23:40 25.11.2018
Słońce przechodzi przez minimum cyklu słonecznego.
Aktywność słoneczna znajduje się obecnie w najniższym punkcie swojego 11-letniego cyklu. Świadczą o tym dane z kosmicznych i naziemnych obserwacji powierzchni Słońca, a także monitory rozbłysków słonecznych, które odnotowują najniższy poziom aktywności Słońca w ciągu ostatniej dekady.
Cykliczny charakter aktywności Słońca to jeden z najbardziej wiarygodnie ustalonych faktów na temat naszej gwiazdy, znany od połowy XIX wieku. Początkowo odkryto to poprzez okresowy wzrost i spadek liczby plam na Słońcu, a później potwierdzono to pomiarami liczby rozbłysków, prędkości wiatru słonecznego i innych cech Słońca jako gwiazdy. Zmiana tych cech trwa średnio 11 lat, ale ma dość szerokie granice. Historia zna zarówno cykle krótsze, trwające zaledwie 9-10 lat, jak i dłuższe, trwające 12-13 lat. Zmienia się także amplituda cyklu – od niezwykle dużych, obserwowanych powiedzmy w połowie XX w., do bardzo słabych, odnotowanych na przełomie XVIII i XIX w. Możliwe, że istnieje więcej zmian globalnych, które obejmują całe epoki historyczne, ale w przypadku takich badań brakuje wiarygodnych informacji archeologicznych i geologicznych.
Druga dekada XXI wieku nadal charakteryzuje się niską aktywnością Słońca. Maksimum słoneczne, które minęło w 2012 roku, mimo licznych apokaliptycznych scenariuszy, nawiązujących do kalendarzy Majów, znalazło nawet swoje odzwierciedlenie w kinie. Film „2012” okazał się jednym z najsłabszych we współczesnej historii. Dało to podstawę do sprzecznych przewidywań, począwszy od obaw, że Słońce wpadnie w nowe minimum Maundera (okres wyjątkowo niskiej aktywności w drugiej połowie XVII wieku, zbiegający się z małą epoką lodowcową na Ziemi), po scenariusze przeciwne energia, która nie znalazła ujścia w tym maksimum, zostanie uwolniona w następnym, co doprowadzi do rekordowych wybuchów aktywności.
Jak zawsze, tylko czas pokaże, kto miał rację i wydaje się, że stopniowo to nadchodzi. Sądząc po pomiarach promieniowania rentgenowskiego Słońca, stan naszej gwiazdy w tej chwili pokrywa się z wzorami charakterystycznymi dla najniższego punktu cyklu. Pomiary liczby rozbłysków słonecznych również pośrednio na to wskazują. O ile w 2016 roku na Słońcu zarejestrowano 286 rozbłysków poziomu C i wyższych (punkt, w którym zdarzenia mogą oddziaływać na Ziemię), a w 2017 – 223 rozbłyski, to w bieżącym roku 2018 w ciągu ostatnich 10,5 miesiąca zaledwie 13 wystąpiły rozbłyski. Ostatni z nich został zresztą zarejestrowany 6 lipca 2018 r., czyli ponad 4 miesiące temu. Innymi słowy, Słońce najwyraźniej spadło już na sam dół cyklu słonecznego i przechodzi przez najniższy punkt, w którym załamuje się trend aktywności słonecznej. W tej chwili pod powierzchnią Słońca na głębokości około 0,5 mln km powinny zacząć się formować pierwsze pola magnetyczne nowego cyklu, które przez kilka miesięcy będą stopniowo wyłaniać się z tej kolosalnej głębokości, aż przebiją się na powierzchnię i wystrzelą nowe koło zamachowe rozbłysków słonecznych.
Zwykle odstęp między końcem cyklu a początkiem wzrostu aktywności słonecznej wynosi od sześciu miesięcy do roku. W związku z tym początku wzrostu aktywności Słońca można spodziewać się w drugiej połowie 2019 roku. Po tym zwłaszcza na podstawie pierwszych miesięcy obserwacji będzie można wstępnie wyciągnąć wniosek, jak stroma jest krzywa wzrostu aktywności i który ze scenariuszy przyszłego cyklu jest realizowany. Ponieważ jednak część z tych scenariuszy zakłada początek nowego minimum Maundera, co oznacza zamrożenie mechanizmu cykli słonecznych na dziesięciolecia, najpierw musimy przynajmniej poczekać, aż Słońce wyjdzie z obecnego minimum.
