Gigantikus koronakitörések a Napon<br/>

2000. január 28-ával kezdődően gigantikus anyagkitörések sorozata indult meg a Napon, amelyek mindegyike több milliárd tonna napanyagot lövellt ki az űrbe. Szerencsére egyik sem Földünk felé irányult, de a napaktivitás fokozódásával - a 2000-re jósolt napfoltmaximum felé közeledve - fel kell készülnünk központi csillagunk kellemetlen hatásaira.

A koronakitöréseknek nevezett eseményeket a napkutató űrszondák sztárja, a SOHO (Solar and Helispheric Observatory) fényképezte le. Jelenleg ez az egyetlen szonda, amely a napkorona magasabb zónájának közel folyamatos megfigyelésére képes. A 6 órányi időtartamot átfogó gif-animáción egy január 31-ei kitörés látható, amelynek mérete már kezdeti állapotában is elérte a Föld méretének hatszorosát. Különösen érdekes a kitörés során leszakadó, füstkarikára emlékeztető alakzat.

A jelenség megfigyeléséhez ún. korongráfot használtak: ez a műszer a napkorong erős sugárzását elfedve lehetővé teszi a halvány napkorona vizsgálatát, amit természetes körülmények között csak teljes napfogyatkozások alkalmával pillanthatunk meg (ebben a lenyűgöző élményben remélhetőleg Önnek is része volt tavaly augusztusban).

A koronakitörések több milliárd tonna forró gázt (pontosabban napanyagot, plazmát) juttatnak a bolygóközi térbe, több száz km/s-os sebességgel. Egy-egy ilyen plazmacsomó két-három nap alatt érheti el a Földet, amennyiben felénk irányul. Az utóbbi évtizedben már nagyobb szerepet tulajdonítanak nekik a Nap-Föld fizikai kapcsolatok befolyásolásban, mint a napkitöréseknek.

Mindenesetre bizonyított, hogy a Föld mágneses terét összezavarva igen erős geomágneses hatást váltanak ki. A geomágneses viharok veszélyeztetik a Föld körül keringő műholdak érzékeny elektromos berendezéseit, sőt extrém esetben zavarok támadnak a földi energiaellátó és távközlési rendszerekben. Bár a mostani kitörések egyike sem érintett bennünket, fel kell készülnünk az ilyen eseményekre: a közeljövőben naponta több kitörés is lejátszódhat. A Nap ugyanis egyre nyugtalanabbul viselkedik, mivel közeledik az aktuális napfoltmaximum időpontja.

Napfoltok, napfoltciklus és napkitörések

A fotoszféra legfeltűnőbb alakzatai a napfoltok. Sokszor szabad szemmel is tanulmányozhatók a lenyugvó napkorongon. Az emberek sokáig nem hitték el, hogy a foltok valóban a Naphoz tartoznak. Hogyan is lehetne foltos a tökéletes, szeplőtelen, isteni Nap?
1610-ben aztán Galilei távcsöve segítségével kétséget kizáróan bebizonyította, hogy a napfoltok valóban léteznek. Az egyházi vezetők azonban valósággal elborzadtak a kijelentés hallatán. Még azzal is megvádolták a tudóst, hogy nem tisztította meg alaposan a távcső üvegét.
A napfoltok mérete igen változó: az apró pórusoktól a több milliárd négyzetkilométernyi hatalmas szerkezetekig terjed. A foltok általában nem magányosak, hanem napfoltcsoportokat alkotnak. A csoportok élettartama átlagosan 2-4 hét.

Egy napfolt két részből áll: egy sötétebb belső régióból (umbra) és egy világosabb színű, szálas szerkezetű külső régióból (penumbra). Az umbra hőmérséklete alacsonyabb, ezért is látszik sötétebbnek (egyébként az egész napfolt "hidegebb" a fotoszféra 5800 K-es hőmérsékleténél).

Napfoltok ott jelennek meg, ahol a fotoszférában megnövekszik a mágneses térerősség. Az umbra mágneses térerőssége a Föld felszínén lévőnek közel tízezerszerese is lehet.

A napfoltok száma nem állandó. Van, amikor csak kevesebb van belőlük, máskor pedig megszaporodnak. A maximális napfoltszám 11,2 évente jelentkezik. Ezután fokozatosan csökken a számuk, majd egy minimális érték után újra növekedni kezd. A két minimum között eltelt időt napfoltciklusnak nevezzük.

