Slunce, tak jak ho neznáme. Cyklus aktivity vrcholí předčasně, nikdo neví proč

Naše Slunce je stálým a věčným společníkem. Je spolehlivé jako hodiny a díky jeho zdánlivému pohybu po obloze můžeme měřit čas. Slunce a jeho dráha jsou také zdrojem ročních období na Zemi. V mnoha ohledech však naše Slunce zdaleka není klidné a neměnné.

Při bližším pohledu je Slunce velmi proměnlivé a aktivní. Jasné exploze zvané erupce pravidelně způsobují obrovské výrony záření. Tmavší, chladnější oblasti zvané sluneční skvrny vznikají, pohybují se, mění tvar a zanikají. Slunce také uvolňuje materiál do vesmíru při silných erupcích, tzv. slunečních částicových událostech.

Tato sluneční aktivita se mění v čase. Vrcholí každých 11 let,  a další vrchol byl předpovězen na červenec 2025.

Nyní se však zdá, že toto „sluneční maximum“ nastane dříve, než se očekávalo. Toto zjištění by mohlo vést k lepšímu pochopení naší hostitelské hvězdy.

Sluneční aktivita ovlivňuje také Zemi a technologie, na které se spoléháme. Sluneční částice mohou vyřadit z provozu satelity a narušit elektrické sítě. Aktivita Slunce, která ovlivňuje naši planetu, se často označuje jako „kosmické počasí“.

Záleží na načasování

Abychom mohli předpovídat a připravovat se, potřebujeme dobrý soubor pravidel, vědecký model. NASA a americký Národní úřad pro oceán a atmosféru je vytvářejí již řadu let.

K předpovídání sluneční aktivity spojují různé metody. Výsledkem tohoto přístupu je datum příštího slunečního maxima (vrcholu) kolem července 2025. I toto maximum bylo předpovězeno jako relativně slabé, stejně jako maximum během předchozího slunečního cyklu. Ten trval přibližně od prosince 2008 do prosince 2019, s maximem v dubnu 2014.

Tým vedený vědcem NASA Robertem Leamonem a Scottem McIntoshem, zástupcem ředitele amerického Národního centra pro výzkum atmosféry (NCAR), však zveřejnil alternativní předpověď. Podle nich nastane vrchol cyklu o rok dříve, tedy v polovině roku 2024, a počet slunečních skvrn bude dvojnásobný oproti oficiální předpovědi, což svědčí o aktivitě. Pozorování Slunce v současnosti tuto alternativní předpověď podporují.

Zajímavé je, že mnoho předpovědních metod se opírá o časové určení délky cyklu měřené podle minima (nejnižšího bodu) sluneční aktivity. Leamon a McIntosh se však podrobněji zabývali skutečnými slunečními skvrnami a jejich magnetickými vlastnostmi.

Když sluneční cyklus skončí, není to okamžité. Jedná se o pozvolný přechod, kdy se objevuje méně slunečních skvrn s magnetickými vlastnostmi spojenými se starým cyklem a více skvrn s vlastnostmi spojenými s novým cyklem.

Tato současná předpověď používá k určení konce slunečního cyklu terminátor – čas, kdy zanikla úplně poslední sluneční skvrna starého cyklu. Výsledkem mohou být různé časové údaje o délce cyklu. Například poslední minimum nastalo v prosinci 2019, ale terminátor ve skutečnosti nastal v prosinci 2021. Výzkumná skupina pak mohla vypracovat předpověď, jak silný bude nadcházející cyklus, na základě toho, jak dlouhý byl ten předchozí.

V palebné linii

Co by pro nás ale znamenala vyšší sluneční aktivita, protože cyklus brzy dosáhne svého vrcholu?

Slunce uvolňuje obrovské množství energie v podobě erupcí a dalších událostí, které vyvrhují materiál do vesmíru, a pokud se nacházíme v ohnisku, je možné, že část energie zasáhne Zemi. Země má naštěstí vlastní magnetický štít, který nás může ochránit.

Když k nám částice a magnetická pole ze Slunce dorazí, nejprve interagují s vlastním magnetickým polem Země, což způsobí, že jsou rozmetány a rozdrceny. To také nutí sluneční částice pohybovat se způsobem, který diktuje magnetické pole Země. To je do jisté míry zachytí a zabrání jim dopadnout na zemský povrch.

Přestože nám magnetický „štít“ Země poskytuje určitou ochranu, sluneční aktivita nás stále ovlivňuje. Příkladem jsou polární (nebo jižní) záře. Ty vznikají, když sluneční částice dosáhnou vysokých vrstev atmosféry a „vyburcují“ tamní atomy, což způsobí jejich přechod do stavu s vysokou energií. Když se atomy uvolní, vyzařují světlo různých barev, například červené, zelené a modré. Tento ohromující projev je ideální pozorovat blíže k magnetickým pólům naší planety.

Sluneční aktivita může způsobit přepětí v dlouhých přenosových vedeních používaných v elektrických sítích. Jedním z příkladů byl výpadek proudu v kanadském Quebecu v roce 1989.

Mezi další účinky patří změna hustoty částic ve vysokých vrstvách atmosféry. To může mít za následek drobné chyby v zařízeních využívajících GPS. Může také vést k mírnému ohřevu naší vnější atmosféry, což způsobí, že se rozšíří dále do vesmíru. Tím se zvyšuje tloušťka atmosféry pro satelity na nízké oběžné dráze Země.

To může způsobit, že ztratí výšku a někdy shoří. Jedna taková událost postihla v únoru 2022 várku nových družic StarLink vypuštěných společností SpaceX. K této události došlo v době, kdy Slunce vykazovalo zhruba poloviční aktivitu, než jakou zažíváme v současnosti.

Když sluneční aktivita zesílí, je pravděpodobnější, že nás zasáhne sluneční bouře, která způsobí elektrické problémy na satelitech. Tyto kosmické lodě bude možná nutné přepnout do takzvaného „bezpečného režimu“, kdy se vypne mnoho systémů. To jim umožní bouři přečkat.

Naše společnost se neustále vyvíjí tak, že jsme stále závislejší na elektrické infrastruktuře. Rozšiřujeme také naše technologie do vesmíru. Technologie, která je zranitelná, pokud nebudeme monitorovat vesmírné počasí a jeho zdroj, Slunce. Pokud víme, co se blíží, můžeme se připravit. Elektrické sítě se navrhují tak, aby byly méně náchylné k přepětí, a družice se navrhují tak, aby lépe odolávaly kosmickému počasí.

Potřebujeme však hlouběji porozumět naší hvězdě. Odborníci již vedou podrobný záznam o minulých pozorováních a neustále rozšiřují způsoby pozorování Slunce a vesmírného počasí pomocí družic. Zdokonalujeme také vědecké modely, které nám umožňují předpovídat sluneční aktivitu. Tento současný překvapivý sluneční cyklus naše schopnosti ještě posílí.

Autor: Lukáš Drahozal

Zdroj: theconversation.com