Słońce wykazuje oznaki rozpoczęcia nowego cyklu aktywności.
W ciągu ostatnich dwóch tygodni na Słońcu zaobserwowano pierwsze oznaki wskazujące na zbliżanie się nowego cyklu aktywności słonecznej. Takimi znakami są pola magnetyczne o innym kierunku, odmiennym od obserwowanego przez ostatnie 11 lat, które zaczęły pojawiać się na północnej półkuli Słońca w dużej odległości od równika.
Chociaż cykl słoneczny jest przez większość ludzi postrzegany jako zmiana liczby rozbłysków słonecznych i burz magnetycznych, ma on niewątpliwie znacznie bardziej złożony charakter. W szczególności, ponieważ rozbłyski są eksplozjami (to znaczy zasadniczo uwalnianiem energii), rozsądne jest pytanie, gdzie ta energia jest magazynowana? Odpowiedź na to pytanie uważa się za ustaloną - energia gromadzi się w polu magnetycznym Słońca. A skoro akumulacja energii niewątpliwie musi poprzedzać jej uwolnienie, to zmiany pola magnetycznego muszą poprzedzać rozbłyski słoneczne. Oto co się dzieje. W szczególności obserwacje dynamiki pól magnetycznych na Słońcu są głównym sposobem przewidywania aktywności rozbłysków.
Z tego powodu nietrudno zgadnąć, że za globalnym 11-letnim kołem zamachowym zmieniającym częstotliwość rozbłysków powinno znajdować się koło zamachowe zmieniające pole magnetyczne Słońca. Na Słońcu naprawdę istnieje takie koło zamachowe i nazywa się je mechanizmem dynamo. W wyniku obrotu Słońca linie pola magnetycznego zdają się owijać wokół niego niczym nitki na kuli, zwiększając swoją intensywność, następnie osiągając maksimum, a następnie po krótkiej przerwie (szczyt aktywności) zaczynają wirować w kierunku przeciwnym kierunek. Odwijając się w ten sposób, przechodzą przez minimum i kontynuują wirowanie bez zatrzymywania się w nowym kierunku do następnego maksimum. Jeśli wyobrazisz sobie ten obraz, możesz zrozumieć, że w minimum cyklu słonecznego globalne pole magnetyczne Słońca nie tylko przechodzi przez zero, ale zmienia swój kierunek. To właśnie ta zmiana jest oznaką rychłego rozpoczęcia nowego cyklu. Jednocześnie jest jeszcze jedna cecha, którą nie tak łatwo wytłumaczyć bez użycia wzorów fizycznych, ale którą też można wiarygodnie ustalić - pola o starym kierunku zawsze znikają w pobliżu równika słonecznego, a nowe pola o innym kierunku zawsze pojawiają się na dużych szerokościach geograficznych, a im wyżej, tym silniej. Uważa się, że nastąpi nowy cykl.
Pierwszy obszar pola magnetycznego o innym kierunku został zarejestrowany na Słońcu 8 listopada i utrzymywał się przez około jeden dzień, co sugerowało możliwość, że był to wypadek. 17 listopada na mniej więcej tych samych dużych szerokościach geograficznych pojawił się nowy strumień magnetyczny o tym samym (odwrotnym) kierunku. W tej chwili jest prawie zniszczony, ale jego ślady są nadal widoczne na dysku Słońca. Ogólnie rzecz biorąc, zachowanie naszej gwiazdy w dzisiejszych czasach jest bardzo podobne do etapu, który zawsze poprzedza początek cyklu. Powodem tego „nieśmiałego” zachowania jest to, że pola magnetyczne na Słońcu powstają na bardzo dużych głębokościach i wynurzają się bardzo powoli i stopniowo. W rezultacie masowe wznoszenie się pola jest zwykle poprzedzone pojawieniem się małych wysp magnetycznych - pierwszych obszarów, które przebijają się przez grubość plazmy słonecznej o głębokości ponad 200 tys. km. Co więcej, możliwych jest kilka scenariuszy, w tym szybkie (w ciągu sześciu miesięcy lub roku) pojawienie się głównych nowych strumieni magnetycznych i pulsacyjne wystrzelenie koła zamachowego flary. Jednak powolny wzrost aktywności jest również możliwy, gdy Słońce utknie w najniższym punkcie przez 2 lub 3 lata. W każdym razie, jeśli pojawienie się nowych strumieni nie jest przypadkowe, możemy stwierdzić, że podstawowa fizyka aktywności Słońca działa prawidłowo, a warunki dla nowego cyklu powstały już gdzieś w ukrytych głębinach naszej gwiazdy. Możemy tylko czekać, aby zobaczyć, jak szybko i z jaką intensywnością przejawi się to na powierzchni.
