Kiedy patrzysz na słońce widzisz jasny obiekt na niebie. Ponieważ patrzenie bezpośrednio w Słońce bez dobrej ochrony oczu nie jest bezpieczne, trudno jest badać naszą gwiazdę. Jednak astronomowie używają specjalnych teleskopów i statków kosmicznych, aby dowiedzieć się więcej o Słońcu i jego ciągłej aktywności.
Wiemy dzisiaj, że Słońce jest obiektem wielowarstwowym, którego jądrem jest „piec” do syntezy jądrowej. Jego powierzchnia, zwana fotosfera, wydaje się gładki i idealny dla większości obserwatorów. Jednak bliższe spojrzenie na powierzchnię ujawnia aktywne miejsce niepodobne do wszystkiego, czego doświadczamy na Ziemi. Jedną z kluczowych cech definiujących powierzchnię jest okazjonalna obecność plam słonecznych.
Co to są plamy słoneczne?
Pod fotosferą Słońca leży złożony bałagan prądów plazmowych, pól magnetycznych i kanałów termicznych. Z czasem obrót Słońca powoduje skręcenie pól magnetycznych, co przerywa przepływ energii cieplnej do i z powierzchni. Skręcone pole magnetyczne może czasem przebijać powierzchnię, tworząc łuk plazmy, zwany wyeksponowaniem lub rozbłyskiem słonecznym.
Każde miejsce na Słońcu, w którym powstają pola magnetyczne, ma mniej ciepła przepływającego na powierzchnię. To tworzy względnie fajne miejsce (około 4500 kelwinów zamiast gorętszego 6000 kelwinów) na fotosferze. To chłodne „miejsce” wydaje się ciemne w porównaniu do otaczającego piekła, jakim jest powierzchnia Słońca. Takie czarne kropki chłodniejszych regionów nazywamy plamy słoneczne.
Jak często występują plamy słoneczne?
Pojawienie się plam słonecznych jest całkowicie spowodowane wojną między skręcającymi się polami magnetycznymi i prądami plazmy pod fotosferą. Tak więc regularność plam słonecznych zależy od tego, jak skręcone zostało pole magnetyczne (co jest również związane z tym, jak szybko lub powoli poruszają się prądy plazmy).
Chociaż dokładna specyfika jest wciąż badana, wydaje się, że te interakcje podpowierzchniowe mają trend historyczny. Słońce wydaje się przechodzić przez cykl słoneczny co około 11 lat. (W rzeczywistości jest to około 22 lat, ponieważ każdy 11-letni cykl powoduje odwrócenie biegunów magnetycznych Słońca, więc potrzeba dwóch cykli, aby przywrócić rzeczy do poprzedniego stanu).
W ramach tego cyklu pole staje się bardziej skręcone, co prowadzi do powstania większej liczby plam słonecznych. W końcu te skręcone pola magnetyczne zostają tak powiązane i wytwarzają tyle ciepła, że pole ostatecznie pęka, jak skręcona gumka. To uwalnia ogromną ilość energii w rozbłysku słonecznym. Czasami dochodzi do wybuchu plazmy ze Słońca, który nazywa się „koronalnym wyrzutem masy”. Nie zdarzają się przez cały czas na Słońcu, chociaż są częste. Zwiększają częstotliwość co 11 lat i nazywa się szczytową aktywnością maksimum słoneczne.
Nanopoły i plamy słoneczne
Niedawno fizycy słoneczni (naukowcy badający Słońce) odkryli, że istnieje wiele bardzo małych rozbłysków wybuchających w ramach aktywności Słońca. Nazwali je nanopary, i zdarzają się cały czas. Ich ciepło jest w zasadzie odpowiedzialne za bardzo wysokie temperatury w koronie słonecznej (zewnętrznej atmosferze Słońca).
Gdy pole magnetyczne się rozwiąże, aktywność ponownie spada, prowadząc do minimum słoneczne. Były też okresy w historii, w których aktywność słoneczna spadała przez dłuższy czas, skutecznie utrzymując minimum słoneczne przez lata lub dekady na raz.
70-letni okres od 1645 do 1715, znany jako minimum Maundera, jest jednym z takich przykładów. Uważa się, że jest to skorelowane ze spadkiem średniej temperatury w całej Europie. Stało się to znane jako „mała epoka lodowcowa”.
Obserwatorzy Słońca zauważyli kolejne spowolnienie aktywności podczas ostatniego cyklu słonecznego, co rodzi pytania dotyczące tych zmian w długoterminowym zachowaniu Słońca.
Plamy słoneczne i pogoda kosmiczna
Aktywność słoneczna, taka jak rozbłyski i wyrzuty masy koronalnej, wysyłają ogromne chmury zjonizowanej plazmy (przegrzane gazy) w przestrzeń kosmiczną. Kiedy te namagnesowane chmury docierają do pola magnetycznego planety, uderzają w górną atmosferę tego świata i powodują zakłócenia. Nazywa się to „pogodą kosmiczną”. Na Ziemi widzimy skutki pogody kosmicznej w zorzy polarnej i zorzy polarnej (światła północne i południowe). Ta aktywność ma inne skutki: w naszą pogodę nasze sieci energetyczne, sieci komunikacyjne i inne technologie, na których polegamy w codziennym życiu. Pogoda kosmiczna i plamy słoneczne są częścią życia w pobliżu gwiazdy.
Edytowany przez Carolyn Collins Petersen