Galingi siurprizai
Nuo to laiko mokslas atskleidė, kad, pavyzdžiui, Saulė aplink savo ašį apsisuka vidutiniškai kartą per 28 dienas. Tačiau ties ekvatoriumi karštos plazmos kamuolys apsisuka kartą per 25 dienas, o ties ašigaliais – maždaug per 35 dienas, sudarydamas karštos plazmos sūkurį.
Vis dėlto Saulės galia vis dar gali pateikti netikėtumų – pliūpsnių gali būti pakankamai stiprių, kad Žemėje būtų galima sudeginti ryšio palydovus ar elektronikos prietaisus. Mokslininkai įspėja, kad 2024 m. pabaigoje ir 2025 m. pradžioje, artėjant aktyvumo pikui, Saulės žybsniai taps dar galingesni.
„Mūsų žvaigždės viduje vyksta turbulentinis judėjimas, vadinamas konvekcija, kuris šiek tiek primena tai, kaip vanduo burbuliuoja prieš pat užvirdamas“, – sako CEA Paris-Saclay, priklausančios Prancūzijos alternatyvios energijos ir atominės energijos komisijai, mokslinių tyrimų direktorius, profesorius Sacha Brunas.
1859 m. rugsėjį Žemę užklupusi liūdnai pagarsėjusi magnetinė audra, vadinama Carringtono įvykiu, sukėlė įspūdingus šviesos žybsnius toli nuo poliarinių regionų ir sutrikdė telegrafo sistemas visame pasaulyje. Nuo to laiko jų buvo ir daugiau. 1989 m. dėl geomagnetinės audros Kvebeke (Kanada) nutrūko elektros energijos tiekimas, teigia Brunas.
Norint nuspėti ir suprasti tokius įvykius, reikia daugiau žinių apie Saulę.
Šis besisukantis vandenilio ir helio kamuolys taip pat yra neįsivaizduojamai karštas – jo branduolio temperatūra siekia 15 milijonų Celsijaus laipsnių. Saulė milžiniška – joje telpa daugiau nei 1 milijonas Žemių.
Tai, kad vasaros dieną ji yra rami, liudija tai, kad jos šerdyje vyksta intensyvios branduolinės reakcijos, dėl kurių susidaro didžiuliai energijos kiekiai. Saulė yra besiveržiantis plazmos kamuolys, kurio dujos tokios karštos, kad iš atomų ištrūksta elektronai, todėl jos paviršiuje kyla intensyvūs magnetiniai sprogimai, išmetantys į kosmosą milijardus tonų materijos.
Magnetinis žavesys
Sukdamasi Saulė mechaninę energiją paverčia magnetine energija – panašiai kaip dviračio žibintai, kai pedalų judesys paverčiamas magnetine energija.
Saulėje susisukusios magnetizmo juostos kyla ir pasirodo kaip Saulės dėmės – tamsios dėmės Saulės paviršiuje, kur magnetinis laukas yra 3 000 kartų intensyvesnis nei aplinkinėse srityse.
Saulės dėmės gali sukelti saulės žybsnius, kurie pažeidžia elektros įrangą. Tačiau šis aktyvumas nėra nuolatinis.
„Saulės magnetizmas kinta 11 metų ciklu“, – teigia astrofizikas S.Brunas. Per šį ciklą vainiko masės išmetimai dažnėja: nuo vieno kas tris dienas iki vidutiniškai trijų per dieną piko metu. „Kai ciklas tęsis, Saulėje atsiras daugiau žybsnių, – teigia mokslininkas. – Žmonės nesupranta, kad Žemė maudosi turbulentinėje mūsų žvaigždės magnetinėje atmosferoje.“
Todėl akivaizdu, kad reikia numatyti, kada artėja tokios Saulės audros. Pavyzdžiui, 2022 m. vasario mėn. įvykęs saulės žybsnis išvedė iš rikiuotės 40 „SpaceX“ komercinių palydovų, sugadindamas jų elektroniką.
