Gyökeres változások zajlanak a Napon

Hamarosan átfordulhat a Nap mágneses tere, sőt talán már át is fordult. Ebből a Földön semmit sem érzünk, de a most maximuma körül járó naptevékenység fokozatosan csökkenni kezd.

A mostani a naptevékenység 24. ciklusa, legalábbis csillagunk változásainak folyamatos követése, a XVIII. század közepe óta. A 24. ciklus azonban nem kevés fejfájást okoz a napfizikusoknak. Egyrészt alig akart elkezdődni, másrészt az már látszik, hogy a mostani naptevékenységi maximum - amikor a legtöbb a napfoltok és a napkitörések száma - a leggyengébb az utóbbi 100 évben. Legutóbb 1906-ban figyeltek meg ehhez foghatóan gyenge maximumot. Ráadásul abban sem lehetünk biztosak, elértük-e már egyáltalán a maximumot. A napfizikusok többsége szerint igen, de a naptevékenység szabálytalan és előrejelezhetetlen ingadozásai miatt ebben csak évekkel a maximumot követően, a görbék statisztikai elemzése eredményeképpen lehetünk egész biztosak (ez minden naptevékenységi maximum esetén így van).

Évtizedekre leállhat a Nap

Ha a legutóbbi három csúcsot hasonlítjuk össze, akkor folyamatos csökkenést láthatunk. Az 1990-es évek elején, a 22. ciklus tetőpontján a napfoltrelatívszám 150 körül járt, de a kiugró értékek 200 körüliek voltak. A mostani tetőzés alig haladja meg a 60-as relatívszámot. (A napfoltrelatívszám a Napon megfigyelhető foltok és foltcsoportok számából képzett, a megfigyeléséhez használt távcső nagyságát figyelembe véve korrigált mérőszám, amelyet a XIX. század közepe óta rendszeresen feljegyeznek.) A napfoltrelatívszám a naptevékenység legegyszerűbb, de nem az egyetlen mérőszáma, az űridőjárással foglalkozó kutatók számos más jelzőszámot is bevezettek.

Az utóbbi három naptevékenységi ciklus tetőpontja egyre alacsonyabbra tolódott Forrás: space.com

Mike Lockwood, a Readingi Egyetem űrkörnyezet fizikaprofesszora szerint a maximumok erőssége az 1950-es évek óta erőteljesebben csökken, mint az elmúlt 9300 év alatt bármikor. Munkatársaival azt gyanítják, hogy akár évtizedekre leállhat a Nap periodikus működése, vagyis úgynevezett „nagy minimum” következhet be. A brit kutatók szerint ennek 25% az esélye. Az utóbbi tízezer évben 24 ilyen eseményt tartanak számon a kutatók, a legutóbbi, az úgynevezett Maunder-minimum a XVII. század második felében következett be, amikor 70 éven keresztül egyetlen foltot sem láttak a Napon, jóllehet magukat a napfoltokat Galilei már a XVII. század elején felfedezte, megfigyelte, sőt, rajzain meg is örökítette. A Maunder-minimum Európában egybeesett az úgynevezett kis jégkorszakkal, ám a kutatók nem tartják valószínűnek újabb kis jégkorszak bekövetkeztét, a globális felmelegedés mérséklődését viszont előidézheti a naptevékenység leállása.

A napfolt-tevékenység tartós szünetelésének lehetőségét vetette fel Matthew Penn (Nemzeti Napfizikai Obszervatórium) is, aki a napfoltok mágneses terét mérte. Megfigyelte, hogy az elmúlt három ciklus során egyre csökkent a napfoltokban mérhető legerősebb mágneses tér. Míg a 22. ciklusban ez megközelítette a 2500 gausst, a 23. ciklusban már alig haladta meg a 2000 gausst, a mostani ciklusban pedig már csak 1800 gauss körüli a térerősség. Márpedig a napfoltokat az erős mágneses tér hozza létre, mert akadályozza a forró plazma feláramlását a Nap mélyéből. Emiatt a Nap 6000 fokos felszínén alacsonyabb hőmérsékletű, ezért kevesebb fényt kibocsátó, következésképpen sötétnek látszó terület alakul ki: a napfolt. A foltok létrejöttéhez legalább 1500 gauss erősségű mágneses tér kell. Ha a csökkenés az elmúlt ciklusok során megfigyelt ütemben folytatódik, akkor teljesen leállhat a foltképződés.

A napfoltok rendszerint nem magányosan, hanem csoportokban jelennek meg a Nap felszínén. Jellemzőjük az erős mágneses tér. A foltok legsötétebbnek látszó részén az forró gáz mintegy 1500 fokkal hidegebb a napfelszín többi részénél Forrás: boulder.swri.edu

Észrevehetetlen pólusátfordulás

Köztudott, hogy a naptevékenység körülbelül 11 éves periódusú, ez azonban csak a látszat. A napfoltok és az egyéb jellemzők valóban ezt mutatják, azonban a mágneses mérések fényt derítettek arra, hogy a ciklus valójában 22 éves, mert az egymást követő naptevékenységi ciklusokban a mágneses polaritás egymással ellentétes. A Stanford Egyetem Wilcox Napfizikai Obszervatóriumában 1975 óta naponta mérik a Nap mágneses terét. A pólusváltás mindig a naptevékenység tetőpontja környékén következik be, bár a jelenség nem olyan egyszerű, mintha egy rúdmágnest a feje tetejére állítanánk, főleg azért nem, mert a Nap mágneses terének szerkezete is sokkal bonyolultabb mint egy rúdmágnesé vagy mint akár a Földé.

A Nap a NASA Solar Dynamics Observatory műholdjának felvételén Forrás: NASA

A Föld – szerencsére sokkal ritkábban bekövetkező – mágneses pólusváltásai idején a mágneses tér egy időre megszűnik, és bolygónk védtelenné válik számos kozmikus hatással szemben. A Napon a tér bonyolult szerkezete miatt a pólusváltás sokkal zavartalanabbul, számunkra észrevétlenül megy végbe, csak műszerekkel mutatható ki például a foltcsoportok mágneses polaritásának ellentétesre fordulása. A napfoltciklus kezdetén a foltok a Nap közepes szélességein, az egyenlítőtől távolabb jelennek meg. Egyre szélesedő és egyre inkább az egyenlítő felé tolódó sávokon belül látszanak az északi és a déli félgömbön. A maximális foltszám elérése után a sávok északról és délről tovább tolódnak az egyenlítő felé, miközben számuk egyre csökken. Eközben a magasabb szélességeken már megjelenhetnek az új ciklus első, az előzőekkel ellentétes mágneses polaritású foltjai. Előfordulhat azonban, hogy a régi és az új ciklus között akár egy évnél hosszabb foltmentes időszak következik be, mint ahogyan az 2008–2009-ben történt.

A most esedékes pólusváltás néhány hónap alatt játszódik le, ennek során valójában csak a Nap mágneses terének dipólus összetevője „áll a feje tetejére”. Ez a változás azonban lassan végiggyűrűzik a Napon, előidézi a más jellegű mágneses erőterekkel összefüggő napfoltok fent leírt változását, sőt a napszél közvetítésével végiggyűrűzik az egész Naprendszeren.