NEŠTO SE ČUDNO DOGAĐA

Sunce se čudno ponaša: do sada je gotovo svaki dan u 2022. izbacivalo baklje i koronalne masu, od kojih su neke bile najmoćnije erupcije što se mogu dogoditi na našoj zvezdi.

Erupcije na Suncu nisu same po sebi čudne. Do njih dolazi redovino dok prolazi kroz razdoblja visoke i niske aktivnosti, u ciklusima koji traju otprilike 11 godina. No trenutna aktivnost znatno je veća od službenih predviđanja NASA i NOAA za sadašnji solarni ciklus, a solarna aktivnost je konstantno premašivala predviđanja još u septembru 2020.

„Ne možemo pouzdano predvideti solarne cikluse. Ne razumemo u potpunosti solarni dinamo, on generiše magnetska polja koja se vide na površini kao sunčeve pege i proizvode baklje. Ovo je jedan od izvanrednih problema u astrofizici, stoga nije iznenađujuće da ne možemo imati tačna predviđanja”, rekao je za Science Alert solarni astrofizičar Majkl Vitland sa Univerziteta Sidnej u Australiji. Ukoliko se ne mogu imati tačna predviđanja, dolazi do problema. Šta ako se ona temelje na pogrešnoj metrici? Možda se mora promeniti pristup na koji se posmatra naša zvezda.

Solarni ciklusi

Solarni ciklusi imaju ogroman uticaj na Sunčev sistem, ali ih naučnici relativno slabo razumeju. Oni smatraju da su verovatno povezani sa solarnim magnetskim poljem. Otprilike svakih 11 godina Sunčevi magnetski polovi se okreću, severni postaje južni i obratno. To stanje se podudara sa onim što je poznato kao solarni maksimum, kada Sunce izbacuje najviše baklji i koronalne mase (CME) i ima najviše pega.Nakon toga dolazi razdoblje smirivanja, a poslije opet kreće razdoblje solarnog maksimuma. Sada je naša zvezda upravo u toj fazi, 25. otkako se ove promene beleže.

(NASA)

Ciklusi aktivnosti karakterišu se i predviđaju na temelju jednog faktora: broja sunčevih pega. To su privremena područja u kojima su magnetska polja posebno jaka, što podstiče erupciju baklji i CME. Pege se vide kao tamne mrlje jer magnetsko polje inhibira protok vruće plazme, pa su kasnije hladnije i tamnije od okoline.Solarni fizičar Skot Makintoš, iz američke Nacionalne agencije za istraživanje okeana i atmosfere (NOAA), smatra da predviđanje solarnih ciklusa na temelju broja sunčevih pega nije najbolji model. „Ciklus Sunčevih pega nije primarna stvar. A u udžbenicima i naučnoj zajednici to se predstavlja kao glavni pokazatelj. No to je sekundarno”, izjavio je Makintoš. „Primaran je Hejlov ciklus, 22-godišnji magnetski ciklus. A ciklus Sunčevih pega je samo đelić ove veće slike.”

Hejlov ciklus otkrio je početkom 20. stoleća američki astronom Džordž Eleri Hejl. Sastoji se od dva ciklusa sunčevih pega u trajanju od 11 godina – vreme koje je potrebno da se polovi dvaput zamijene i vrate u svoje prvobitne položaje. On se opaža u brojnim fenomenima: promenljivim magnetskim polaritetima sunčevih pega i solarnih magnetskih polova, i intenzitetu galaktičkih kosmičkih zraka.Naime, sunčeva aktivnost otežava kosmičkim zracima da dođu do Zemlje, a neparni i parni solarni ciklusi imaju različite talasne oblike kosmičkog zračenja. To se pripisuje polaritetu solarnog magnetskog polja.