Naukowcy z Laboratorium Rentgenowskiej Astronomii Słonecznej Instytutu Fizycznego im. P.N. Lebedev RAS (FIAN) wykrył na gwieździe obszar z polem magnetycznym o innym kierunku, innym niż to, które istniało przez ostatnie 11 lat. Według astrofizyków oznacza to zbliżanie się nowego cyklu aktywności słonecznej. Informuje o tym strona internetowa laboratorium.
Możliwe pola magnetyczne nowego 25. cyklu słonecznego
Zdjęcie zostało wykonane przez teleskop HMI na satelicie SDO 8 listopada 2018 r.
Aktywność Słońca zmienia się z określoną częstotliwością pod wpływem pola magnetycznego gwiazdy. Okresy te nazywane są cyklami słonecznymi. Zmiana pola magnetycznego Słońca jest powiązana z mechanizmem dynama, zwanym dynamem słonecznym. W trakcie cyklu linie pola magnetycznego zmieniają swój kierunek: początkowo przebiegają wzdłuż południków, a po osiągnięciu maksymalnej aktywności zastępowane są liniami skierowanymi wzdłuż równoleżników. W tym okresie liczba plam na gwieździe osiąga maksimum. Następnie linie wracają do pozycji „pionowej”, ale w kierunku przeciwnym do początkowego. Cały proces trwa około 11 lat, dlatego nazywany jest 11-letnim cyklem słonecznym. A ponieważ w minimum cyklu słonecznego globalne pole magnetyczne gwiazdy zmienia swój kierunek, aby powróciła do pozycji wyjściowej, potrzebny jest cykl 22-letni.
W Rosji wiodącym ośrodkiem badania aktywności słonecznej jest Laboratorium Rentgenowskiej Astronomii Słonecznej. Jej pracownicy monitorują i analizują aktywność Słońca za pomocą opracowanego w laboratorium kompleksu teleskopów kosmicznych TESIS. Sprzęt ten jest zainstalowany na pokładzie rosyjskiego satelity CORONAS-FOTON, wystrzelonego w 2009 roku z kosmodromu Plesieck. Dzięki TESIS naukowcy uzyskali ponad pół miliona nowych zdjęć korony słonecznej, rozbłysków słonecznych, koronalnych wyrzutów masy i innych zjawisk.
I tak 8 listopada za pomocą TESIS naukowcy zarejestrowali na Słońcu obszar pola magnetycznego o innym kierunku. Pojawiło się daleko od równika i trwało około jednego dnia. Następnie 17 listopada, mniej więcej na tych samych szerokościach geograficznych, pojawił się nowy strumień magnetyczny w tym samym kierunku, co 8 listopada. Teraz jest prawie zniszczony, ale jego ślady są nadal widoczne na dysku Słońca.
Astrofizycy kojarzą pojawienie się tych obszarów z rychłym początkiem nowego cyklu słonecznego. Pola magnetyczne na Słońcu powstają na dużych głębokościach i bardzo powoli „unoszą się” na powierzchnię. Z reguły „pierwszymi jaskółkami” nowego cyklu są takie małe wyspy magnetyczne, którym udało się przebić przez grubość plazmy słonecznej na głębokości ponad 200 000 km.
Następnie wydarzenia mogą zacząć się rozwijać według różnych scenariuszy. Możliwy jest powolny wzrost aktywności w ciągu dwóch do trzech lat. Ale może też nastąpić gwałtowny wzrost w ciągu sześciu miesięcy do roku, po którym rozpocznie się seria rozbłysków - kolosalna emisja energii i wzrost poziomu promieniowania rentgenowskiego i ultrafioletowego ze Słońca. Kiedy strumień cząstek o wysokiej energii dociera do Ziemi, może wywołać burze magnetyczne. Te z kolei mogą prowadzić do przeciążeń w instalacjach elektrycznych i zakłócać komunikację radiową.
