5 Minuten
Netikėtas saulės aktyvumo augimas
Nauja ilgalaikių saulės stebėjimų analizė rodo, kad nuo maždaug 2008 m. saulės aktyvumas nuosekliai didėja, o ši tendencija tęsiasi už įprasto 11 metų saulės ciklo ribų. Tokios agentūros kaip NASA ir NOAA iš pradžių prognozavo palyginti silpną 25-ąjį saulės ciklą po mažo aktyvumo 24-ojo ciklo, tačiau pastebėtas saulės dėmių skaičius, žybsniai ir koroninės masės išmetimai (CME) buvo aukštesni nei tikėtasi. NASA Jet Propulsion Laboratory (JPL) tyrėjai dabar praneša, kad keli saulės vėjo rodikliai — įskaitant greitį, tankį, temperatūrą, termodinaminį slėgį, masės srautą, impulsą, energijos srautą ir magnetinio lauko stiprumą — per pastaruosius pusantrų dešimtmečių išaugo.
Saulės ciklai, Hale ciklas ir istorinė perspektyva
Pagrindinis mokslininkų stebimas saulės ritmas yra maždaug 11 metų saulės dėmių ciklas, kuris kinta tarp Saulės minimumo ir maksimumo ir susijęs su saulės dėmių skaičiumi, saulės žybsniais ir koroninėmis masės išmetimais (CME). Kiekvienas 11 metų ciklas iš tiesų yra pusė 22 metų magnetinio Hale ciklo, kurio metu Saulės magnetinė polarizacija du kartus apsikeičia ir vėl grįžta į pradinę orientaciją.
Ilgesnio laikotarpio kintamumas taip pat užfiksuotas istoriniuose įrašuose. Manderio minimumas (apie 1645–1715 m.) ir Daltono minimumas (apie 1790–1830 m.) buvo ilgesni laikotarpiai su neįprastai mažai saulės dėmių. Tokie epizodai rodo, kad Saulė gali įžengti į išsiplėtusias sumažėjusio aktyvumo fazes, tačiau mechanizmai, kurie inicijuoja daugelio dešimtmečių trukmės pokyčius, tebėra menkai suprantami. Kaip JPL plazmos fizikas Jamie Jasinski pastebėjo: "Visi ženklai rodė, kad Saulė galėtų pereiti į ilgalaikį mažo aktyvumo etapą. Todėl buvo netikėta matyti, kad ta tendencija apsivertė. Saulė pamažu bunda."
Nauji duomenys ir ką tyrėjai matavo
Jasinski ir jo kolegos, kartu su erdvės fiziku Marco Velli iš JPL, išnagrinėjo kelias saulės vėjo ir heliosferos duomenų aibes, apimančias kelis saulės ciklus. Vietoj to, kad būtų remtasi vien saulės dėmių skaičiumi, jų metodika įtraukė in-situ kosminių aparatų matavimus ir nuotolinio stebėjimo indeksus, kurie kiekybiškai aprašo saulės vėjo ir tarpplanetinio magnetinio lauko savybes.
Pradėjus maždaug 2008 m., sutapus su 24-uoju saulės ciklu, komanda nustatė palaipsnį saulės vėjo greičio, plazmos tankio ir temperatūros padidėjimą, taip pat padidėjusius terminį ir dinaminį slėgį. Magnetinio lauko stipris ir energijos srautai taip pat rodė kilimo tendencijas. Visumoje šie parametrai nurodo Saulės įtakos heliosferai sustiprėjimą.
Pasekmės erdvės orui ir Žemei
Ilgalaikis saulės vėjo stiprumo ir magnetinės veiklos augimas gali reikšti dažnesnius arba stipresnius erdvės oro reiškinius. Tai apima padidėjusią saulės žybsnių ir CME dažnį, stipresnes geomagnetines audras, kai tokie išsiveržimai susikerta su Žemės magnetosfera, ir didesnę radiacijos riziką palydovams, astronautams bei aukšto lygio aviacijai. Pastebėti pokyčiai nebūtinai reiškia artėjantį ekstremalų įvykį, tačiau jie praplečia tikimybės langą dėl trikdančios saulės veiklos, palyginti su prognozėmis, kurios remiasi daugiausia saulės dėmių numatomumu.
