Végre kezdődik az új napfoltciklus

Végéhez közeledik az a napfoltciklus, amelynek minimuma, azaz nyugodt időszaka meglepően hosszúra nyúlt. A sokáig tartó szünet miatt a következő ciklus legaktívabb időszaka akár két évet is késhet. Mindez arra is utalhat, hogy Napunk kicsit kiszámíthatatlanabbul viselkedik, mint az elmúlt években, ami az emberi űrtevékenységet is befolyásolhatja. A szokatlan helyzet okairól és következményeiről Kálmán Béla csillagászt kérdeztük. 

A Nap felszínén jelen lévő foltokat távcsövével először Galilei figyelte meg, és mutatott rá, hogy a foltok valóban a Nap felszínéhez tartoznak. Bár a legenda szerint nem hittek neki, távcsöve lencséjét tartották koszosnak, Galilei megfigyeléseivel fontos változásokat indított el. Négyszáz évvel ezelőtti felismerései, több más csillagászati eredménnyel együtt, az akkori geocentrikus világkép leomlásához vezettek - ennek évfordulójaként jelölték ki 2009-et a csillagászat nemzetközi éveként.

A Nap mintegy 11 éves ciklus szerint mutat foltokban gazdag, illetve szegény kinézetet, s ha Galilei az elmúlt évben vizsgálta volna, nem sok foltot talált volna rajta, csillagunk ugyanis meglepően inaktív volt a közelmúltban. A jelenlegi napfoltciklus valójában az egyik legszokatlanabb, amit a modern csillagászati megfigyelőműszerek használata során tapasztaltak.

A napfoltciklus a legutóbbi, 23-as sorszámú ciklus keretében 2000 és 2002 között érte el maximumát. Ekkor borította a legtöbb folt, és ekkor produkálta a leghevesebb aktivitást. Az ezt követő, 24-es ciklus kezdetét 2008 elejére kalkulálták a szakemberek, a 2008-as év nagyobb részében azonban semmilyen folt sem mutatkozott csillagunkon - hasonlóan foltmentes időszak csak 1913-ban fordult elő.

A Nap aktivitásának megfelelően változnak a belőle kiáramló, töltött részecskék együttesének, a napszélnek a tulajdonságai. A napszél bolygónkat is eléri, hatásaitól a mágneses terünk véd. Ennek ellenére erős napaktivitás idején komoly gondok jelentkezhetnek például a távközlésben, esetleg az elektromos áram továbbításában, és akár műholdak is tönkremehetnek, emiatt fontos a naptevékenység ismerete.

Napfoltok

Forrás: Vacuum Tower Telescope, NSA, NOAO

A napfoltok a fotoszférában (tehát a Nap felszínének tekintett, közel 400 kilométer vastag rétegben) lévő, a környezetüknél néhány száz fokkal hidegebb, ezért sötétebb területek. A napfoltok valószínűleg a fotoszférából ki- és belépő, mágneses erővonalhurkoknál keletkeznek.

Egy különálló napfolt mérete általában több ezer kilométeres, belső részén sötétebb terület (umbra) található, ezt övezi a világosabb zóna (penumbra). A napfoltok általában csoportokban jelentkeznek, amelyek ellentétes polaritású (vezető és követő) részekre oszthatók. A vezető folt polaritása az északi és a déli féltekén ellentétes. További információk a napfoltokról a Csillagászati Tudásbázis honlapon olvashatók.

Az Ulysses-űrszonda mérései alapján a napszél nyomása, tehát a csillagunkból távozó részecskeáram intenzitása is csökkent a fenti foltmentes időszakban, méghozzá az 1990-es évek közepén tapasztaltnak mintegy 80%-ára. Néhány mérés alapján pedig elképzelhető, hogy az utolsó napfoltminimumhoz viszonyítva csillagunk energiakibocsátása is mérséklődött valamelyest a mostani minimum során. A Nap aktivitásával párhuzamosan a napszél intenzitása is enyhén változik, ami pedig a Föld közelébe jutó, galaktikus eredetű kozmikus sugarak intenzitását befolyásolja.