Ty i ja wiemy, że aktywność słoneczna ma charakter cykliczny, a każdy cykl trwa około 11 lat. W tym czasie Słońce budzi się ze stanu całkowitej hibernacji i nabiera sił. Następnie stopniowo przechodzi w stan pełnej aktywności i cieszy nas dużą liczbą silnych ognisk. No cóż, później znów zaczyna zasypiać, aż do całkowitego zaprzestania swojej aktywności.
Wydanie audio programu
http://sun-helps.myjino.ru/sop/20181226_sop.mp3Teraz stoimy u progu nowego, 25. cyklu słonecznego, który rozpoczyna się na naszych oczach. Oznaki jego początku można już zaobserwować na południowej półkuli Słońca. Wcześniej, około miesiąc temu, podobne procesy odkryto na półkuli północnej. Tym samym rozpoczęło się już przejście od minimalnej aktywności Słońca do fazy wzrostu w skali globalnej, zarówno na północy, jak i na południu naszej gwiazdy. Słońce postanowiło wejść w nowy rok 2019 całkowicie odnowione, jakby odpowiadało ziemskiemu przesileniu. Jednak na ogniska i plamy będziesz musiał poczekać jeszcze kilka miesięcy do roku.
Na Ziemi pole magnetyczne jest jednolite i ma charakter planetarny. Słońce posiada dwa pasy magnetyczne – jeden znajduje się na półkuli północnej, drugi na południowej. Co więcej, jeśli na Ziemi linie pola magnetycznego są skierowane pionowo z południa na północ, to w słonecznych pasach magnetycznych są one umieszczone poziomo, równolegle do równika i otaczają Słońce po okręgu.
Powstaje pytanie: w jakim stopniu oba pasy magnetyczne Słońca są od siebie zależne, czy też rozwijają się niezależnie? Obydwa pasy powstają w wyniku tego samego procesu – obrotu Słońca. Cykl słoneczny zwykle przebiega jednak inaczej na północy i południu – w jednej strefie może być silniejszy przez 11 lat, a słabszy w innej. Momenty rozpoczęcia cyklu na półkuli północnej i południowej mogą się również różnić. Zatem w przeszłości, w 24. cyklu słonecznym, półkula północna była bardziej aktywna, gdzie wystąpiła największa liczba rozbłysków.
Około miesiąc temu to właśnie na tej półkuli północnej odkryto strumienie magnetyczne o innym kierunku linii pola, innym niż kierunek charakterystyczny dla 24. cyklu. Strumienie te stały się dowodem na to, że na północy Słońca rozpoczął się proces formowania nowego cyklu i teraz pozostaje tylko czekać, aż zacznie się on rozwijać z pełną siłą. Na południowej półkuli Słońca przez cały ten czas utrzymywał się ten sam kierunek linii pola, bez żadnych oznak zmian. Niedawno, 16 grudnia, na południowej półkuli Słońca pojawił się także nowy strumień magnetyczny cyklu 25. Chociaż w takich przypadkach zawsze możliwy jest element przypadku, przepływ ten jest dość stabilny. Można powiedzieć, że rzeczywiście jest to początek formowania się cyklu 25 na półkuli południowej.
Należy rozumieć, że pierwsze oznaki nie oznaczają jeszcze rozpoczęcia na szeroką skalę nowego cyklu, tak jak pierwszy śnieg nie oznacza początku zimy, a pierwsze dodatnie temperatury nie oznaczają początku lata. Jak na razie wskazuje to jedynie na to, że rozpoczęły się procesy początku nowego cyklu, i to w skali globalnej zarówno na północy, jak i na południu Słońca, a także, że rozwijają się one według tradycyjnego scenariusza. Faktycznego rozpoczęcia cyklu należy spodziewać się nie wcześniej niż latem 2019 roku.
Mieszkańcy Ziemi będą świętować Nowy Rok w spokojnych, bliskich ideału warunkach geomagnetycznych. Wahania pola magnetycznego od pierwszego dnia wolnego, 30 stycznia 2018 r., do 3 stycznia 2019 r. będą odpowiadać naturalnemu poziomowi zmian pola ziemskiego. Jednocześnie Sylwester będzie jednym z najspokojniejszych w całym roku. Niewielki wzrost oscylacji magnetycznych możliwy będzie dopiero 4 stycznia ze względu na nieznaczny wzrost prędkości wiatru słonecznego, ale nie będzie trwał dłużej niż kilka godzin. Po czym sytuacja znów stanie się komfortowa. Według prognoz możliwy jest drugi słaby wzrost tła geomagnetycznego po zakończeniu wakacji, 16 stycznia, ale nie powinien on trwać dłużej niż 3-6 godzin.
