Zbliża się minimum aktywności słonecznej

Wysoko, na bezchmurnym niebie w południe Słońce wydaje się być niezmienne, każdego dnia i każdego roku. Jednak astronomowie od dawna wiedzą, że to nieprawda. Słońce się zmienia. Teleskopy z odpowiednimi filtrami ukazują je jako ognisty dysk często upstrzony ciemnymi plamami. Są one silnie namagnetyzowane i uwalniają rozbłyski – eksplozje magnetyczne oświetlające Ziemię energią promieniowania X i ekstremalnie dalekiego ultrafioletu. Słońce to kipiąca masa.

Ale nie zawsze. Mniej więcej co 11 lat plamy słoneczne znikają i nadchodzi okres względnego spokoju.

„To minimum aktywności słonecznej”, mówi Dean Pesnell z Goddard Space Flight Center NASA w Greenbelt w stanie Maryland. „Jest ono fazą cyklu pojawiania się i znikania plam”.

Słońce zmierza obecnie do tego etapu. Ilość plam słonecznych była stosunkowo wysoka w 2014 roku, a teraz obniża się do minimum, spodziewanego w latach 2019-2020.

Choć wysoka aktywność w postaci plam i rozbłysków słonecznych obniża się podczas minimum, nie oznacza to, że Słońce staje się nudne. Jego aktywność nabiera innego charakteru.

„Podczas minimum aktywności słonecznej możemy na przykład obserwować rozwój długotrwałych dziur koronalnych”, wyjaśnia Pesnell. Są to obszerne rejony w słonecznej atmosferze, gdzie pole magnetyczne gwiazdy otwiera się i uwalnia strumienie cząstek słonecznych, szybkich jak wiatr słoneczny.

„Dziury te obserwujemy podczas całego cyklu słonecznego”, wyjaśnia Pesnell, „ale podczas minimum aktywności utrzymują się one bardzo długo – sześć miesięcy albo dłużej”. Strumienie wiatru słonecznego pochodzące z dziur koronalnych mogą powodować zmiany w pogodzie kosmicznej w pobliżu Ziemi, gdy uderzą w jej pole magnetyczne. Może to doprowadzić do czasowych zaburzeń w ziemskiej magnetosferze, nazywanych burzami geomagnetycznymi, do pojawienia się zorzy polarnej oraz występowania zakłóceń w komunikacji i działaniu systemów nawigacyjnych.

Podczas minimum aktywności słonecznej, zmienia się również wpływ naszej gwiazdy na górną warstwę ziemskiej atmosfery i na satelity z niskiej orbity okołoziemskiej. Górna warstwa atmosfery jest zwykle rozgrzana i rozdęta przez promieniowanie ultrafioletowe pochodzące od Słońca. Satelity znajdujące się na niskiej orbicie odczuwają tarcie gdy prześlizgują się przez atmosferyczne obrzeża. Tarcie to powoduje opór, który z czasem spowalnia ruch satelitów i w końcu spadają one na Ziemię. Opór może być użyteczny, szczególnie w przypadku śmieci kosmicznych – obiektów naturalnych i wytworzonych przez człowieka, poruszających się po orbicie. Opór oczyszcza niską orbitę okołoziemską z takich odłamków.

Jednak podczas minimum słonecznej aktywności ten naturalny mechanizm zanika. Górne warstwy ziemskiej atmosfery ochładzają się i mogą się do pewnego stopnia zapaść. Gdy zabraknie oporu, śmieci zwykle pozostają na orbicie.

Niektóre z czynników pogody kosmicznej stają się wyraźniejsze podczas minimum aktywności słonecznej. Na przykład ilość promieniowania kosmicznego docierającego do górnych warstw naszej atmosfery wzrasta. Promieniowanie kosmiczne to wysokoenergetyczne cząstki docierające do Układu Słonecznego z odległych miejsc wybuchów supernowych i innych gwałtownych zdarzeń w naszej galaktyce.

Pesnel przekonuje, że „podczas minimum słonecznej aktywności pole magnetyczne Słońca słabnie i zmniejsza się osłona przed promieniowaniem kosmicznym. Może to stwarzać duże zagrożenie dla astronautów znajdujących się w kosmosie”.

Minimum aktywności powoduje wiele zmian w naszej gwieździe, jednak ten spadek nie odbiera Słońcu czy naszemu kosmicznemu środowisku nic ze zjawiskowości.

Źródło: Science@NASA