Misijų planuotojai ir palydovų operatoriai seka šias tendencijas naudodami observatorijų ir zondų flotilę, tokias kaip Parker Solar Probe, Solar Orbiter, ACE, DSCOVR, SOHO ir STEREO. Šie kosminiai aparatai užtikrina nuolatinį artimos Saulės aplinkos ir saulės vėjo stebėjimą, gerindami dabartines ir ateities erdvės oro prognozes.
Kodėl saulę prognozuoti vis dar sunku
Saulė yra stipriai nelinijinis magnetohidrodinaminis variklis. Vidiniai srautai, diferencialinė sukimosi dinamika ir magnetinio lauko generavimas per saulės dinamo procesus sukelia kintamumą per įvairius laiko mastus. Saulės dėmės yra naudingas pakaitinis rodiklis, tačiau jos atspindi tik vieną gilesnių procesų išorinį pasireiškimą. JPL analizė pabrėžia, kad pasikliovimas vien saulės dėmių skaičiumi gali nuvertinti ilgalaikius pokyčius heliosferoje.
Tyrėjai pabrėžia poreikį išplėsti diagnostinius rodiklius, įtraukiant saulės vėjo savybes, atvirą magnetinį srautą ir energetinių dalelių populiacijas. Tik turint platesnį stebėjimų katalogą ir patobulintus dinamo modelius mokslininkai galės geriau numatyti, ar dabartinės tendencijos tęsis, stabilizuosis ar apsivers.
Ekspertų įžvalga
Dr. Laura Mendes, astrofizikė, tyrinėjanti Saulės magnetizmą (ekspertų komentaras), pažymi: "Tendencija nuo 2008 m. primena, kad Saulė elgiasi pagal kelis persipynusius ciklus. Parker Solar Probe ir Solar Orbiter stebėjimai padeda mums patikrinti, ar saulės vėjo energijos augimas susijęs su gilesniais saulės dinamo pokyčiais. Praktinė išvada planuotojams yra tokia: vertinkite nesenias prognozes lanksčiai — tikėkitės kintamumo ir ruoškite sistemas atitinkamai."
Stebėsena ir misijos
Esamos ir planuojamos saulės misijos didina mūsų galimybes aptikti ir analizuoti pokyčius. Parker Solar Probe imasi duomenų iš vidinės heliosferos, Solar Orbiter derina iš arčiau gaunamas nuotraukas su in-situ plazmos matavimais, o žemės stebėjimo observatorijos fiksuoja saulės dėmes ir magnetinę topologiją. Kartu šie ištekliai maitina modelius, kurie informuoja NOAA ir kitas erdvės oro tarnybas apie palydovų trinties prognozes, radijo ryšio praradimo įspėjimus ir geomagnetinių audrų perspėjimus.
Išvados
Nauja analizė rodo, kad nuo maždaug 2008 m. saulės aktyvumas didėja, tai matyti pagal saulės vėjo greičio, tankio, temperatūros, slėgio ir magnetinio lauko stiprumo pokyčius. Šios tendencijos apsunkina prognozes, grindžiamas tik saulės dėmių skaičiumi, ir pabrėžia daugiaparametrinio stebėjimo heliosferoje svarbą. Nors šiandienos saulės vėjo slėgis vis dar yra mažesnis nei XX a. pradžioje registruoti lygiai, nuolatinis stebėjimas ir geresni modeliai yra būtini norint nustatyti, ar Saulė tęsis šiuo augimo keliu ir ką tai reikš erdvės oro sąlygoms bei technologinėms sistemoms Žemėje ir jos artumoje.
Quelle: swpc.noaa
Kommentar hinterlassen