5 Minutės
Didėjantis saulės aktyvumas: kas pasikeitė
Saulė, ilgai laikyta stabiliu ir nuspėjamu dangaus kūnu, rodo sistemingus aktyvumo didėjimo požymius, kurių mokslininkai nesitikėjo. Oficiali prognozė, pateikta pasibaigus 24-ajam saulės ciklui 2019 m., prognozavo ir 25-ąjį ciklą esant panašiai ramų. Šias prognozes paneigė stebėjimai: 25-asis ciklas buvo aktyvesnis nei tikėtasi, o daugiadekadžių matavimų išsami peržiūra rodo, kad nuo maždaug 2008 m. palaipsniui stiprėja saulės vėjas ir su juo susiję parametrai.
NASA Džeto variklių laboratorijos (JPL) mokslininkai, išnagrinėję ilgalaikius heliosferos duomenis, praneša apie pastovius kelių saulės vėjo savybių — įskaitant greitį, tankį, temperatūrą, terminį slėgį, masės srautą, impulsą, energiją ir magnetinio lauko stiprumą — didėjimus. Šios tendencijos rodo augantį Saulės išėjimą, kurio negalima paaiškinti vien vienu pažįstamu ~11 metų saulės dėmių ciklu.
Saulės ciklo pagrindai ir istorinė apžvalga
Saulės ciklas, paprastai trunkantis apie 11 metų nuo minimumo iki maksimumo, lemia saulės dėmių, žybsnių ir koronos masės išmetimų (CME) svyravimus. Saulės maksimumo metu saulės dėmių skaičius didėja ir globali Saulės magnetinė polarizacija apverčiama. Saulės dėmių įrašai siekia kelis šimtmečius ir atskleidžia tiek reguliarius ciklus, tiek ilgalaikes nereguliaras fazes: Maunderio minimumas (apie 1645–1715 m.) ir Daltono minimumas (apie 1790–1830 m.) yra pavyzdžiai ilgalaikio žemo aktyvumo, kuris vis dar nėra pilnai suprantamas.
Grafikas, rodantis saulės dėmių aktyvumą nuo 1750 metų
Net ir turint išsamius saulės dėmių katalogus, ilgalaikį Saulės elgesį prognozuoti išlieka sudėtinga, nes daug Saulyje vykstančios dinamikos yra nematoma tiesioginiams stebėjimams. 22-asis ir 23-iasis saulės ciklai (pradėti 1986 ir 1996 m.) pagal saulės dėmių skaičių buvo vidutiniai, tačiau matavimai rodė saulės vėjo slėgio sumažėjimą per tuos ciklus, dėl ko kai kurie tyrėjai perspėjo apie galimą ilgesnį žemo aktyvumo periodą. Vietoje to, 24-asis ciklas (pradėjęs maždaug 2008 m.) buvo silpnas tradiciniais saulės dėmių rodikliais, bet pagrindiniai saulės vėjo parametrai, matuojantys Saulės heliosferos poveikį, nuo to laiko rodė kilimą.
Matuokliai, interpretacijos ir pasekmės
Tyrėjai, analizavę kosminių aparatų įrašus — įskaitant Žemės artumo monitorius ir duomenis iš misijų, tokių kaip NASA Solar Dynamics Observatory, Parker Solar Probe ir ESA/NASA Solar Orbiter — rado nuoseklų daugelio heliosferos diagnostikos rodiklių didėjimą. Toks kelių parametrų augimas rodo, kad Saulės elgesio pokytis yra ne stebėjimo artefaktas, o realus pokytis heliosferos būsenoje.
Šie rezultatai dera su samprata apie Saulės kintamumą 22 metų Hale ciklo perspektyvoje, kuris apjungia du paeiliui einančius 11 metų saulės dėmių ciklus į pilną magnetinės polarizacijos apsisukimą. Yra tam tikrų įrodymų, kad Hale ciklas gali būti dominuojanti organizacinė laiko skalė Saulės magnetizmui, todėl atrodantys nukrypimai nuo 11 metų modelio gali atspindėti ilgesnio laikotarpio, 22 metų, magnetines procesų tendencijas.
Ką padidėjęs saulės vėjo stiprumas reiškia Žemei ir kosmoso operacijoms? Didesnis saulės vėjo impulsas ir didesnis magnetinio lauko stiprumas gali skatinti dažnesnes ar energingesnes erdvės oro stichijas: stipresnes geomagnetines audras, išplėstą pašvaitų zoną žemesnėse platumose, padidintą pasipriešinimą žemutinės orbitos palydovams ir grėsmes elektros tinklams bei radijo ryšiui stiprių CME ir žybsnių metu. Vis dėlto kontekstas svarbus: dabartinis saulės vėjo slėgis vis dar yra mažesnis nei vertės, fiksuotos XX a. pradžioje, tad auganti tendencija nereiškia automatiškai ekstremalių sąlygų.
Eksperto įžvalga
"Nustebina ne tai, kad Saulė gali keistis — ji tai daro nuolat — o tai, jog keli nepriklausomi matavimai rodo nuolatinį kilimą nuo 2008 m.", sako heliofizikos tyrėjas, turintis patirties analizėje su kosminiais aparatais. "Tai pabrėžia poreikį išplėsti metriką, kuria apibūdiname saulės aktyvumą, neapsiribojant vien saulės dėmių skaičiumi."
Ką mokslininkai darys toliau
Tyrėjai pabrėžia nuolatinio stebėjimo ir tarpmisijų kalibravimo svarbą. Ilgus metus vedami žemės stebėjimų įrašai, sujungti su in situ kosminių aparatų matavimais, suteikia pilnesnį vaizdą apie Saulės dinamiką. Misijos, tokios kaip Parker Solar Probe ir Solar Orbiter, teikia naujus, artimus saulės vėjo greitėjimo srities ir koronos struktūros vaizdus, tuo tarpu Žemės artumo observatorijos (pavyzdžiui, NOAA Space Weather Prediction Center ir NASA Heliophysics Division) toliau stebi erdvės oro rodiklius, kurie tiesiogiai veikia technologines sistemas.
Platesnė šios analizės išvada yra metodologinė: pasikliauti vien tik saulės dėmių skaičiumi rizikuoja praleisti palaipsnius Saulės išėjimo pokyčius, kurie daro įtaką heliosferai kitais būdais. Saulės matavimų katalogo išplėtimas ir modelių tobulinimas, susiejantis vidinius magnetinius procesus su stebimais heliosferos efektais, bus kertinis uždavinys prognozuojant būsimus erdvės orus ir suprantant ilgalaikį Saulės elgesį.
Išvada
Naujausios analizės rodo pastebimą daugelio saulės vėjo parametrų augimą nuo maždaug 2008 m., kas iššūkį meta lūkesčiams, jog po silpno 24-ojo ciklo Saulė liks neįprastai rami. Nors 25-asis ciklas buvo aktyvesnis nei prognozuota, mokslininkai įspėja, kad prognozuoti Saulės būseną ateityje būtina tęsti stebėjimus su keliais instrumentais ir geriau suprasti magnetinius ciklus, tokius kaip Hale ciklas. Tendencija akcentuoja, jog saulės dėmių skaičius yra tik viena sudėtingos mįslės dalis; visų saulės ir heliosferos kintamųjų stebėjimas yra būtinas norint laiku numatyti erdvės oro poveikį Žemei ir orbitinėms technologijoms.
Šaltinis: sciencealert
Komentarai