Astronomiczny Obiekt Miesiąca: Październik 2023

< poprzedni Archiwum następny >

Co koronalne wyrzuty masy mówią nam o 25. cyklu słonecznym?

Słońce wpływa na otoczenie Ziemi na wiele sposobów i w różnych skalach czasowych. Stanowi siłę napędową życia na naszej planecie, zatem wszelkie zmiany w produkcji energii promienistej przez Słońce mogą wpływać na bilans energetyczny Ziemi. Obserwacje satelitarne prowadzone w ciągu ostatnich 40 lat wykazały, że długo- i krótkoterminowe wahania aktywności Słońca powodują niewielkie zmiany w produkcji energii słonecznej (natężeniu promieniowania słonecznego) -- mniejsze niż 0,1%. Zmiany irradiancji słonecznej w tej skali nie mają znaczącego wpływu na nasz klimat. Jednak obecnie Słońce doświadcza znacznego spadku aktywności. Może to oznaczać, że wchodzi ono w długi okres niskiej aktywności, czyli wielkie minimum współczesne.

Po raz ostatni taki okres w aktywności słonecznej można było obserwować w 17 wieku. Wówczas, podczas tak zwanego Minimum Maundera, natężenie promieniowania słonecznego spadło o 0,22%. Spowodowało to spadek średniej temperatury Ziemi o 1-1,5 stopnia Celsjusza i doprowadziło do zamarzania rzek, długich mroźnych zim i chłodnych lat. Aktywność słoneczna odzwierciedla dynamiczne procesy słoneczne, które są nieliniowe. Z tego powodu związek między wszystkimi zjawiskami fizycznymi zachodzącymi na Słońcu jest bardzo złożony. Przewidywanie nawet tych najbardziej zauważalnych procesów, takich jak zdarzenia cykliczne (11-letnie cykle słonecznej aktywności magnetycznej), obarczone jest dużą niepewnością.

Istnieje wiele metod przewidywania kolejnych cykli aktywności słonecznej. Obecne prognozy dotyczące nasilenia 25 cyklu aktywności słonecznej wynoszą od połowy do dwukrotności nasilenia poprzedniego, 24 cyklu aktywności Słońca. W prezentowanych badaniach zastosowano nowe metody oszacowania intensywności 25 cyklu. W tym celu porównano częstotliwość występowania halo koronalnych wyrzutów masy (HCME) i inne charakterystyki obserwowane podczas fazy wzrostu cykli 23, 24 i 25. W obserwacjach koronograficznych (obserwacje korony słonecznej z zakrytą tarczą Słońca) HCME pojawia się jako jasny obszar wokół całej zasłanianej tarczy Słońca. Aby ukazać się jako takie halo, CME muszą jednak wcześniej powstać w pobliżu południka centralnego, w przedniej lub tylnej części Słońca, patrząc z Ziemi. Zatem frontalne halo CME obserwowane wzdłuż linii Słońce- Ziemia z dużym prawdopodobieństwem uderzy w Ziemię i wywoła burze geomagnetyczne.

Obserwacje występujących w 24 cyklu słonecznym koronalnych wyrzutów masy, wykonane z pomocą satelity SOHO, pokazały, że było coś bardzo szczególnego w częstości występowania HCME w porównaniu z cyklem 23. Liczba HCME w cyklu 24 była podobna do tej z 23, podczas gdy liczba plam słonecznych (SSN) spadła wówczas o ponad 40% (intensywność magnetyczna w cyklu 24 spadła o około 40%). Większa liczba halo w cyklu 24 (znormalizowana do SSN) została uznana za wskaźnik tygodniowego stanu heliosfery po długim i głębokim minimum aktywności słonecznej pomiędzy cyklami 23 i 24. Zmniejszone ciśnienie w heliosferze sprawiło, że CME rozszerzały się wtedy bardziej, stając się "aureolami" halo, nawet gdy pochodziły z większych odległości od centrum Słońca. Co więcej, w cyklu 24 koronalne wyrzuty materii przekształcały się w halo wcześniej (i bliżej Słońca) oraz z mniejszą prędkością niż w cyklu 23. Wyniki te sugerują, że możliwe jest wnioskowanie o względnej intensywności cyklu słonecznego na podstawie częstości występowania zjawisk HCME. Wyniki tych rozważań przedstawiono na wykresie 1.