Problem sunčevih pega

Treba napomenuti da, zapravo, ne postoji sasvim jasna slika u vezi sa tim šta se događa u unutrašnjosti Sunca. Smatra se da solarno magnetsko polje generiše dinamo unutar zvezde; rotirajuća, konvektivna i električno vodljiva tekućina koja pretvara kinetičku energiju u magnetsku.Ako je tako, šta uzrokuje sunčeve pege? Prema trenutnim modelima, oni su povezani s rotacijom Sunca. Sunčev ekvator rotira brže od polova. Kada se susreću s rotacijom Sunca, magnetske linije se rastežu i petljaju stvarajući pritom privremena, lokalizirana područja jakih magnetskih polja, odnosno sunčeve pege.

To se, prema Makintošu, temelji na pasivnosti magnetskog polja. „Imate vrlo složen sistem unutar Sunca. Kao za sve fizičke sisteme, pravimo pojednostavljenja ili aproksimacije da bismo pokušali razumeti šta se događa”, objasnio je on. „Pre oko 60 godina napravili su aproksimaciju s magnetskim poljima. Kada Sunce rotira, taj proces pokreće cirkulaciju, zagrevavanje atmosfere pokreće cirkulaciju, a uz svu tu cirkulaciju, magnetska polja se s njom protežu.”

Modeli koji demonstriraju ovaj proces vrlo su dobro usklađeni s podacima posmatranja sunčevih pega. Prema Makintošu i kolegama, to je zato što je model stvoren da objasni upravo to i samo to. Postoji i alternativno objašnjenje – sunčeve pege su interferentni uzorak, generisan magnetskim poljima preklapajućih Hejlovih ciklusa.

Napravili bolji model?

Skot Makintoš i saradnici prvi su primetili obrazac koji se pojavljuje u podacima o sunčevim pegama 2011. godine i uočili preklapanje u takozvanim dijagramima leptira koji prikazuju pojavu sunčevih pega prema geografskoj širini tokom vremena. Nakon toga su potražili i proučili sve istorijske podatke o sunčevim pegama do kojih su mogli doći.Otkrili su da se ovo preklapanje konstantno ponavlja. Pred kraj jednog ciklusa sunčevih pega, kako se pege pojavljuju sve bliže i bliže ekvatoru, pojava pega sledećeg ciklusa može se posmatrati na srednjim geografskim širinama.

To je indikativno, otkrili su istraživači, za suprotno polariovane pojaseve magnetske aktivnosti koji prolaze kroz Sunce u ciklusima, oni bi bili odgovorni za ciklus sunčevih pega, a ne da ih one podtiču. Štaviše, ciklusi mogu biti u interakciji – kada se dva ciklusa suprotnog polariteta preklapaju, oni interferiraju jedan s drugim.Rezultat toga je da magnetski sistemi međusobno inhibiraju nastanak sunčevih pega i nastaje razdoblje minimalne aktivnosti sunčevih pega. „Ciklus sunčevih pega rezultat je interakcije između ovih većih magnetskih ciklusa. Drugim rečima, to je poput uzorka interferencije. Magnetska polja sve vreme pokušavaju da se međusobno ponište”, ističe Makintoš.

Potrebno više podataka

Na temelju nalaza „interferencijskog uzorka”, Makintoš i njegov tim došli su do predviđanja solarnog ciklusa koje je više u skladu s trenutnim opažanjima od onih službenih što se temelje na broju sunčevih pega.No, naučnici još ne znaju šta to pokreće linije magnetske aktivnosti na Suncu; moguće je da su uzrok gravitacioni talasi, ali za sada nema dovoljno informacija da se to potvrdi.

„Ideje Skota Makintoša su zanimljive, a njegovo predviđanje za 25. ciklus bolje je od službenih. No sumnjam da imaju veću prediktivnu moć od drugih pristupa”, smatra Vitland. Da bi se saznalo više, potrebno više podataka i više analiza, za šta treba vremena.Istraživanje pod nazivom Deciphering Solar Magnetic Activity: The Solar Cycle Clockobjavljeno je u časopisu Frontiers in Astronomy and Space Sciences.

(Izvor Indeks)