Poniekoľkých mesiacoch minimálnej slnečnej aktivity sa v štvrtý deň nového rokaobjavil na žiarivom povrchu našej hviezdy malý fliačik. Nič dramatické. Apredsa táto slnečná škvrna vzbudila pozornosť astronómov. Ohlásila začiatoknového slnečného cyklu.
Sneh, mráz, poľadovica.Nič, čo by nám na severnej pologuli naznačovalo, že naša modrá pohostinnáplanéta prešla hneď v úvode nového roka, 3. januára, perihéliom. Miestom, ktoréje na obežnej dráhe najbližšie k Slnku. O deň neskôr, 4. januára, sa najeho žiarivom kotúči stalo niečo vopred presne nevypočítateľné, aj keďočakávané - asi na tridsiatom stupni severnej slnečnej šírky sa objavila malátmavá škvrna, označená jednoducho číslom 981.
Astronómom, ktorí sa pozreli naobraz magnetických polí bolo hneď jasné, že sa začal nový slnečný cyklus. Zvyknesa o ňom vravieť ako o jedenásťročnom, ale to je len jeho priemerná hodnota av skutočnosti Slnko nedodržiava presný grafikon, občas si ho aj o vyšeroka skráti, či predĺži.
Periodická slnečná aktivita
Ale čo je to, čo sav takýchto, takmer pravidelných intervaloch v našom Slnku mení? Zjednodušenáa veľmi stručná odpoveď znie: jeho aktivita.
Prejavuje sa postupnýmniekoľkoročným nárastom a opätovným poklesom výskytu rôznych zaujímavýcha neraz dramatických a fascinujúcich fenoménov na povrchu Slnka. Ajkeď práve pojem povrch Slnka je nejednoznačný, pretože ide o plynnéprostredie s vrstvami rôznych vlastností.
To, čo vidíme ako žiarivý disk,je takzvaná fotosféra hrubá niekoľko stoviek kilometrov. Počet častíc (iónov)v jednotke objemu dosahuje asi len jedno percento z počtu častíc (atómov,molekúl) v zemskej atmosfére nad hladinou mora.
Ale práve v tejto vrstvevznikajú známe slnečné škvrny (na snímke vľavo), ktorých priemer sa meria na tisícky a desiatkytisíc kilometrov. Zväčša sa objavia na niekoľko dní, ale niektoré zanikajú užpo pár hodinách, či pretrvávajú aj celé týždne. Javia sa na svetlom pozadí akotmavé oblasti, pretože ich teplota je nižšia - okolo 4 tisíc stupňov Celzia -než teplota v okolí, ktorá je takmer 6 tisíc stupňov.
Sú to totiž oblastiso silným magnetickým poľom, asi desaťtisíckrát silnejším než magnetické polena povrchu Zeme, ktoré bráni výstupu horúcej plazmy (ionizovanému plynu)z hlbších vrstiev na povrch. Každé magnetické pole má dva póly. Aj namagnetograme Slnka (snímke rozloženia magnetických polí) vidieť, že väčšieškvrny sa často vyskytujú v pároch s opačnou polaritou, cez ktoré sasiločiary uzatvárajú do slučiek, smerujúc z miest s kladným pólom domiest so zápornou polaritou.
Magnetogram Slnka z 10. mája 2000. Nasevernej pologuli sú škvrny so zápornou polaritou (čierne) naľavo odprislúchajúcich oblastí s kladnou polaritou (biele). Na južnej pologuli jepolarita opačná.
Magnetogram Slnka s prvou škvrnou nového -24. slnečného cyklu. Kladná polarita škvrny je naľavo, tak ako u škvŕnkončiaceho sa 23. cyklu, hoci sú na rozdielnych slnečných pologuliach.
Zdroj: SOHO
Každý cyklus prepóluje magnetické pole Slnka
Jednotlivé cykly oddeľujepráve zmena v magnetickej polarite škvŕn a aj v celkovom, inakpomerne slabom slnečnom globálnom dipólovom poli. Jeho intenzita sa dá porovnaťs poľom magnetickej pásky na dverách chladničky.
Návrat k pôvodnejpolarite tak trvá dvakrát 11 - teda 22 rokov. Pozrite sa na magnetogram z roku2000. Vtedy nastupovalo obdobie maximálnej aktivity práve sa končiaceho 23.cyklu. Pri troche pozornosti zistíte, že súvisiace dvojice škvŕn na severnejslnečnej pologuli majú tmavé oblasti s negatívnou polaritou vpravo,a na južnej naopak - vľavo. A práve toto charakterizuje cyklus.
