Šta se dešava sa Suncem?

Još od ranog XVIII veka, Sunčeva osobina da pokazuje svoje pege bila je poznata i praćena jako pravilnim ciklusom koji je trajao u proseku oko 11 godina. Za vreme solarnih maksimuma povećava se broj Sunčevih pega, intenzitet Sunčevog magnetnog polja slabi, a polaritet se obrće, dok Sunčev vetar neprestano menja svoju aktivnost. U vreme minimuma dolazi do zatišja, nema pega, magnetno polje je jako i mirno, a Sunčev vetar je relativno konstantan.

Naučnici su postali svesni Sunčevih ciklusa u XIX veku. Godine 1826. Hajnrih Švabe (Heinrich Schwabe), Nemački farmaceut i astronom amater, započeo je četrdesettrogodišnje izučavanje Sunčeve vidljive površine. Primetio je kako se broj Sunčevih pega povećao u periodu između 1827. i 1830. godine, onda pao na skoro nijednu 1833. godine, da bi se opet 1837. godine vratio u još veći broj, sluteći da je trajanje jednog Sunčevog ciklusa oko 10 godina. Švabe je uspešno predvideo sledeći Sunčev maksimum koji se desio 1848. godine. Naučnici od tada prate ovaj jedanaestogodišnji ciklus povećavajući postepeno preciznost svojih merenja.

Međutim, Sunce nije bilo uvek tako pouzdano tačno. Nedugo nakon Galilejevog prvog teleskopskog posmatranja Sunčevih pega 1609. godine, Sunce je prestalo da pokazuje pege. U periodu od 1645. do 1715. godine, Sunce skoro da nije proizvelo nijednu pegu. Ovaj tihi period, poznat kao Maunderov minimum, takođe je i vreme u kom je Zemlja prošla kroz malo ledeno doba, vreme neobično niskih temperatura, neplodnih godina i velikih gladi.

Kontraintuitivno, Sunce se hladi kada na njemu postoje pege, zato što su pege obično okružene svetlim regionima koji se zovu fakule. Čak i kada su oslabljene hladnijim Sunčevim pegama, fakule izazivaju ukupno povećanje od oko 0.1% u Sunčevom zračenju. Stoga, Sunce proizvodi manje toplote i svetla kada nema pega, što može izazvati pojave poput malih ledenih doba.

Aktivno sunce (SOHO)

Postojalo je još sličnih tihih perioda u prošlosti. Godovi na panjevima drveća, podaci sa Pariske i Londonske meteorološke službe, vizuelna posmatranja Sunčevih pega kineskih astronoma i razni drugi dokazi, pokazuju da je, oko 1550. godine, postojao još jedan solarni minimum sa hladnim periodom koji je trajao skoro 150 godina. Ovi podaci takođe pokazuju da je Sunce između 1100. i 1300. godine prošlo kroz veliki maksimum sa ogromnim brojem pega, što je na Zemlji propraćeno sa višim temperaturama.

Zapravo, podaci sa godova drveca i jezgara lednika pokazuju da produženi minimumi, kao što je Maunderov minimum, nisu toliko retki. Kada se pogleda unazad 10 000 godina, čini se da je oko sedminu vremena Sunce bilo u jednom od ovih minimuma.

Problem je to što još uvek niko ne razume u potpunosti zašto Sunce prolazi kroz ove nepravilne cikluse. Uprkos ogromnom teorijskom radu, preciznom praćenju Sunčevog ponašanja, od njegovog magnetnog polja pa do zračenja njegove energije na svim talasnim dužinama, nauka o razumevanju i predviđanju Sunčeve aktivnosti je još uvek mlada i nezrela.

Klađenje na Sunce - predviđanje aktivnosti

Predviđanje intenziteta sledećeg Sunčevog ciklusa nikad nije bio lak posao. Sredinom pedesetih godina, naučnici su mislili da će tadašnji Sunčev maksimum biti slab i relativno tih. Desilo se suprotno. Maksimum koji se desio 1959/1960. godine, u Sunčevom 19. ciklusu, ispostavilo se da je bio najjači u istoriji praćenja Sunčeve aktivnosti, sa enormnim brojem Sunčevih pega i Sunčevih oluja.

Predviđanje situacije za 2006/2007. godinu nije bilo mnogo drugačije. Dok se Sunce polako smirivalo od svog poslednjeg maksimuma u svom 23. ciklusu, naučnici su se ponovo sa velikom strašću zauzeli za predviđanje siline sledećeg Sunčevog maksimuma u 24. ciklusu, skrećući pažnju da intenzitet Sunčevog maksimuma ne samo da je važan za razumevanje samog ponašanja Sunca, već je i od praktičnog značaja. Jačina Sunčevog maksimuma ima direktan uticaj na električne mreže, funkcionisanje satelita i brojne druge sektore našeg modernog tehnološkog društva.

Sunce kad ulazi u maksimum aktivnosti (SOHO)

Desetine modela koji predviđaju ponašanje Sunca u 24. ciklusu su ponuđeni. Grupa eksperata sazvana od strane NASA (National Aeronautics and Space Administration) i NOAA (National Oceanic and Atmospheric Administration) je formirala komisiju za predviđanje predstojećeg Sunčevog ciklusa. Članovi komisije su se podelili po svojim mišljenjima u dve grupe. Jedni su predviđali jak Sunčev maksimum sa puno pega, koji će dostići svoj ekstrem krajem 2011. godine, dok je druga grupa mislila da će dolazeći maksimum biti slab, sa malo Sunčevih pega negde sredinom 2012. godine. Tehnike predviđanja su se kretale od čisto statističkih, do onih koje su predviđanje davale na osnovu nekoliko najnovijih teorijskih modela. Pravi problem leži u našem relativno ograničenom razumevanju Sunčevog ciklusa i onoga što ga pokreće, pa pošto su ova dva ponuđena predviđanja bila nesaglasna, načnici su odlučili da objave oba modela aprila 2007. godine.

