НЕШТО СЕ ЧУДНО ДОГАЂА

Сунце се чудно понаша: до сада је готово сваки дан у 2022. избацивало бакље и короналне масу, од којих су неке биле најмоћније ерупције што се могу догодити на нашој звезди.

Ерупције на Сунцу нису саме по себи чудне. До њих долази редовино док пролази кроз раздобља високе и ниске активности, у циклусима који трају отприлике 11 година. Но тренутна активност знатно је већа од службених предвиђања NASA и NOAA за садашњи соларни циклус, а соларна активност је константно премашивала предвиђања још у септембру 2020.

„Не можемо поуздано предвидети соларне циклусе. Не разумемо у потпуности соларни динамо, он генерише магнетска поља која се виде на површини као сунчеве пеге и производе бакље. Ово је један од изванредних проблема у астрофизици, стога није изненађујуће да не можемо имати тачна предвиђања”, рекао је за Science Alert соларни астрофизичар Мајкл Витланд са Универзитета Сиднеј у Аустралији. Уколико се не могу имати тачна предвиђања, долази до проблема. Шта ако се она темеље на погрешној метрици? Можда се мора променити приступ на који се посматра наша звезда.

Соларни циклуси

Соларни циклуси имају огроман утицај на Сунчев систем, али их научници релативно слабо разумеју. Они сматрају да су вероватно повезани са соларним магнетским пољем. Отприлике сваких 11 година Сунчеви магнетски полови се окрећу, северни постаје јужни и обратно. То стање се подудара са оним што је познато као соларни максимум, када Сунце избацује највише бакљи и короналне масе (CME) и има највише пега. Након тога долази раздобље смиривања, а послије опет креће раздобље соларног максимума. Сада је наша звезда управо у тој фази, 25. откако се ове промене бележе.

(NASA)

Циклуси активности карактеришу се и предвиђају на темељу једног фактора: броја сунчевих пега. То су привремена подручја у којима су магнетска поља посебно јака, што подстиче ерупцију бакљи и CME. Пеге се виде као тамне мрље јер магнетско поље инхибира проток вруће плазме, па су касније хладније и тамније од околине. Соларни физичар Скот Макинтош, из америчке Националне агенције за истраживање океана и атмосфере (NOAA), сматра да предвиђање соларних циклуса на темељу броја сунчевих пега није најбољи модел. „Циклус Сунчевих пега није примарна ствар. А у уџбеницима и научној заједници то се представља као главни показатељ. Но то је секундарно”, изјавио је Макинтош. „Примаран је Хејлов циклус, 22-годишњи магнетски циклус. А циклус Сунчевих пега је само ђелић ове веће слике.”

Хејлов циклус открио је почетком 20. столећа амерички астроном Џорџ Елери Хејл. Састоји се од два циклуса сунчевих пега у трајању од 11 година – време које је потребно да се полови двапут замијене и врате у своје првобитне положаје. Он се опажа у бројним феноменима: променљивим магнетским поларитетима сунчевих пега и соларних магнетских полова, и интензитету галактичких космичких зрака. Наиме, сунчева активност отежава космичким зрацима да дођу до Земље, а непарни и парни соларни циклуси имају различите таласне облике космичког зрачења. То се приписује поларитету соларног магнетског поља.

Проблем сунчевих пега

Треба напоменути да, заправо, не постоји сасвим јасна слика у вези са тим шта се догађа у унутрашњости Сунца. Сматра се да соларно магнетско поље генерише динамо унутар звезде; ротирајућа, конвективна и електрично водљива текућина која претвара кинетичку енергију у магнетску. Ако је тако, шта узрокује сунчеве пеге? Према тренутним моделима, они су повезани с ротацијом Сунца. Сунчев екватор ротира брже од полова. Kада се сусрећу с ротацијом Сунца, магнетске линије се растежу и петљају стварајући притом привремена, локализирана подручја јаких магнетских поља, односно сунчеве пеге.

То се, према Макинтошу, темељи на пасивности магнетског поља. „Имате врло сложен систем унутар Сунца. Kао за све физичке системе, правимо поједностављења или апроксимације да бисмо покушали разумети шта се догађа”, објаснио је он. „Пре око 60 година направили су апроксимацију с магнетским пољима. Када Сунце ротира, тај процес покреће циркулацију, загревавање атмосфере покреће циркулацију, а уз сву ту циркулацију, магнетска поља се с њом протежу.”

Модели који демонстрирају овај процес врло су добро усклађени с подацима посматрања сунчевих пега. Према Макинтошу и колегама, то је зато што је модел створен да објасни управо то и само то. Постоји и алтернативно објашњење – сунчеве пеге су интерферентни узорак, генерисан магнетским пољима преклапајућих Хејлових циклуса.

Направили бољи модел?

Скот Макинтош и сарадници први су приметили образац који се појављује у подацима о сунчевим пегама 2011. године и уочили преклапање у такозваним дијаграмима лептира који приказују појаву сунчевих пега према географској ширини током времена. Након тога су потражили и проучили све историјске податке о сунчевим пегама до којих су могли доћи. Открили су да се ово преклапање константно понавља. Пред крај једног циклуса сунчевих пега, како се пеге појављују све ближе и ближе екватору, појава пега следећег циклуса може се посматрати на средњим географским ширинама.

То је индикативно, открили су истраживачи, за супротно полариоване појасеве магнетске активности који пролазе кроз Сунце у циклусима, они би били одговорни за циклус сунчевих пега, а не да их оне подтичу. Штавише, циклуси могу бити у интеракцији – када се два циклуса супротног поларитета преклапају, они интерферирају један с другим. Резултат тога је да магнетски системи међусобно инхибирају настанак сунчевих пега и настаје раздобље минималне активности сунчевих пега. „Циклус сунчевих пега резултат је интеракције између ових већих магнетских циклуса. Другим речима, то је попут узорка интерференције. Магнетска поља све време покушавају да се међусобно пониште”, истиче Макинтош.

Потребно више података

На темељу налаза „интерференцијског узорка”, Макинтош и његов тим дошли су до предвиђања соларног циклуса које је више у складу с тренутним опажањима од оних службених што се темеље на броју сунчевих пега. Но, научници још не знају шта то покреће линије магнетске активности на Сунцу; могуће је да су узрок гравитациони таласи, али за сада нема довољно информација да се то потврди.

„Идеје Скота Макинтоша су занимљиве, а његово предвиђање за 25. циклус боље је од службених. Но сумњам да имају већу предиктивну моћ од других приступа”, сматра Витланд. Да би се сазнало више, потребно више података и више анализа, за шта треба времена. Истраживање под називом Deciphering Solar Magnetic Activity: The Solar Cycle Clock објављено је у часопису Frontiers in Astronomy and Space Sciences.