Kako naša tehnologija napreduje i postaje sve sofisticiranija, tako postaje i sve osjetljivija na aktivnosti Sunca. Solarne oluje mogu izazvati štete i kvarove na komunikacijskim satelitima, na svemirskim letjelicama i sustavima opskrbe električnom strujom, a također mogu ozbiljno ugroziti zdravlje ljudi na međuplanetarnim letovima
Zbog toga posljednjih desetljeća svemirska prognoza postaje sve važnija. Dobro predviđanje solarnih oluja može omogućiti kompanijama da isključe neke uređaje i tako ih zaštite od kvarova ili svemirskim agencijama da upozore astronaute na opasnosti.
No višegodišnja iskustva pokazala su da one ponekad znaju iznenaditi: neke od kojih se očekuje izravan pogodak u Zemlju – one koje kreću iz dijela Sunca okrenutog prema nama - znaju je promašiti dok je druge – koje kreću s rubova Sunca okrenutih prema svemiru - neočekivano pogađaju.
Novo istraživanje međunarodnog istraživačkog tima, u kojem su sudjelovali i naši znanstvenici, predstavljeno u prestižnom časopisu Nature Communications, otkrilo je ključne mehanizme koji objašnjavaju zašto se to događa. Njihovi rezultati trebali bi omogućiti da se preciznost svemirskih prognoza značajno poveća.
Detaljna studija formiranja i razvoja Sunčevih oluja provedena pod vodstvom Instituta za istraživanje svemira (IWF) austrijske Akademije znanosti u Grazu, u suradnji sa znanstvenicima s Opservatorija Hvar, otkrila je da gibanje opasnih oblaka nabijenih čestica kroz međuplanetarni prostor pod utjecajem magnetskih polja Sunca može biti jako skrenuto od izvornog pravca.
U novoj studiji korišteni su podaci sa čak sedam različitih svemirskih letjelica, od onih koje obavljaju opažanja pojava u Sunčevoj atmosferi, preko onih za mjerenja Sunčevog vjetra u blizini Zemlje, pa do onih koji mjere razine kozmičkog zračenja na koje oluje djeluju na površini Marsa.
'Ovo je prvi put da je promjena toka kozmičkog zračenja na površini Marsa, mjerena roverom Curiosity, korištena kao pokazatelj dolaska Sunčeve oluje', rekla je Mateja Dumbović s Opservatorija Hvar.
Zašto se oluje zakreću?
Naš poznati stručnjak za Sunce, dr.sc. Bojan Vršnak s Geodetskog fakulteta u Zagrebu i Opservatorija Hvar za tportal je objasnio kako funkcioniraju 'magnetne skretnice' Sunčevih oluja.
'Postoje dva mehanizma koja mogu skrenuti erupcije na Suncu. Jedan funkcionira na većim razmjerima međuplanetarnog prostora i zove se magnetsko polje Parkerove spirale', rekao je Vršnak.
'To magnetsko polje oblikom podsjeća na mlazove vode vrtnih prskalica koji se uvijek kreću ravno, u radijalnom smjeru od prskalica. Međutim kako se ona okreće, mlazovi se zakreću i poprimaju oblik spirale. Na sličan način u međuplanetarnom prostoru Sunčevi vjetrovi poprimaju oblik Parkerove spirale. Sunčev vjetar ide radijalno, ravno prema van, no kako se Sunce okreće, silnice se uvrću u oblik spirale', dodao je Vršnak.
Dosad nepoznat efekt
Za ovu pojavu znalo se i ranije, a ona nema osobito jak efekt na oluje. Međutim novo istraživanje pokazalo je da pod utjecajem magnetskih polja neke oluje već u blizini površine Sunca kreću pod izraženim kutom, a ne radijalno, kako bi se očekivalo.
'Neki izbačaji koje smo proučavali već nisko uz površinu Sunca kretali su pod velikim kutom u odnosu na radijalne pravce. Uzrok tome je činjenica da je magnetska konfiguracija aktivnog polja u kojem je nastao izbačaj bila jako asimetrična – s jedne strane su postojala jaka magnetska polja, a s druge slaba. Budući da je izbačaj sastavljen od plazme, odnosno električno nabijenih čestica, on gibanjem stvara svoje magnetsko polje koje reagira s okolnim poljem i zakreće se prema područjima gdje je okolno slabije', pojasnio je naš stručnjak za Sunce.
'Na naše veliko iznenađenje, otkrili smo da fronte Sunčevih oluja mogu biti skrenute od početnog pravca gibanja puno jače nego što se ranije pretpostavljalo', rekao je istraživač austrijskog IWF-a, glavni autor studije, dr.sc. Christian Möstl.
Ovo skretanje je, ističe Vršnak, vrlo bitno jer se obično očekuje da će oluja koja je krenula iz dijela Sunca okrenutog točno prema Zemlji konačno pogoditi Zemlju. Međutim to se ponekad ne događa. S druge strane, neki izbačaji koji krenu s ruba diska i obično ne dolaze do nas ponekad iznenade.
'Mislimo da se ništa neće dogoditi, međutim oluja udari u Zemlju i bude baš jaka', kaže Vršnak.
Na sreću, znanstvenici danas već imaju dobro razvijene modele koji procjenjuju koliko su snažna i kako su konfigurirana magnetska polja u područjima iz kojih kreću oluje.
'Rezultati ove studije značajno će poboljšati svemirsku prognostiku', zadovoljno zaključuju znanstvenici s Opservatorija Hvar koji se već dulje vrijeme bave ovim znanstvenim područjem.
Otkrića hvarskog tima koriste i ESA i NASA
Ovo nije prvi puta da su znanstvenici s Opservatorija Hvar objavili znanstveni članak u nekom od najprestižnijih znanstvenih časopisa. Primjerice nedavno su objavili studiju u časopisu Astrophysical Journal Supplement Series koja se također bavi gibanjem Sunčevih oluja, a temelj je za predviđanje dolaska Sunčevih oluja na Zemlju.
'Radi se o fizikalnom modelu gibanja Sunčeve oluje, na temelju kojeg je napravljena aplikacija dostupna na internetskim stranicama Opservatorija Hvar, a među ostalima koriste je i ESA i NASA', rekao je dr.sc. Tomislav Žic, jedan od članova znanstvenog tima Opservatorija Hvar.
Što su solarne oluje?
Solarni vjetrovi su tokovi plazme koji se oslobađaju iz gornjih dijelova Sunčeve atmosfere. Sastavljeni su uglavnom od elektrona, protona i alfa čestica s visokim energijama koje se kreću između 1,5 i 10 keV. Kada se snažni izbačaji otmu Sunčevoj gravitaciji, oni brži, koji mogu prelaziti i po 750 km u sekundi, do Zemlje stižu za nekoliko dana. Na Zemlji, u interakciji s njenim magnetskim poljima, mogu stvoriti aurore i uzrokovati geomagnetske oluje.
