5 Minutės
Netikėtas saulės aktyvumo padidėjimas
Naujausios ilgalaikių saulės stebėjimų analizės rodo, kad Saulės aktyvumas nuosekliai didėja maždaug nuo 2008 m., ir ši tendencija apima daugiau nei įprastą 11 metų saulės ciklą. Tokios agentūros kaip NASA ir NOAA iš pradžių prognozavo santykinai silpną 25-ąjį saulės ciklą po mažo aktyvumo 24-ojo ciklo, tačiau stebėtas saulės dėmių skaičius, žybsniai ir koronalinės masės išmetimai buvo didesni nei tikėtasi. NASA Jet Propulsion Laboratory (JPL) tyrėjai praneša, kad keli saulės vėjo rodikliai — įskaitant greitį, tankį, temperatūrą, terminį spaudimą, masės srautą, impulsą, energijos srautą ir magnetinio lauko stiprumą — per pastaruosius penkiolika metų padidėjo.
Saulės ciklai, Hale'o ciklas ir istorinė apžvalga
Pagrindinis ritmas, kurį stebi mokslininkai, yra maždaug 11 metų saulės dėmių ciklas, keičiantis tarp saulės minimo ir maksimumo ir susijęs su saulės dėmių skaičiaus, žybsnių ir koronalinių masės išmetimų (KMI) pokyčiais. Kiekvienas 11 metų ciklas iš tiesų yra puse 22 metų magnetinio Hale'o ciklo, per kurį Saulės magnetinė polaritetas du kartus apsikeičia ir grįžta į pradinę orientaciją.
Ilgesnio laikotarpio kintamumas taip pat fiksuotas istoriniuose įrašuose. Maunderio minimumas (maždaug 1645–1715) ir Daltono minimumas (apie 1790–1830) buvo ilgi periodai su neįprastai mažais saulės dėmių skaičiais. Tokie epizodai rodo, kad Saulė gali pereiti į ilgalaikes mažesnio aktyvumo fazes, tačiau mechanizmai, iškeliantys šiuos daugelio dešimtmečių trukmės pokyčius, vis dar nėra gerai suprantami. Kaip pastebėjo JPL plazmos fizikas Jamie Jasinski: "Visi ženklai rodė, kad Saulė įeis į ilgalaikę mažo aktyvumo fazę. Todėl buvo siurprizas matyti, kad ši tendencija pasikeitė. Saulė lėtai bunda."
Nauji duomenys ir ką tyrėjai išmatavo
Jasinski ir kolegos, įskaitant kosminės fizikos specialistą Marco Velli iš JPL, išnagrinėjo daugybę saulės vėjo ir heliosferos duomenų rinkinių, apimančių kelis saulės ciklus. Vietoj to, kad remtųsi vien saulės dėmių skaičiumi, jų metodika apėmė vietinius palydovų matavimus ir nuotolinio stebėjimo rodiklius, kurie kiekybiškai aprašo saulės vėjo ir taraplanetinio magnetinio lauko savybes.
Pradėjus maždaug 2008 m., kartu su 24-jo saulės ciklo pradžia, komanda nustatė palaipsninį saulės vėjo greičio, plazmos tankio ir temperatūros didėjimą, taip pat terminio ir dinaminio spaudimų augimą. Magnetinio lauko stiprumas ir energijos srautai taip pat rodė kilimą. Visų šių parametrų visuma rodo bendrą Saulės išorinės įtakos heliosferai stiprėjimą.
Pasekmės kosminei meteorologijai ir Žemei
Išliekantis saulės vėjo stiprumo ir magnetinės veiklos augimas gali reikšti dažnesnius arba stipresnius kosminės meteorologijos reiškinius. Tai apima padidėjusią saulės žybsnių ir KMI dažnį, stipresnius geomagnetinius audrus, kai tokie išsiveržimai susikerta su Žemės magnetosfera, bei didesnę radiacijos riziką palydovams, astronautams ir aukštojo lygio aviacijai. Stebėti pokyčiai nebūtinai reiškia artėjantį ekstremalų įvykį, tačiau jie praplečia tikimybės langą trikdantiems saulės reiškiniams, palyginti su prognozėmis, paremtais tik saulės dėmių skaičiumi.
