Z wnętrza Słońca bije niepokojący dźwięk. Coś tam się przestawia
Słońce może wchodzić teraz w zupełnie inny tryb aktywności. Klasyczne wskaźniki pokazują jedno, a fale dźwiękowe z jego wnętrza drugie. Powinniśmy się martwić?
Słońce nie tylko świeci, grzeje i od czasu do czasu wyrzuca w przestrzeń potężne porcje materii. Ono także drga, a te drgania działają jak zapis tego, co dzieje się pod jego widoczną powierzchnią. Nowa analiza prawie 40 lat danych pokazuje, że cykl aktywności Słońca może zmieniać się w sposób, którego nie widać po samych plamach słonecznych i klasycznych obserwacjach powierzchni.
Naukowcy zaczęli w końcu odpowiednio słuchać Słońca
Na pierwszy rzut oka aktywność Słońca mierzy się dość prosto. Liczy się plamy słoneczne, obserwuje rozbłyski, analizuje wyrzuty plazmy i sprawdza, jak często nasza gwiazda wysyła w przestrzeń naładowane cząstki. Tak od dawna śledzi się 11-letni cykl słoneczny, w którym aktywność rośnie do maksimum, a potem opada do minimum.
Problem jednak w tym, że taka metoda widzi głównie skutek. Pokazuje, co pojawia się na powierzchni i w atmosferze Słońca, ale słabiej mówi o tym, co dzieje się niżej, tam, gdzie rodzi się i przestawia pole magnetyczne gwiazdy. To trochę tak, jakby próbować ocenić stan silnika samochodu wyłącznie po dymie z rury wydechowej. W niektórych przypadkach się da, ale w większości potrzebna jest grubsza diagnostyka.
Właśnie dlatego badacze sięgnęli po heliosejsmologię. To metoda przypominająca sejsmologię ziemską, tylko zamiast trzęsień Ziemi wykorzystuje naturalne drgania Słońca. W jego wnętrzu rozchodzą się fale dźwiękowe, które sprawiają, że cała gwiazda delikatnie oscyluje. Zmiany częstotliwości tych drgań zdradzają, jak zmieniają się warunki pod powierzchnią.
40 lat danych pokazało coś naprawdę niepokojącego
Międzynarodowy zespół kierowany przez badaczy z University of Birmingham przeanalizował dane z Birmingham Solar-Oscillations Network, czyli BiSON. Jest to sieć 6 teleskopów rozmieszczonych na świecie tak, aby możliwie stale śledzić drgania Słońca. Dzięki temu udało się objąć analizą cykle słoneczne 22–25, czyli okres od 1987 do 2025 r.
Badacze skupili się na tzw. oscylacjach typu p. To fale akustyczne uwięzione we wnętrzu Słońca, których częstotliwość zmienia się pod wpływem aktywności magnetycznej. Różne zakresy częstotliwości pozwalają sondować różne głębokości pod widoczną powierzchnią gwiazdy. Mówiąc prościej: Słońce drga wieloma tonami naraz, a każdy z nich niesie trochę inną informację o jego wnętrzu.
Wynik jest ciekawy głównie dlatego, bo nie pokrywa się idealnie z obrazem znanym z klasycznych wskaźników. Związek między wewnętrznymi drganiami a powierzchniową aktywnością zmienił się wyraźnie od cyklu 23. To oznacza, że Słońce może od kilku dekad stopniowo przeorganizowywać sposób, w jaki magazynuje i pokazuje aktywność magnetyczną.
Aktywność magnetyczna przesuwa się teraz ku powierzchni
Zmiany związane z cyklem słonecznym coraz mocniej koncentrują się w płytkiej warstwie tuż pod powierzchnią Słońca. Według analizy chodzi o obszar sięgający mniej więcej 1000 km pod widoczną tarczę gwiazdy. W skali Słońca, które ma promień ok. 696 tys. km, to naprawdę cienka warstwa.
Nie oznacza to oczywiście, że cała aktywność Słońca nagle przeniosła się na powierzchnię. Chodzi o sygnał zmian strukturalnych, które towarzyszą kolejnym cyklom, staje się coraz płytszy. Klasyczne obserwacje powierzchni mogą więc sugerować słabszy cykl, podczas gdy dane heliosejsmologiczne pokazują, że pod spodem dzieje się więcej, niż widać z zewnątrz.
Szczególnie ciekawy w badaniach jest obecny cykl 25. Według typowych wskaźników może wyglądać słabiej, ale w danych wysokoczęstotliwościowych z wnętrza Słońca wypada porównywalnie mocno. Powierzchnia mówi więc jedno, a drgania gwiazdy dopowiadają drugą część historii.
Dlaczego ma nas to w ogóle obchodzić?
Rozbłyski słoneczne i koronalne wyrzuty masy mogą wpływać na satelity, łączność radiową, systemy GPS, sieci energetyczne i infrastrukturę kosmiczną. Właśnie to wszystko obejmuje pojęcie pogody kosmicznej.
Pogłębienie naszej wiedzy o cyklu słonecznym przekłada się bezpośrednio na poprawę zdolności prognozowania. Celem nie jest punktowe przewidywanie rozbłysków w skali minut, bo to nadal pozostaje dużym wyzwaniem, lecz identyfikacja fazy cyklu, ocena dynamiki aktywności oraz wykrywanie odchyleń od wzorców ustanowionych przez poprzednie cykle.
Przeczytaj także:
Nowe badanie sugeruje, że same plamy słoneczne i obserwacje powierzchni mogą nie wystarczyć. Jeśli Słońce zmienia sposób, w jaki jego magnetyczna aktywność układa się pod powierzchnią, trzeba patrzeć głębiej. A dokładniej to trzeba go dalej słuchać.