A napaktivitás 9 és 13 év közötti, hosszú ciklusainak menete az elmúlt 400 évben. Jól megfigyelhető, hogy csillagunk aktivitása meglehetősen szabálytalan (NASA, MSFC)

A napszél földi mágneses térre kifejtett hatását, tehát az űridőjárást is vizsgáló NOAA (National Oceanic and Atmospheric Administration) előrejelzése alapján a jelenlegi napfoltciklus 2013 körül éri el a maximumát, az átlagosnál kicsit kevesebb napfolttal. A sajátos naptevékenységről dr. Kálmán Bélát, az MTA Konkoly Thege Miklós Csillagászati Kutatóintézetének munkatársát kérdeztük.

Szokatlanul hosszú ez a napfoltminimum. Várhatóan mikor kezdődik el az új ciklus?

Úgy fest, végre elkezdődött. Nemrég feltűntek már olyan foltok, amelyek helyzetüket és mágneses polaritásukat tekintve is egyértelműen az új ciklushoz tartoznak. A napfoltok mellett a geomágneses mérések is segítenek az aktivitás követésében. Utóbbiak és a Nap rádiósugárzása alapján már 2008 decemberében elérkeztünk a minimumhoz.

Mágneses erővonalak a napfeszínen

Mennyire ritka az ilyen hosszan elhúzódó minimum?

Az utolsó négy ciklus során lényegesen rövidebb minimum volt jellemző. Bár a mostanihoz hasonló hosszabb, elnyúlt minimum valóban nem gyakori, az elmúlt 250 évben is akadt már ilyen - 1901-ben és 1913-ban például hosszabb minimum jelentkezett. A mostani elnyúlt minimum miatt a napfolt-maximum akár 2 évvel később következhet majd be, mint azt korábban várták.

Befolyásolja-e a mostani minimum a napszelet és a Föld körüli térségben uralkodó geomágneses állapotokat?

A napfoltok közvetlenül kevéssé befolyásolják a napszelet. A veszélyes részecskezáporokat a nagyobb koronakitörések okozzák, amelyek csak részben kapcsolódnak a foltokhoz. A napszél aktivitásában az intenzívebb és változékony időszakok az aktivitás maximuma idején jelentkeznek, elsősorban a koronakitörésektől. Ilyenkor a bolygóközi tér megzavart mágneses szerkezete miatt kisebb a galaktikus kozmikus sugárzás erőssége.

Mi lehet az oka az ilyen késéseknek? Tudunk-e valamit a jelenség hátteréről?

A naptevékenységi ciklus meglehetősen szabálytalan, az eddig részletesen megfigyelt 250 év alatt is nagyon változékony volt a ciklusok erőssége és időtartama. Egyszerűen az utolsó 4 ciklus nagyon hasonló volt, és az utánuk következő minimumok nagyjából egyformán rövidek és nem túl mélyek voltak. Ezeknek alapján készültek az előrejelzések, de a Nap megmutatta, hogy mindig tud meglepetéseket okozni. Ugyanakkor ez nem rendkívüli, a jelenlegi állás szerint a következő napciklus valószinűleg hasonló lesz az 1902-ben kezdődött 14. ciklushoz.

Egy napfolt és a granuláció buborékos szerkezete (Dutch Open Solar Telescope)

A következő évek

Összefoglalóan elmondhatjuk, hogy a naptevékenység most is megfigyelt változásai nem tekinthetők extrém jelenségnek. Inkább azt mondhatjuk, hogy az elmúlt közel fél évszázad alatt - amely az emberes űrtevékenységet is magában foglalja - volt szokatlanul szabályos a Nap viselkedése.

Maunder-minimum

A Nap aktivitása nem csak a 11 éves ciklus szerint változik. Alkalmanként több évtizeden keresztül is lecsendesedhet csillagunk. Erre került sor 1645 és 1715 közötti, az úgynevezett Maunder-minimum alatt. Ekkor Napunk anomálisan gyenge aktivitása a kis jégkorszakkal, az átlagosnál valamivel hűvösebb évekkel, főleg kemény telekkel esett egybe. Azonban eddig nem sikerült egyértelmű összefüggést kimutatni a Maunder-linimum és a kis jégkorszak között.

Az elmúlt négy napfoltciklusnál szabálytalanabb naptevékenység és űridőjárás az emberes űrtevékenység szempontjából is hozhat változásokat. Elképzelhető, hogy a korábbinál is rugalmasabb tervezés szükséges az emberes űrutazások tervezésénél, és jobb védelmi lehetőségek a megnövekedett részecskezáporok esetén.

Egy 2006. december 13-án megfigyelt napfler (napkitörés) a SOHO és a Hinode-űrszondák felvételeiből összeállított animáción