Przewidywania i oceny naukowe sugerują aktualnie, że obecny cykl aktywności słonecznej osiągnie maksimum wcześniej niż dotąd oczekiwano. Ta nowa prognoza ma istotne konsekwencje dla operacji i misji kosmicznych, w tym dla bezpieczeństwa satelitów i astronautów.
Słońce podlega około 11-letniemu cyklowi aktywności. Każdy pojedynczy cykl słoneczny rozpoczyna się od minimum słonecznego, czyli okresu z bardzo małą liczbą plam słonecznych. Ich liczba wzrasta do maksimum w ciągu około pięciu lub sześciu lat, a następnie spada z powrotem do minimum. Obecnie znajdujemy się w 25 cyklu słonecznym – 25 od czasu rozpoczęcia szczegółowych badań i zapisów liczby zliczeń plam słonecznych w 1755 roku. Nie każdy cykl musi przy tym trwać dokładnie 11 lat: niektóre dotąd trwały zaledwie osiem, a inne nawet 14 lat. Nasze Słońce jest po prostu dość nieobliczalne i czasem trzeba się z tym pogodzić. Obecnie jednak ludzka aktywność w kosmosie jest większa niż kiedykolwiek wcześniej w historii, więc dokładne prognozy na temat aktywności naszej gwiazdy – przynajmniej tej panującej w obecnym cyklu – są nam coraz bardziej niezbędne.
W 2019 roku zespół naukowców pomógł Centrum Prognozowania Pogody Kosmicznej (SWPC), będącego częścią Narodowej Administracji Oceanicznej i Atmosferycznej NOAA, opracować wstępną prognozę dla nowego wtedy, 25 cyklu słonecznego. Pierwotnie szacowano, że maksimum słoneczne wystąpi między 2023 a 2026 rokiem, a liczba plam słonecznych wyniesie w cyklu od 95 do 130. To mało w porównaniu ze średnią, która wynosi od 140 do 220 plam słonecznych na cykl. Okazuje się jednak, że w kilku latach, jakie upłynęły od tej pierwszej prognozy, Słońce zaskoczyło uczonych, wykazując znacznie większą niż się spodziewano liczbę plam słonecznych i innych przejawów swojej aktywności. Jeszcze w sierpniu tego roku Ziemia ledwo uniknęła poważnych skutków serii silnych rozbłysków słonecznych, w której jeden rozbłysk dogania drugi i łączy się z nim, tworząc w rezultacie coś znacznie bardziej groźnego.
Tymczasem nowa, zaktualizowana prognoza przewiduje, że szczyt 25 cyklu słonecznego nastąpi między styczniem a październikiem 2024 roku, a maksymalna liczba plam wyniesie od 137 do 173. Prognoza ta to jednocześnie debiut eksperymentalnego produktu SWPC Updated Solar Cycle Prediction, publikowanego na stronie internetowej Space Weather Prediction Testbed. Zespół naukowy projektu szacuje, że nowa eksperymentalna prognoza będzie znacznie dokładniejsza niż ta z 2019 roku. Co więcej, w przeciwieństwie do poprzednich prognoz ma być ona stale aktualizowana co miesiąc, gdy tylko dostępne będą nowe obserwacje plam słonecznych, co jest bardzo istotną zmianą na plus.
Z nowej prognozy wynika również, że faza spadku aktywności Słońca może być znacznie dłuższa niż obecnie mająca miejsce faza jej wzrostu. Oznacza to, że możemy spodziewać się utrzymującej się wysokiej aktywności słonecznej (w tym często występujących zórz polarnych) co najmniej do 2027 roku. Oczywiście zorze to tylko jeden z efektów zwiększonego poziomu aktywności magnetycznej na Słońcu – w dodatku ten prawdopodobnie najmniej dla nas kłopotliwy. Zwiększona aktywność Słońca obejmuje też częstsze rozbłyski słoneczne, koronalne wyrzuty masy i silniejszy wiatr słoneczny.
Zrozumienie bieżącego cyklu słonecznego pozwala ludziom lepiej planować i reagować na zmieniające się warunki z wyprzedzeniem. Znajomość długości obecnego cyklu i prawdopodobnych poziomów aktywności słonecznej pomaga na przykład agencjom prognozującym pogodę kosmiczną określać prawdopodobieństwo wystąpienia pewnych silnych zjawisk zachodzących w przestrzeni kosmicznej. Na Ziemi zdarzenia te mogą powodować awarie sieci elektrycznych i degradację sygnałów GPS, a także zwiększać opór atmosferyczny na orbitujących wokół Ziemi satelitach, zagrażając ich pracy. Dokładne prognozy pomagają również astronomom lepiej zrozumieć Słońce, ponieważ są one oparte na modelach jego wnętrza. Opracowując modele, tworząc prognozy i ostatecznie porównując je z rzeczywistymi pomiarami, naukowcy są w stanie potwierdzić lub wykluczyć pewne koncepcje dotyczące działania pól magnetycznych wewnątrz Słońca.
Jest jeszcze jeden bardzo ciekawy aspekt związany z 25 cyklem słonecznym. Jeśli najnowsza prognoza się sprawdzi, obecny cykl będzie miał maksimum blisko dnia kolejnego zaćmienia Słońca – 8 kwietnia 2024 roku. Może to skutkować prawdziwie imponująco wyglądającą koroną, czyli zewnętrzną atmosferą Słońca, która zwykle widoczna jest właśnie tylko podczas jego zaćmień.
Górny wykres porównuje przewidywaną obecnie liczbę plam słonecznych (obszary zacienione na fioletowo) z liczbą przewidywaną w 2019 r. (obszary zacienione na różowo). Rzeczywista liczba plam słonecznych zarejestrowanych każdego miesiąca jest oznaczona czarną linią. Dolny wykres, który przedstawia aktywność radiową Słońca, pokazuje wzorzec podobny do tego dla plam słonecznych. Źródło: NOAA SWPC
Czytaj więcej:
Źródło: Skyandtelescope.org
Opracowanie: Elżbieta Kuligowska
Na ilustracji: Aktywne Słońce. Źródło: NASA
