NASA/SDO and the HMI science team. פרטים מלאים באודות ומקורות.

3. 1612

   קסטלי ושיטת ההקרנה

   בנדטו קסטלי, נזיר בנדיקטיני ותלמיד של גלילאו, מצא דרך לראות את השמש בלי להסתכל בה: מכוונים את הטלסקופ לשמש, ומחזיקים מאחורי העינית דף לבן. על הדף מופיעה תמונה של הדיסקה, ואפשר לסמן עליה את הכתמים בעיפרון.

   גלילאו תיאר את השיטה במכתבו השני לוולזר, ב-14 באוגוסט 1612, וייחס אותה לקסטלי. בזכותה הוא יכול היה לצייר את השמש באמצע היום, יום אחרי יום. הציורים מיוני ויולי 1612 שבהמשך העמוד נעשו כך.

4. 1645–1715

   מינימום מאונדר

   במשך כ-70 שנה כמעט לא נרשמו כתמים על השמש, אף שאסטרונומים צפו בה. האסטרונום הבריטי אדוארד וולטר מאונדר הסב את תשומת הלב לתקופה הזו בסוף המאה ה-19, וג'ון אדי בדק אותה מחדש ב-1976 והראה שהשמש באמת הייתה שקטה במיוחד.

   התקופה הזו חופפת לחלק מ"עידן הקרח הקטן", שבו היו חורפים קרים במיוחד באירופה. עדיין לא ברור אם השמש השקטה גרמה לקור, וכנראה היו לו גם סיבות אחרות.

   טוען…

   כל נקודה היא הממוצע השנתי של מספר קבוצות הכתמים שנראו ביום. לפני 1645 ואחרי 1715 רואים עליות וירידות של המחזור, ובין השנים האלה המספר כמעט אפס. מהמאה ה-17 נשארו פחות תצפיות, ולכן הערכים המוקדמים פחות מדויקים.

   מקור: WDC-SILSO, Royal Observatory of Belgium, Brussels; group number "backbone" series, Svalgaard & Schatten (2016)

5. 1843

   שוואבה מגלה את המחזור

   היינריך שוואבה, רוקח מדסאו שבגרמניה, צפה בשמש כמעט כל יום שבו היו שמיים בהירים, החל מ-1826. הוא חיפש כוכב לכת שאולי מסתובב קרוב יותר לשמש ממרקורי, ויעבור מול הדיסקה. את כוכב הלכת הוא לא מצא, אבל אחרי 17 שנים של ספירה גילה שמספר הכתמים עולה ויורד במחזור של כעשר שנים. הוא דיווח על התגלית בסיכום התצפיות שלו לשנת 1843.

   מדידות מאוחרות יותר הראו שהמחזור נמשך בממוצע כ-11 שנים. נתוני המחזור הנוכחי מופיעים בעמוד מחזור השמש.

   טוען…

   כל פסגה בגרף היא שיא של מחזור. הפסגות לא באותו גובה: בשנת השיא של מחזור חזק, כמו 1957, הממוצע השנתי היה כ-270, ובמחזור חלש, כמו ב-2014, רק כ-113. גם המרחק בין פסגה לפסגה לא קבוע, ומשך מחזור נע בין כ-9 לכ-14 שנים.

   מקור: WDC-SILSO, Royal Observatory of Belgium, Brussels

6. 1 בספטמבר 1859

   אירוע קרינגטון

   האסטרונום האנגלי ריצ'רד קרינגטון שרטט קבוצת כתמים גדולה, ופתאום ראה שני כתמי אור בוהקים מופיעים לידה. הם נעלמו אחרי כחמש דקות. ריצ'רד הודג'סון ראה את אותו הבזק באופן עצמאי. זו ההתפרצות הראשונה על השמש שתועדה.

   פחות מיממה אחר כך הגיעה לכדור הארץ סערה מגנטית עצומה. זוהר קוטבי נראה גם הרחק מאזורי הקוטב, למשל באיים הקריביים, ורשתות הטלגרף השתבשו במקומות רבים. זו אחת הסערות המגנטיות החזקות שנמדדו אי פעם.