Na svačije iznenađenje, Sunce „je odlučilo“ da zakasni. Obe grupe naučnika su očekivale da će Sunce dostići svoj minimum marta 2008. godine, posle čega bi lagano krenulo ka predviđanom novom maksimumu. Nasuprot tome, Sunce se smirilo onako kako se nije smirivalo skoro ceo vek. Sada je već prošlo više od godinu dana od marta 2008. godine i Sunce je bez skoro ijedne pege u jednom od najvećih solarnih minimuma ikad zabeleženih. Iako je 2008. godina protekla skoro bez Sunčevih pega, 2009. izgleda za sada sa još manje, na osnovu dnevnog proseka.

Misterija Sunca

U međuvremenu, tekući, duboki i produženi Sunčev minimum ostaje misterija. Prethodni jači minimum, godine 1913. je držao Sunce potpuno čisto 311 od 365 dana, što je 85%. U 2008. godini Sunce je bilo bez pega 266 od 365 dana ili 75%. Ove godine, Sunce je bilo još mirnije sa 115 od 140 dana provedenih bez pega – 82%. Da bude još interesantnije, ovaj minimum traje duže nego prosečan. Tipičan Sunčev minimum ima 485 dana bez pega. Trenutni solarni minimum, koji je počeo 2004. godine, već je izbrojao 626 dana bez pega do 20. maja 2009.

Ovaj minimum je neobičan i iz drugih razloga. Sunčev sjaj je manji u odnosu na prethodne minimume. Iako je Sunce malo tamnije u vreme minimuma (oko 0.1%), ono se u ovom minimumu „zagasilo“ više nego u bilo kom do sada snimljenom nakon 1970. godine, od kada sateliti precizno mere Sunčev sjaj. Iako je jako mala, razlika u Sunčevom sjaju u odnosu na prethodne minimume još uvek nije objašnjena.

Sunce sa pegama (SOHO)

Sunčevo magnetno polje se takođe ponaša jako čudno. Jačina magnetnog polja dostiže vrhunac tokom Sunčevog minimuma u generalnom slučaju. Ipak, ako se u poredi sa prethodna tri Sunčeva minimuma, ovaj minimum je propraćen većim padom jačine magnetnog polja. Od minimuma 1985/1986. godine do minimuma 1996/1997. godine, ovaj pad je iznosio 20%, a od tada pa do trenutnog minimuma, pad jačine magnetnog polja Sunca je dodatnih 45%.

Sunčev vetar se takođe ponaša drugačije nego što se pretpostavljalo. Letilica Ulysses je provela poslednje 2 decenije u polarnoj orbiti oko Sunca i njena merenja su pokazala da je tokom tog perioda brzina Sunčevog vetra opala za 3%, temperatura se smanjila za 13%, a gustina za 20%. Ove promene govore da Sunčev vetar deluje manjim pritiskom na intergalaktički medijum i tako smanjujući heliosferu omogućuje ulazak dodatnih kosmičkih zraka iz naše galaksije u Sunčev sistem.

Šta dalje?

Uprkos svim ovim pomalo zabrinjavajućim podacima, naučnici i dalje očekuju da Sunčev ciklus nastavi svojim pravilnim tokom. Postoji nekoliko Sunčevih pega čije su koordinate i magnetna polja u skladu sa 24. ciklusom, a helioseizmološke studije Sunčeve unutrašnjosti pokazuju tokove gasa, koji se ponašaju isto kao i u samom početku prethodnog ciklusa. Ali ipak, novi ciklus mora doći malo kasnije nego što je predviđeno.

Grupa eksperata sazvana od strane NASA i NOAA je 8. maja 2009. godine prepoznala prethodno pomenute pokazatelje nastupajućeg ciklusa i izdala reviziju. Sada većina tima misli da se ekstremum minimuma desio u decembru 2008. godine, što je 9 meseci kasnije u odnosu na njihovo prvo predviđanje iz 2007. godine, a većina takođe smatra i da će dolazeći Sunčev maksimum ipak biti onaj blaži model od prethodno ponuđena dva, što znači da se očekuje da će solarni maksimum 24. Sunčevog ciklusa biti slab. Oni misle da će ovaj maksimum dostići svoju ekstremnu vrednost maja 2013. godine, što je takođe 9 meseci pomereno u odnosu na prvobitno predviđanje.

Šta će se desiti posle ostaje nepoznato. Ako bi se nakon predstojećeg maksimuma dogodio veliki solarni minimum poput Maunderovog, imao bi veliki uticaj na našu planetu. Mogao bi delimično da uspori efekat globalnog zagrevanja prouzrokovan antropogenim faktorima. Sa smanjenjem broja i jačine Sunčevih oluja i aktivnošću Sunca, možda ćemo imati manje aurora na nebu za uživanje, ali će Sunce sigurno predstavljati manju pretnju za buduća putovanja ljudi u kosmos, a takođe će biti i manje remećenja u funkcionisanju satelita i električnih mreža na Zemlji.