Jego powierzchnia nigdy nie jest spokojna, ale naukowcy przez ostatnie dwie dekady odnotowali niewielki spadek aktywności słonecznej. Czy słońce może się ochłodzić lub, odwrotnie, nagle wybuchnąć?

Typowy żółty karzeł

Dla astronomów Słońce to zwykła gwiazda, żółty karzeł. Jego wiek to pięć miliardów lat. Teraz jest mniej więcej w środku głównej sekwencji na diagramie Hertzsprunga-Russella, pokazującym ewolucję gwiazd.

„Mimo to Słońce jest unikalne. Dzięki jego cechom budowy i lokalizacji w stosunku do Ziemi możliwe jest życie” — opowiada Sputnikowi doktor nauk fizyczno-matematycznych Władimir Bogod, kierownik Petersburskiego Oddziału Specjalnego Obserwatorium Astrofizycznego.

Jego zespół bada światło, używając znajdującego się w górach Kaukazu Północnego radioteleskopu Ratan-600 na centymetrowych i decymetrowych falach radiowych. Jest to najwygodniejszy zakres do badania promieniowania korony tak dużego, jasnego i bliskiego obiektu.

W najbardziej ogólnym ujęciu Słońce jest stale płonącą kulą wodorową. Wewnątrz niej zachodzą reakcje jądrowe w temperaturach powyżej 14 milionów kelwinów. Energia w części wewnętrznej jest przenoszona przez promieniowanie i absorpcję fotonów (transfer radiacyjny). Bliżej powierzchni substancja ochładza się, rozpoczyna się strefa konwekcji i widoczna jest fotosfera o temperaturze 5800 kelwinów. Mieszając się, plazma wytwarza supergranule, osiągające połowę promienia Słońca.

Pola magnetyczne hamują wymianę energii pomiędzy silnie naładowanymi cząstkami plazmy, w wyniku czego pojawiają się ciemne obszary — plamy.

Powyżej fotosfery znajduje się chromosfera, o grubości zaledwie około trzydziestu tysięcy kilometrów i temperaturze dziesięć tysięcy stopni Kelvina. Pokryta jest przejściową stukilometrową warstwą, a za nią jest korona. Temperatura w niej sięga dwóch milionów, a ponad plamami — do dwudziestu milionów. Z kolei gęstość plazmy zmniejsza się o dwa rzędy wielkości.

W koronie nad plamami powstają warunki do przejścia energii magnetycznej w energię potężnych wybuchów.

„Struktura pól magnetycznych jest uproszczona, plazma załamuje się i wystrzeliwuje w otaczającą przestrzeń, jak z procy” — wyjaśnia Bogod.

Sposób, w jaki pola magnetyczne są przekształcane w energię, jest podstawową kwestią, od rozwiązania której zależy skuteczność reaktorów termojądrowych, takich jak tokamak. Po jej rozwiązaniu ludzkość znajdzie nowe niezawodne źródło energii.

Gdzie się podziały plamy?

Korona dostarcza informacji o aktywności słonecznej. Analizując to, naukowcy szukają zwiastunów potężnych wybuchów.

„Wybuchy to spontaniczne powstanie dużej liczby elektronów i protonów, w rzeczywistości to eksplozje emitujące plazmę o wysokiej energii. Docierając do Ziemi, potężny błysk generuje atmosferyczne burze magnetyczne i zorze polarne. Analizując widma emisji radiowej, możemy w ciągu dwóch czy trzech dni określić zwiastuny wybuchów” — mówi Władimir Bogod. 

Według szacunków dokonanych w jego zespole badawczym prawdopodobieństwo eksplozji Słońca w typie supernowej jest bardzo małe — nic mu nie zagraża. Kiedy wodór wewnątrz wystarczająco się wypali, Słońce zacznie się rozszerzać — Ziemia, oczywiście, ulegnie wypaleniu — a potem Słońce zamieni się w białego lub czarnego karła. Ale nastąpi to nie wcześniej niż za miliardy lat.

O wiele ważniejsze jest śledzenie cykli aktywności Słońca. Ich maksimum jest oznaczone minimalną liczbą plam na powierzchni Słońca. Najkrótsze cykle mają jedenaście lat. Obserwacje pokazują, że po raz drugi z kolei aktywność Słońca zmniejsza się, liczba plam maleje, a to wpływa na klimat. Podobne procesy w XVII wieku doprowadziły do zauważalnego chłodzenia w Europie (minimum Maundera). Możliwą przyczyną jest interakcja cykli o różnej periodyczności.

Zmniejszona aktywność słoneczna jest obarczona innym problemem — przenikaniem na Ziemię promieni kosmicznych, niosących wysokoenergetyczne ciężkie jądra atomowe i cząsteczki. Wpływa to nie tylko na klimat, ale także na wszystkie żywe stworzenia.

Najbliższa nam gwiazda, Słońce, jest doskonałym narzędziem do badania odległych kosmicznych obiektów. Jest to swego rodzaju standard i punkt odniesienia dla innych gwiazd, których zbadanie tak dokładne jak zbadanie Słońca nie jest jeszcze możliwe.

Leave a Reply

Twój adres email nie zostanie opublikowany.