Misijų planuotojai ir palydovų operatoriai seka šias tendencijas naudodami stebėjimų ir sondų konstelaciją, tokią kaip Parker Solar Probe, Solar Orbiter, ACE, DSCOVR, SOHO ir STEREO. Šie kosminiai aparatai suteikia nuolatinį arti Saulės esančios aplinkos ir saulės vėjo stebėjimą, gerindami dabar-cast ir prognozes kosminei meteorologijai.
Kodėl Saulės prognozavimas išlieka sudėtingas
Saulė yra labai nelinijinis magneto-hidrodinaminis „variklis“. Vidiniai srautai, diferenciacinė rotacija ir magnetinio lauko generacija per saulės dinamo mechanizmus sukelia kintamumą įvairiuose laiko masteliuose. Saulės dėmės yra naudingas rodiklis, tačiau jos atspindi tik vieną išorinių išraiškų giluminiuose procesuose. JPL analizė pabrėžia, kad pasikliaujant tik saulės dėmių skaičiumi galima nepakankamai įvertinti ilgalaikius pokyčius, vykstančius heliosferoje.
Tyrėjai pabrėžia būtinybę išplėsti diagnostinius rodiklius įtraukiant saulės vėjo savybes, atvirą magnetinį srautą ir energetinių dalelių populiacijas. Tik turint platesnį stebimų parametrų katalogą ir pagerintus dinamo modelius, mokslininkai galės geriau numatyti, ar dabartinės tendencijos tęsis, sustos ar apsivers.
Ekspertų įžvalga
Dr. Laura Mendes, astrofizikė, tyrinėjanti Saulės magnetizmą (ekspertų komentaras), pažymi: "Nuo 2008 m. juntama tendencija primena, kad Saulė elgiasi pagal kelis persidengiančius ciklus. Parker Solar Probe ir Solar Orbiter stebėjimai padeda patikrinti, ar saulės vėjo energijos didėjimas susijęs su giluminiais dinamo pokyčiais. Praktinė išvada planuotojams — taikyti adaptacines strategijas: tikėtis kintamumo ir tinkamai ruoštis sistemoms."
Stebėjimas ir misijos
Esamos ir planuojamos saulės misijos gerina mūsų gebėjimą aptikti ir analizuoti pokyčius. Parker Solar Probe tyrinėja vidinę heliosferą, Solar Orbiter derina arti Saulės padarytas nuotraukas su vietiniais plazmos matavimais, o žemės stebėjimo observatorijos stebi saulės dėmes ir magnetinę topologiją. Šios priemonės maitina modelius, kuriais remiasi NOAA ir kitos kosminės meteorologijos tarnybos, atsakingos už palydovų trinties prognozes, radijo praradimų perspėjimus ir geomagnetinių audrų įspėjimus.
Išvados
Naujausios analizės rodo, kad Saulės aktyvumas didėja maždaug nuo 2008 m., kartu pastebėjus išmatuotą saulės vėjo greičio, tankio, temperatūros, spaudimo ir magnetinio lauko stiprumo augimą. Šios tendencijos apsunkina prognozes, paremtas vien saulės dėmių skaičiumi, ir pabrėžia kelių parametrų stebėjimo svarbą visoje heliosferoje. Nors saulės vėjo spaudimas šiandien vis dar yra mažesnis nei XX a. pradžioje fiksuoti lygiai, nuolatinis stebėjimas ir geresni modeliai yra būtini, kad būtų galima nustatyti, ar Saulė tęsis šiuo kilimo keliu ir ką tai reikš kosminei meteorologijai bei technologinėms sistemoms Žemėje ir jos artumoje.
Šaltinis: swpc.noaa
Komentarai