Počaspráve sa začínajúceho cyklu bude polarita opačná, ako to dokumentuje ešte„teplý" magnetogram zo 4. januára, keď sa objavila jeho prvá škvrna. Je to támalá dvojitá bielo-tmavá škvrnka v hornej, severnej polovici Slnka. Márovnakú polaritu ako škvrny z južnej pologule, ktoré ešte prislúchajúzanikajúcemu 23. cyklu, ale opačnú ako jej predchodkyne v týchtooblastiach.
Aj vznik prvej škvrny vo vyšších „slnečnopisných" (heliografických)šírkach nie je úplne náhodný. Už v 19. storočí amatérsky astronóm RichardCarrington na systematických nákresoch pozorovaných škvŕn odhalil ich posunpočas slnečného cyklu od vyšších heliografických šírok na oboch pologuliachsmerom k slnečnému rovníku.
Diagram výskytu slnečnýchškvŕn na povrchu fotosféry počas niekoľkých slnečných cyklov. Os x predstavujeheliosférickú šírku (analógia so zemepisnou).
Zdroj: NASA
Zobrazením takejto dlhodobej štatistikyvznikol zaujímavý diagram, ktorý sa nie náhodou nazýva motýlikový (motýlkový?).Pripomína rad motýľov. Na diagrame je vidieť, že škvrny nového cyklu vznikajúokolo 30. až 40. heliografickej šírky v dobe, keď v blízkosti rovníkasa ešte objavujú škvrny zanikajúceho cyklu, presne, ako to dokumentujemagnetogram z januára tohto roka. Carrington pomocou dokumentácie škvŕn zistil,že povrch Slnka nerotuje rovnako, že vrstvy okolo slnečného rovníka sa pohybujúrýchlejšie než vrstvy pri slnečných póloch. Rozdiel pri jednej otočke je asi 11dní. Táto rozdielna rotácia vodivej slnečnej plazmy je jedným z hlavných hnacíchmotorov dynamickej slnečnej aktivity. Ďalšími sú magnetické polia, tepelnéprúdenie a tlak elektromagnetického žiarenia.
Čo náš čaká?
Určite nástup 24.slnečného cyklu. Podľa niektorých predpovedných modelov bude výraznejší nežpredošlý. Či taký bude, či nie, nepochybne prinesie nielen nárast počtuslnečných škvŕn, ale aj asi stonásobný nárast počtu ďalších prejavov zvyšujúcejsa slnečnej aktivity - najmä takzvaných protuberancií a erupcií. Pri nich unikajúcelé oblaky nabitých energetických častíc slnečnej plazmy. Ak sa im do cestypripletie naša Zem, ovplyvnia geomagnetické pole a spôsobia takzvanúgeomagnetickú búrku. Jej prejavy sú najvýraznejšie pri póloch, kde vznikajúnádherné polárne žiare.
Podľa Davida Hathawaya a Roberta Wilsona zMarshallovho vesmírneho leteckého centra bude nový 24. slnečný cyklusintenzívnejší, než končiaci sa 23.
Aj keď pojemgeomagnetická búrka znie dramaticky, pre človeka nie je nebezpečná. Otvorenímspomínaných dverí na chladničke vytvoríte vo svojom okolí výraznejšiumagnetickú poruchu. Ohrozené sú veľmi dlhé vodivé potrubia a elektrické vedenianajmä v smere poludníkov. Meniace sa pole v nich naindukuje napätie, ktoréby mohlo poškodiť zariadenia rozvodných sietí, napríklad transformátory. Oblakyvysokoenergetických nabitých častíc však môžu spôsobiť vážne problémy tam, kdepriestor už nie je pod ochranou štítu geomagnetického poľa - na družiciach, vesmírnychsondách, staniciach aj astronautom.
Slnko a klíma
Medzi hlavné argumenty,podporujúce vplyv slnečnej aktivity na klímu, je takzvané Maunderovo minimum. FyzikEdward Walter Maunder(1851-1928) z historických záznamov zrekonštruoval charakter slnečnejaktivity v rokoch 1645 až 1715, kedy Európu a Severnú Amerikusužovali extrémne tuhé zimy.
Zistil, že na slnečnom disku bolo pozorovanýchtakmer tisíckrát menej slnečných škvŕn, než by sa ich tam malo naozaj objaviť.Zhodou náhod sa toto obdobie prekrýva s érou panovania francúzskeho kráľaĽudovíta XIV. z rodu Bourbonovcov, nazývaného aj Kráľ Slnko.
V súčasnosti sa o vplyveslnečnej aktivity na globálnu klímu vedci intenzívne dohadujú, využívajúcštatistiku a rôzne korelácie na podporu súhlasného i nesúhlasnéhopresvedčenia. Faktom je, že množstvo energie vyžarované Slnkom sa počas cyklumení v rozmedzí asi len desatiny percenta. Na rozdiel od produkciepriemyselných emisií na tom nič nezmeníme.
Autor: Dagmar Gregorová pre sme.sk