Šios energingosios dalelės iš Saulės Žemę pasiekia vos per 15 minučių. Magnetinių debesų keliama grėsmė paprastai užtrunka kelias dienas, todėl yra daugiau laiko pasiruošti bet kokiam puolimui.
Brunas vadovauja ES finansuojamam projektui „Whole Sun“, kuriuo siekiama išsiaiškinti vienintelės Žemės Saulės sistemos žvaigždės vidinius ir išorinius sluoksnius.
Septynerius metus (iki 2026 m. balandžio mėn.) truksiančioje iniciatyvoje daugiausia dėmesio skiriama vidinei Saulės turbulencijai ir sudėtingai fizikai, dėl kurios vidinė sumaištis virsta magnetizmu išoriniuose sluoksniuose.
Tam reikia galingiausių pasaulyje superkompiuterių. Tačiau Saulės žybsnių prognozavimas reiškia, kad mokslininkai geriau pažįsta Saulės vidų.
Taip gimė žvaigždė
O kaip dėl tolimos Saulės praeities? Ji egzistuoja jau 4,6 mlrd. metų – 100 mln. metų anksčiau už Žemę. Kur ir kaip ji susiformavo, atrodo, yra neįmenama paslaptis.
Dr. Maria Lugaro iš Vengrijos mokslų akademijos Konkoly observatorijos teigia, kad taip nėra. Italų astrofizikė, vykdydama ES finansuojamą projektą „Radiostar“, tyrinėja būtent šį klausimą. Projektas prasidėjo 2017 m. ir tęsis iki šių metų rugpjūčio mėn.
„Manome, kad Saulė gimė ne viena, o žvaigždžių formavimosi regione, kur yra daugybė žvaigždžių“, – pasakoja M.Lugaro. Šią praeitį ji tyrinėja nagrinėdama chemines fosilijas šiandieniniuose meteorituose.
Radioaktyvieji atomai yra nestabilūs. Jie išskiria energiją ir per tam tikrą laiką suyra į vadinamuosius antrinius atomus, kuriuos galima išmatuoti. Todėl antriniai atomai yra cheminės fosilijos, suteikiančios informacijos apie seniai išnykusius radioaktyviuosius atomus.
M.Lugaro tyrimai leidžia manyti, kad Saulė atsirado žvaigždžių darželyje, kuriame buvo daug brolių ir seserų, įskaitant sprogstančias žvaigždes – supernovas. Tačiau norint išsiaiškinti Saulės istoriją pirmiausia reikia rasti meteoritų – uolienų gabalėlių, susiformavusių anksčiau nei Žemė.
Šiuose meteorituose gali būti radioaktyviųjų atomų, pavyzdžiui, aliuminio-26 ir hafnio-182, pėdsakų. Žinoma, kad jie egzistavo tik tam tikrą laiką. Tokių atomų pėdsakai gali būti naudojami kaip radioaktyvus laikrodis, leidžiantis apskaičiuoti juos sukūrusių žvaigždžių amžių, palyginti su Saulės amžiumi.
Žymus nuokrypis
Kai kurie radioaktyvieji atomai susidaro tik tam tikrų tipų žvaigždėse. Jų buvimas meteorituose padeda atkurti Saulės gimimo vietos vaizdą, nors ir diskutuotiną. Gali būti, kad Saulė gimė tarp dulkių ir dujų debesų audringame regione šalia supernovų ir sprogstančių žvaigždžių.
Maždaug per 20 milijonų metų įvairios žvaigždės pradeda savarankiškai išeiti iš lopšelio. Tačiau reikalai toli gražu nėra moksliškai išspręsti. „Kiekvienais metais vyksta diskusijos: ar Saulė yra normali, ar ji yra keista žvaigždė? – sako M.Lugaro – Tai visai smagu“.
Šiame straipsnyje minėti moksliniai tyrimai buvo finansuojami ES Europos mokslinių tyrimų tarybos (EMTT). Šis straipsnis pirmą kartą buvo publikuotas ES mokslinių tyrimų ir inovacijų žurnale „Horizon“.
Daugiau informacijos