Tak właśnie czuje się obecnie nasze wielkie Słońce, drodzy słuchacze. Z niecierpliwością czekamy na przebudzenie naszego wielkiego luminarza, wraz z którym zacznie się budzić nasz ognisty duch!
Według badań przeprowadzonych przez heliofizyka NASA Davida Hathawaya, „Wielki Pas Konwekcyjny” Słońca zwolnił do rekordowo niskiej prędkości. „To przekroczyło dolne miejsca na listach przebojów” – mówi. „Będzie to miało poważne konsekwencje dla przyszłej aktywności słonecznej”.
„Wielki Pas Konwekcyjny” to duża, krążąca gorąca plazma wewnątrz Słońca. Ma dwie gałęzie, północną i południową, z których każda dokonuje jednej całkowitej rewolucji w ciągu około 40 lat. Naukowcy uważają, że rotacja pasa kontroluje cykl plam słonecznych, dlatego tak ważne jest jego spowolnienie.
„Zazwyczaj pas ten porusza się z prędkością około 1 metra na sekundę, czyli z prędkością chodu” – mówi Hathaway. „Tak było od końca XIX wieku”. Jednak w ostatnich latach spadło do 0,75 m/s na północy i 0,35 m/s na południu. „Nigdy nie widzieliśmy tak niskich prędkości”.
Według teorii i obserwacji prędkość pasa pozwala przewidzieć intensywność aktywności Słońca na około 20 lat. Spadek prędkości taśmy oznacza spadek aktywności słonecznej; zwiększenie prędkości taśmy oznacza zwiększenie aktywności. Przyczyny tego wyjaśniono w artykule Science@NASA „Ostrzeżenie przed burzą słoneczną”.
„Spowolnienie, które obserwujemy obecnie, oznacza, że 25. cykl słoneczny, który osiągnie szczyt około 2022 r., może być najsłabszym okresem aktywności Słońca od stuleci” – stwierdziła Hathaway.
To ekscytująca wiadomość dla astronautów. Cykl słoneczny 25 będzie miał miejsce, gdy program Wizja eksploracji kosmosu osiągnie swój szczyt, a mężczyźni i kobiety powrócą na Księżyc i będą przygotowywać się do lotu na Marsa. Cykl słabej aktywności słonecznej oznacza, że nie będą musieli martwić się rozbłyskami słonecznymi i burzami radiacyjnymi.
Na czerwono znajdują się przewidywania Davida Hathawaya na kolejne dwa cykle aktywności słonecznej, a na różowo prognozy Mausumi Dikpatiego na cykl 24.
Z drugiej strony, będą musieli bardziej martwić się promieniami kosmicznymi. Promienie kosmiczne to wysokoenergetyczne cząstki pochodzące z głębokiej przestrzeni kosmicznej; przenikają metal, plastik, tkanki miękkie i kości ciała. Astronauci narażeni na promieniowanie kosmiczne są bardziej narażeni na raka, zaćmę i inne choroby. Co dziwne, rozbłyski słoneczne wytwarzające śmiercionośne promieniowanie niszczą jeszcze bardziej niebezpieczne promienie kosmiczne. Kiedy rozbłyski przygasają, promienie kosmiczne stają się intensywniejsze – zgodnie z zasadą Yin-Yang.
Przewidań Hathaway nie należy mylić z inną niedawną prognozą: zespół kierowany przez fizyka Mausumi Dikpatę z Narodowego Centrum Badań Atmosfery (NCAR) przewidział, że cykl 24, którego szczyt przypada na lata 2011 lub 2012, będzie intensywny. Hathaway zgadza się: „Cykl 24 będzie mocny. Cykl 25 będzie słaby. Obie te przewidywania opierają się na obserwacjach zachowania „Wielkiego Pasa Konwekcyjnego”
W jaki sposób przeprowadza się obserwacje pasa zanurzonego 200 000 km pod powierzchnią Słońca?
