NASA pomáhá řešit dlouho trvající záhady slunečního cyklu

Vědci předpovídají, že příští cyklus sluneční aktivity bude o 30 až 50 procent silnější než tento a začne až o až o rok později. Přesné předpovědi slunečního cyklu pomohou naplánovat ochranu proti doprovodným efektům slunečních bouří. Bouře totiž mohou vyvolat u satelitů na poruchy oběžné dráhy i jejich elektroniky, mohou rušit rádiové spojení, poškodit elektrorozvodné sítě a mohou představovat zdravotní riziko pro nechráněné astronauty.

Průlom do "slunečního klimatu" předpověděl Mausumi Dikpati se svým týmem z Národního střediska pro atmosférický výzkum v Boulderu v Coloradu. Ti vypracovali kombinací počítačové simulace a průkopnických pozorování nitra Slunce z kosmu za pomoci družice SOHO. Výzkum financoval program NASA "Život s hvězdou" 'a Státní vědecká nadace.

Slunce prochází každých zhruba 11 roků jedním cyklem aktivity, od bouřlivého období do téměř úplného klidu a opět k bouřlivému vyvrcholení. Sluneční bouře začínají vytvořením komplikovaných magnetických polí generovaných vířením elektricky nabitého plynu, slunečního plazmatu. Stejně jako příliš stočený pás gumy i sluneční magnetická pole se mohou náhle rozmotat a zaujmout nový tvar, přičemž dochází k uvolnění obrovského množství energie ve formě vzplanutí (flares) nebo výronu (ejekce) koronární hmoty (CME). Tato silná slunečná aktivita často nastává poblíž slunečních skvrn, tmavých a chladnějších oblastí na Slunci které jsou způsobeny koncentrací magnetických polí.

Porozumění tokům plazmy uvnitř Slunce je základem pro předpovídání cyklů sluneční aktivity. Plazmové proudy uvnitř Slunce přemísťují, soustřeďují nebo naopak pomáhají rozptylovat sluneční magnetická pole. "Obvyklým tokům plazmatu jsme sice rozuměli, ale detaily nám nebyly jasné a tak jsme je dříve nemohli používat k předpovědím," řekl k problému Mausumi Dikpati. Jeho práce o tomto výzkumu byla uveřejněna 3.března 2006 v online vydání časopisu Geophysical Research Letters.

Nová technika "helioseismologie" odhalila detaily dovolující vědcům nahlížet dovnitř Slunce. Helioseismologie zaznamenává zvukové vlny odrážející se uvnitř Slunce pomáhá tak vykreslit obraz jeho vnitřku podobně, jako ultrazvukové vyšetření používané prohlídku ještě nenarozeného dítěte.

Dva velké toky plazmy jsou řízeny cyklem. První se chová jako dopravní pás. Hluboko pod povrchem teče plazma od pólů k rovníku. Na rovníku se plazmový proud dostává k povrchu kudy teče zpět k pólům, kde klesne do hloubky a opakuje celý koloběh. Druhý plazmový tok připomíná karamelu. Povrchová vrstva Slunce se točí rychleji na rovníku než u pólů. Ve velkém měřítku slunečního magnetického pole se proud na rovníku natahuje a obaluje rovník.

"Přesná helioseismická pozorování rychlosti proudění Michelsonovým Dopplerovým zobrazovačem (MDI) na palubě sondy SOHO nám dala průlomová data," říká Dikpati. "Nyní už víme, že trvá dva cykly než se nasytí polovina pásu okolo rovníku magnetickým polem a dalšími dva cykly trvá doplnit druhou polovinu. Kvůli tomu, další sluneční cyklus závisí na charakteristických rysech za minulých 40 let, protože Slunce má magnetickou paměť."

Data o slunečním magnetizmu pochází z přístrojů SOHO/MDI a historických záznamů. Počítačová analýza magnetických dat za uplynulých osm let srovnala aktuální pozorování s pozorováním za posledních 80 let. Model pak na příštích 10 let provedl předpověď pro další cyklus. Slunce je dnes klidném období současného cyklu (cyklus 23) .

Tým předpovídá. že další cyklus začne zvýšením slunečné aktivity na konci roku 2007 nebo začátkem roku 2008 a ve 24 cyklu očekává o 30 až 50 procent více slunečních skvrn, vzplanutí a CME. Je to asi o rok později než vycházelo z předpovědí používajících jiných metod, které spoléhají na takové statistiky jako je mohutnost celého slunečního magnetického pole nebo počtu slunečních skvrn. Tato práce bude pokračovat podrobnějšími pozorováními sondou Solar Dynamics Observatory (SDO), která by měla startovat v srpnu 2008.