A naptevékenység legfontosabb jelenségei közé tartoznak a napkitörések. A napkitörés lényegében a kromoszféra (a naplégkör középső része) hirtelen kifényesedése a napfoltcsoportok felett, ami általában az UV-tartományban látható. A kitörés néhány perc alatt megy végbe, majd 20-100 perc alatt elhalványul. A flerkitörések alkalmával jelentősen megnövekszik a Nap rádió-, röntgen- és ultraibolya sugárzása. Ezenkívül részecskék tömege, főleg elektronok és protonok dobódnak ki. A kitörések oka még nem teljesen tisztázott, de szoros kapcsolatban állnak a napfoltok mágneses terének változásával. Éppen ezért a kitörések számát a napfoltok mennyisége erősen befolyásolja.

A flerek és a koronakitörések bekövetkeztének hátterében a Nap mágneses végbemenő gyors, nagyléptékű változások állnak. A két kitörésféle gyakran együtt jelentkezik, mivel kölcsönösen kiválthatják egymás bekövetkezését. A január 31-ei koronakitörés azonban nem napkitöréshez kapcsolódott, hanem valószínűleg egy hatalmas, a napfelszín felett lebegő plazmatömeg (protuberancia) robbanásszerű szétszakadásával egyszerre következett be.

Az egyenlítői koronaáramlások és a koronakitörések

A naplégkör magasabb szintjeinek tanulmányozásához a SOHO főképp a LASCO (Large Angle Spectroscopic COronograph) nevű műszert használja, amely a koronában lévő elektronokon szóródó látható napfényt detektálja. A kezdeti megfigyelések alatt egy egyszerű szerkezetű korona képe tárult a kutatók elé, amely igen stabilnak és szimmetrikusnak látszott. A napaktivitás csendes időszakában készült felvételeken a pólusok felett igen feltűnő koronalyukak látszottak. A koronalyukak nagy kiterjedésű, alacsony sűrűségű és hőmérsékletű területek, ahol az extrém ultraibolya- és a röntgensugárzás szokatlanul alacsony intenzitású, vagy hiányzik.

Ezzel ellentétben a napkorong egyenlítői területeit egy különös, gyűrűszerű alakzat övezi, amely a kifelé tartó anyag vékony áramlásaiból áll. Alakjukat a Nap mágneses tere határozza meg. Eredési helyükön sűrű plazmakoncentrációk figyelhetők meg a fotoszférában, amelyek mágneses hurkokkal rögzülnek a felszínhez. Kifelé haladva ezek az áramlások hosszú csóvákká szűkülnek és több tízmillió km messzeségig nyúlnak ki az űrbe. Ezek a nyúlványok az elnyújtott mágneses erővonalak közé zárt napanyagból, amelynek hőmérséklete kb. 2 millió K, forró plazmaövet formálnak a Nap körül.

Az áramlások rászolgálnak a nevükre: az anyagáramlás folyamatosnak tűnik bennük. A műszerek időnként sűrű anyagkoncentrációkat figyeltek meg az egyébként változatlannak tűnő alakzatokban, néha pedig hatalmas, robbanásszerű jelenségek voltak megfigyelhetők. Ilyenkor egy hatalmas plazmacsomó mágneses gyökerei elszakadtak, s anyaga - a Nap átmérőjének többszörösére felfúvódva - kikerült az űrbe.

A jelenséget koronakitörésnek nevezték el (Coronal Mass Ejection, CME). Mindenki nagy meglepetésére a LASCO egy szimmetrikus koronakitörést is megfigyelt, amely néhány órán belül játszódott le.

A koronográfok csak a Nap látható oldalát tudják tanulmányozni, a Földtől elforduló oldal anyagmozgásait gyakorlatilag nem látjuk. Az eddigi megfigyelések alapján azonban valószínűnek tűnik, hogy a koronakitörések minden irányban lejátszódnak. Tény, hogy egy-egy kitörés alkalmával a Nap váratlanul széles területei torzulnak el, s úgy tűnik, hogy ez a jelenség az egész napciklus alatt előfordulhat. A műszerek detektálták, hogy néhány nappal egy kitörés előtt az egyenlítői áramlások kifényesednek, azt sugallva, hogy sok anyag gyűlik fel bennük. A többletanyag nyomása által keltett feszültség szabadulhat fel egy-egy kitörésben. Valószínűleg az egész folyamat szorosan kapcsolódik a Nap mágneses terének globális ujjászerveződéséhez.

S. T.

Ajánló:

A 2000. január végi koronakitörések a NASA Space Science News oldalain. A SOHO hivatalos honlapja. Űridőjárás előrejelzés! Napi jelentés a Nap és a Föld környezetének fizikai állapotáról. A napfoltok és a napfoltciklus. A honlapon nagyszerű és friss információkat találhatunk központi csillagunk természetéről. A sarki fény valós idejű képei a Föld körül keringő Polar űrszondától.