„Robimy to, wykorzystując plamy słoneczne” – wyjaśnia Hathaway. Plamy słoneczne to węzły magnetyczne, które wznoszą się niczym bąbelki od podstawy pasa, ostatecznie wyskakując na powierzchnię Słońca. Astronomowie od dawna wiedzą, że plamy słoneczne mają tendencję do przemieszczania się ze środkowych szerokości geograficznych w stronę równika słonecznego. Według istniejących poglądów dryft ten jest spowodowany ruchem paska. „Pomiar przemieszczenia grup plam słonecznych” – mówi Hathaway – „pośrednio mierzymy prędkość pasa”.
Hathaway monitoruje prędkość pasa, wykreślając przesunięcie grup plam słonecznych z wysokich do niskich szerokości słonecznych. Ten diagram nazywa się diagramem motyla. Pochylenie skrzydeł pokazuje prędkość pasa.
Korzystając z historycznych danych dotyczących plam słonecznych, Hathaway był w stanie określić czas istnienia „Wielkiego Pasa Konwekcyjnego” aż do roku 1890. Uzyskane dane są przekonujące: przez ponad sto lat „prędkość pasa służyła jako niezawodny prognostyk przyszłej aktywności Słońca”.
Jeśli ta tendencja się utrzyma, 25. cykl aktywności Słońca w 2022 r. może, podobnie jak sam pas, „wyjść poza dół wykresów”.
Po wynalezieniu teleskopu astronomowie Galileo Galilei, Thomas Herriot, Christoph Scheiner i Jan Fabricius niezależnie odkryli, że na dysku Słońca pojawiają się plamy. Jednak prawie 250 lat zajęło zrozumienie, że zachowanie Słońca przebiega według określonego harmonogramu obejmującego okres 11 lat. Jedenastoletnia okresowość aktywności Słońca została przypadkowo odkryta w XIX wieku przez niemieckiego farmaceutę Heinricha Schwabe. Interesował się astronomią i za pomocą amatorskiego teleskopu próbował odkryć hipotetyczną mniejszą planetę na orbicie Merkurego. Planety nigdy nie znalazł, ale dzięki systematycznym obserwacjom odkrył cykle aktywności Słońca. Takie obserwacje plam słonecznych są obecnie prowadzone dwa razy dziennie w ciągu roku przez obserwatoria na całym świecie, a przewidywanie 11-letniego cyklu słonecznego ma ogromne znaczenie w wielu obszarach działalności człowieka w kosmosie i na Ziemi.
Pogoda kosmiczna
Na początku XX wieku wybitny rosyjski naukowiec Aleksander Chiżewski zaproponował ideę pogody kosmicznej i położył podwaliny pod powstanie nowej gałęzi nauki badającej relacje słoneczno-ziemskie. Powiedział, że Ziemia jest stale w ramionach Słońca. A nastrój Słońca przekazywany jest na Ziemię poprzez te uściski. Z korony słonecznej, atmosfery Słońca, nieustannie wypływa wiatr słoneczny, strumień naładowanych cząstek, który wieje nad Ziemią i innymi planetami Układu Słonecznego. Wiatr słoneczny niesie energię Słońca, rozciąga i niesie ze sobą słoneczne pole magnetyczne w przestrzeń kosmiczną. W rezultacie cały Układ Słoneczny jest wypełniony wiatrem słonecznym i słonecznym polem magnetycznym. A ponieważ Słońce się obraca, pole magnetyczne w przestrzeni międzyplanetarnej przybiera formę falistych spiralnych fałd, jak wielowarstwowa spódnica baletnicy. A Ziemia i wszystkie planety Układu Słonecznego żyją w tych fałdach.
Obserwatorium Słoneczne i Heliosferyczne Zdjęcie ilustruje aktywność Słońca na przestrzeni 11 lat, od minimum w 1996 r. do maksimum w 2001 r., aż do powrotu do minimum w 2006 r.
Tak czy inaczej, ludzie w swoich codziennych planach muszą uwzględniać prognozy aktywnych wydarzeń na Słońcu. Przełączenie satelity w tryb awaryjny podczas aktywnych zdarzeń słonecznych może zapobiec zakłóceniom w panelach słonecznych i kluczowych systemach satelity. Pogoda kosmiczna stanowi zagrożenie dla astronautów przebywających w przestrzeni kosmicznej narażonych na znaczne narażenie na promieniowanie przekraczające próg choroby popromiennej. Aktywne zdarzenia na Słońcu mogą powodować zakłócenia w propagacji sygnałów radiowych. Pogoda kosmiczna wpływa na dawki promieniowania otrzymywane przez pilotów i pasażerów, szczególnie podczas lotów transpolarnych. Terminowe prognozowanie pogody kosmicznej ma ogromne znaczenie dla lotnictwa i ochrony szeregu naziemnych systemów technicznych, dla załogowych lotów kosmicznych oraz wystrzeliwania satelitów naukowych i komercyjnych.
