رمزگشایی از اسرار خورشید با نقاشی‌های قدیمی کپلرر
محققان نقاشی‌های یوهانس کپلر از لکه‌های خورشیدی را با استفاده از تکنیک‌های مدرن بازبینی کرده و اطلاعات پنهانی را از چرخه‌های خورشیدی استخراج کردند؛ لکه‌های خورشیدی نواحی روی سطح خورشید هستند که به دلیل فعالیت شدید مغناطیسی تیره‌تر به نظر می‌رسند و بر تابش خورشیدی و آب و هوای فضا تاثیر می‌گذارد. با توجه به اینکه در قرن ۱۷ هیچ لکه خورشیدی ثبت نشده، نقاشی‌های کپلر می‌تواند کلید حل این معما باشد.
گروهی بین‌المللی به رهبری دانشگاه ناگویا (Nagoya University) ژاپن با بازآفرینی مشاهدات این ستاره‌شناس بزرگ، موقعیت گروه لکه‌های خورشیدی یوهانس کپلر (Johannes Kepler)، اخترشناس آلمانی را بررسی کرده و آن را در انتهای چرخه خورشیدی قرار دادند؛ به عبارت دیگر قبل از چرخه‌های توماس هاریوت (Thomas Harriot) ستاره‌شناس انگلیسی، گالیله (Galilei) ستاره‌شناس ایتالیایی و دیگر رصدگران که با تلسکوپ‌های اولیه مشاهدات خود را ثبت کرده بودند.
کمینه ماندر یا مینیمم ماندر (Maunder Minimum) به حد فاصل سال‌های ۱۶۴۵ تا ۱۷۱۵ گفته می‌شود که تقریبا هیچ لکه‌ای بر سطح خورشید مشاهده نشده است؛ تا جایی که از نظر پژوهشگران قرن نوزدهم این امر چنان باورنکردنی به نظر می‌رسید که فرض شد در آن دوره هیچ کس لکه‌های خورشیدی را ثبت نکرده است.
مشاهدات مهم کپلر
کپلر که به خاطر دستاوردهای تاریخی خود در نجوم و ریاضیات شهرت دارد، یکی از اولین ثبت‌ها از فعالیت خورشیدی را با دوربین تاریکخانه‌ای در اوایل قرن ۱۷ ثبت کرد. این دوربین شامل یک جعبه با یک سوراخ در یک طرف است که نور خورشید را به درون جعبه وارد و در سطوح داخلی تکثیر می‌کند؛ تصویر ایجاد شده وارونه، اما رنگ و ژرفانمایی (پرسپکتیو) آن حفظ شده است.
دوربین تاریکخانه‌ای به کپلر اجازه داد تا ویژگی‌های روی خورشید را مشاهده و آن‌ها را ترسیم کند. او در طی مشاهدات خود گروهی از لکه‌های خورشیدی را در می۱۶۰۷ ثبت کرده بود که در ابتدا با عبور عطارد (Mercury) اشتباه گرفته شد.
هیساشی هایاکاوا (Hisashi Hayakawa)، محقق ژاپنی می‌گوید: «از آنجایی که این ثبت یک رصد تلسکوپی نبود، برای تحلیل‌های چرخه‌های خورشیدی در قرن ۱۷ استفاده نشده است؛ ما متوجه شدیم که این طرح باید بتواند مکان لکه خورشید را مشخص کرده و دوره چرخه خورشیدی را در سال ۱۶۰۷ آشکار سازد.»
چهار یافته کلیدی
با تجزیه و تحلیل ثبت‌های کپلر از لکه‌های خورشیدی به عنوان یک مرجع رصدی کلیدی و مقایسه آن‌ها با داده‌های هم عصر و آمارهای جدید، محققان به چندین کشف مهم دست یافتند:
اول، طرح شماتیکی (طرح‌واره) که کپلر از خورشید در کتابش ترسیم کرده بود، با متن اصلی کپلر و دو تصویر دوربین تاریکخانه که لکه‌های خورشیدی را در قسمت بالای سمت چپ قرص خورشیدی نشان می‌دهند، مطابقت ندارد.
دوم، با استفاده از قانون اسپورر و اطلاعات به دست آمده از آمار لکه‌های خورشیدی در عصر جدید، لکه‌های خورشیدی را احتمالا در انتهای چرخه سیزدهم به جای آغاز چرخه چهاردهم خورشیدی شناسایی کردند.
در فیزیک خورشیدی، قانون اسپورر (Spörer’s law) یک قانون تجربی برای تغییر عرض‌های جغرافیایی هلیوگرافی است که در آن مناطق فعال خورشیدی در طول یک چرخه خورشیدی تشکیل می‌شوند؛ همانطور که چرخه خورشیدی به سمت حداکثر خود پیش می‌رود، لکه‌های خورشیدی به استوای خورشیدی نزدیک‌تر می‌شوند که به قانون اسپورر معروف است.
سوم، یافته‌های آن‌ها با مشاهدات تلسکوپی بعدی که لکه‌های خورشیدی را در عرض‌های جغرافیایی بالاتر نشان می‌دهد، در تضاد است. توماس تیگ (Thomas Teague)، با اشاره به نظر گوستاو اسپورر (Gustav Spörer)، اخترشناس آلمانی، می‌گوید:«این پدیده یک انتقال معمولی از چرخه خورشیدی قبلی به بعدی (مهاجرت لکه‌های خورشیدی از عرض‌های جغرافیایی بالاتر به پایین‌تر در طول چرخه خورشیدی) را مطابق با قانون اسپورر نشان می‌دهد.
چهارم، این یافته‌ها انتقال بین چرخه خورشیدی قبلی و بعدی را بین سال‌های ۱۶۰۷ و ۱۶۱۰ بررسی کرده و تاریخ‌های احتمالی وقوع آن را محدود می‌کنند. بر این اساس، رصدهای کپلر مدت زمان منظمی را برای چرخه ۱۳ خورشیدی نشان می‌دهد.
با قرار دادن یافته‌های کپلر در بازسازی‌های گسترده‌تر فعالیت خورشیدی، زمینه‌ای اساسی برای تفسیر تغییرات رفتار خورشید در این دوره مهم به دست می‌آید که نشان‌دهنده گذار از چرخه‌های منظم خورشیدی به حداقل خورشیدی است. در دوره حداقل، فعالیت خورشیدی به کمترین مقدار خود می‌رسد و تعداد لکه‌های خورشیدی کم است؛ در نتیجه زبانه‌ها و فوران‌های تاجی نیز کمتر رخ می‌دهند.