Bardzo słaby 25. cykl aktywności słonecznej?

0

Pojawiły się wyniki badań naukowych, które sugerują, że następny cykl aktywności słonecznej może być bardzo słaby lub nawet niezauważalny. Poznajmy pierwsze prognozy 25. cyklu aktywności słonecznej, który zacznie się prawdopodobnie około 2020 roku.

Obecny, 24. cykl aktywności słonecznej, rozpoczął się w grudniu 2008 roku – później niż heliofizycy wcześniej zakładali. W kolejnych miesiącach prognozy aktywności dla obecnego cyklu były stopniowo korygowane – prognozowano coraz niższą ilość plam słonecznych w maksimum oraz przesuwano moment maksimum na późniejsze daty. W tej chwili przewiduje się, że maksimum obecnego cyklu nastąpi w lipcu 2013 roku.

Co stanie się po maksimum? Jak długo będzie spadać aktywność słoneczna? Kiedy rozpocznie się kolejny cykl słoneczny i jakiej będzie wielkości? Niedawno heliofizycy zaczęli szukać odpowiedzi na te pytania. Wyniki pierwszych badań naukowych na ten temat zostały przedstawione na corocznym spotkaniu sekcji heliofizycznej Amerykańskiego Towarzystwa Astronomicznego (American Astronomical Society). Przedstawiono na nim wyniki trzech niezależnych badań, z których wynika ten sam wniosek – 25. cykl aktywności słonecznej może być znacznie słabszy niż kilka ostatnich cykli i rozpocząć się później, niż zakładano. Jest możliwe, że maksimum cyklu słonecznego w ogóle nie zostanie zauważone.

Trzy niezależne grupy heliofizyków badały zmiany, jakie następują podczas pojawienia się oznak nowego cyklu – na długo zanim pojawią się pierwsze plamy słonecznej.

Jednym z takich zwiastunów są nowe strumienie plazmy, które pojawiają się na średnich szerokościach heliograficznych. Te strumienie następnie migrują w kierunku równika słonecznego (a ich “odnogi” w kierunku biegunów). Od szerokości około 45 stopni plamy słoneczne zaczynają się kształtować i pojawiać na fotosferze słonecznej. W opinii jednej z grup heliofizyków strumienie, które w przyszłości doprowadziłyby do 25. cyklu, powinny się już pojawić na Słońcu, na razie ich jednak nie zarejestrowano. Może to oznaczać późniejszy start kolejnego cyklu aktywności słonecznej – możliwe, że zaczynałby się nawet po 2020 roku. Warto tu dodać, że takie strumienie dla obecnego, 24. cyklu aktywności, pojawiły się już w 1999 roku – jeszcze przed maksimum poprzedniego, 23. cyklu.

Inna grupa heliofizykow zauważyła trend spadkowy siły pól magnetycznych plam słonecznych. Silne pole magnetyczne jest cechą pozwalającą na powstanie, rozrost oraz utrzymanie plam słonecznych. Typowe plamy słoneczne charakteryzują się siłą pola magnetycznego rzędu 2500-3500 Gaussów. Plama słoneczna zniknie, gdy pole magnetyczne będzie słabsze od 1500 Gaussów. Porównując jednak siłę plam z poprzedniego, 23. cyklu i obecnego, 24. cyklu na przestrzeni trzynastu lat, heliofizycy zauważyli słabnące pole magnetyczne plam słonecznych. “Prędkość” słabnięcia została wyliczona na około 50 Gaussów na rok. Jeśli ten trend zostanie utrzymany, to obszary aktywne z 25. cyklu będą się charakteryzować zbyt słabym polem magnetycznym, by wykształcić plamy słoneczne.

Trzecia grupa heliofizyków skupiła się na badaniu zmian struktur magnetycznych w koronie słonecznej. Te zmiany w aktywności są powiązane ze złożonymi strukturami magnetycznymi głęboko wewnątrz Słońca. W tym przypadku zmiany były wykrywane na podstawie obserwacji zmian koncentracji jonów żelaza, które pozbawione połowy swoich elektronów szybko reagują na zmiany struktur lokalnego pola magnetycznego w koronie słonecznej.

Podobnie jak w przypadku wcześniej omówionych strumieni plazmy, zmiana i ruch struktur magnetycznych w koronie słonecznej są związane z cyklami aktywności. I podobnie jak w przypadku strumieni plazmy struktury magnetyczne nowego cyklu w koronie słonecznej najpierw są obserwowane na średnich szerokościach heliograficznych i następnie poruszają się w kierunku równika naszej Dziennej Gwiazdy. Ponadto, część struktur porusza się w kierunku biegunów słonecznych, gdzie znajdują się magnetyczne “pozostałości” poprzedniego cyklu, które następnie powinny zaniknąć. W obecnej chwili nie pojawił się jeszcze ruch koronalnych struktur magnetycznych w kierunku biegunów słonecznych. Jest więc możliwe, że pozostałości po 23. cyklu słonecznym prędko nie znikną, a jak na razie heliofizycy nie wiedzą, jakie będą konsekwencje takiego postępu wydarzeń.

Co te wszystkie wyniki mogą oznaczać dla Ziemi oraz misji kosmicznych? Bardzo szybko pojawiło się pytanie, czy nie czeka nas okres podobny do minimum Maundera z drugiej połowy XVII i początku XVIII wieku. Niektórzy heliofizycy uważają nawet, że 24. cykl aktywności słonecznej może być ostatnim przez kilka dekad. Podobnie było właśnie w trakcie minimum Maundera, kiedy to obserwowano znacznie mniej plam słonecznych, a ziemski klimat ochłodził się. W tej chwili nie znamy jeszcze mechanizmu interakcji pomiędzy ziemskim klimatem a aktywnością słoneczną – nie wiemy nawet, czy taki w ogóle istnieje, jednak według niektórych naukowców takie ochłodzenie może nastąpić.

Z drugiej strony zmniejszona aktywność plamotwórcza będzie oznaczać mniejsze ryzyko rozbłysków słonecznych. Skorzystają na tym z pewnością satelity bezzałogowe, które dość często były uszkadzane przez wysokoenergetyczne strumienie cząstek wyrzuconych przez Słońce w trakcie rozbłysków. Także wyprawy załogowe poza niską orbitę wokółziemską – z których pierwsze mogą nastąpić jeszcze w tej dekadzie – będą charakteryzować się mniejszym ryzykiem dla astronautów. Jeśli więc rzeczywiście kolejne cykle aktywności słonecznej będą słabe, to istnieje szansa na bezpieczne przeprowadzenie pierwszych misji załogowych w głąb Układu Słonecznego – do planetoid NEO oraz w kierunku Marsa.

Warto tu jednak zauważyć, że jeszcze kilka lat temu wielu heliofizyków uważało, że czeka nas bardzo silny 24. cykl aktywności słonecznej. Niewątpliwie Słońce jeszcze nie raz zaskoczy naukowców swoim zachowaniem i wiele prognoz aktywności trzeba będzie wyraźnie modyfikować.

(NSO i AFRL)

Strumienie plazmy dla 23. i 24 cyklu aktywności (brak dla 25. cyklu, co zastanawia heliofizyków) / Credits - dr. Frank Hill, NSO Zmiany w koncentracji jonów żelaza w koronie słonecznej, odpowiadające zmianom w strukturze lokalnych pól magnetycznych, związanych z cyklami słonecznymi. / Credits - dr Altrock i AFRL

Share.

Comments are closed.