Cykl słoneczny rozpoczyna się wraz z pojawieniem się plam słonecznych na biegunach; w miarę postępu cyklu pojawia się coraz więcej plam słonecznych, które przemieszczają się od biegunów do równika Słońca. Przy minimalnej aktywności słonecznej, kiedy na Słońcu praktycznie nie ma plam, pole magnetyczne Słońca wygląda jak zwykły magnes z okrągłymi liniami magnetycznymi i dwoma biegunami. Ponieważ równik Słońca obraca się szybciej niż bieguny, podczas obrotu Słońca pole magnetyczne wydaje się splątane niczym kłębek nici. Gdy aktywność Słońca zbliża się do maksimum, znane pole magnetyczne z dwoma biegunami zamienia się w wiele lokalnych pól magnetycznych na powierzchni Słońca, splątane pętle materiału słonecznego przedostają się do atmosfery słonecznej i mogą zostać wyrzucone w postaci rozbłysków i koronalne wyrzuty masy i docierają do Ziemi. W konsekwencji, przy maksymalnej aktywności słonecznej, liczba aktywnych wydarzeń na Słońcu znacznie wzrasta. Z drugiej strony, w szczytowym momencie pole magnetyczne Słońca jest tak silne, że wymiata galaktyczne promienie kosmiczne z naszego Układu Słonecznego, które stanowią ogromne zagrożenie dla systemów technologicznych w kosmosie. Co 11 lat bieguny Słońca zmieniają miejsce, południowy pojawia się w miejscu północnego i odwrotnie. Jest to złożony proces, który nie jest w pełni poznany, a model dynama słonecznego jest jednym z najtrudniejszych problemów nieliniowych w fizyce matematycznej.
Prognoza cyklu słonecznego
Dla wygody każdemu cyklowi słonecznemu przypisany jest numer, przykładowo zbliżamy się teraz do minimum 24 cykli aktywności słonecznej. Zadaniem naukowców jest jak najwcześniejsze przewidzenie siły kolejnego 25 cykli aktywności Słońca. Naukowcy z Skoltech, Karl-Franz-Universität Graz i Królewskiego Obserwatorium w Belgii opracowali metodę, która pozwala bardzo wcześnie przewidzieć siłę kolejnego cyklu 11 wstęg, a mianowicie w maksymalnej fazie obecnego cyklu słonecznego. Oznacza to, że bieżący cykl słoneczny w szczytowym momencie, gdy słoneczne pole magnetyczne odwraca się, niesie już wiedzę o sile przyszłego 11-letniego cyklu. Odkrycia te mogą pomóc w badaniu mechanizmu działania dynama słonecznego. Analiza wykazała, że krótkoterminowe zmiany aktywności słonecznej podczas fazy opadającej cyklu są powiązane z siłą kolejnego cyklu. Nagłe skoki aktywności w fazie opadającej i spowolnienie tempa spadku względnej liczby plam słonecznych wskazują na obecność aktywności, która objawia się większą amplitudą kolejnego cyklu w porównaniu z cyklem bieżącym. W niniejszym badaniu zaproponowano nową i solidną metodę ilościowego określania krótkoterminowych zmian aktywności słonecznej już na maksymalnym etapie bieżącego cyklu słonecznego, na początku fazy spadku, a także generuje znaczący wskaźnik umożliwiający przewidywanie siły następnego cyklu.
Prognoza przewiduje, że przyszła aktywność słoneczna będzie niska, a siła następnego cyklu słonecznego 25 będzie nawet mniejsza niż siła bieżącego cyklu słonecznego 24. Wyniki badania opublikowano w The Astrophysical Journal.
„Pogoda kosmiczna to nauka przyszłości, coś, co nas wszystkich jednoczy, czyni nasze życie lepszym i pozwala nam dbać o naszą planetę. To kolejny krok w eksploracji kosmosu. I bez względu na to, jakie burze szaleją, życzymy dobrej pogody kosmicznej!” — mówi pierwsza autorka badania, profesor Skoltech Tatyana Podladchikova.
Materiał udostępniony przez służbę prasową Instytutu Nauki i Technologii Skołkowo (