Το μαγνητικό πεδίο του ήλιου πρόκειται να αναστραφεί. Εδώ είναι τι να περιμένετε.

 

Όταν ο ήλιος φτάσει στην περίοδο αιχμής της δραστηριότητάς του, γνωστή ως ηλιακό μέγιστο, το μαγνητικό πεδίο του αστεριού μας θα αντιστραφεί ξαφνικά. Αλλά γιατί συμβαίνει και θα επηρεάσει τη Γη;

Ο ήλιος βρίσκεται στα πρόθυρα ενός σημαντικού γεγονότος: μια αντιστροφή μαγνητικού πεδίου.

Αυτό το φαινόμενο συμβαίνει περίπου κάθε 11 χρόνια και σηματοδοτεί ένα σημαντικό στάδιο στον ηλιακό κύκλο. Η μετατόπιση της πολικότητας δείχνει το μισό σημείο του ηλιακού μέγιστου, το ύψος της ηλιακής δραστηριότητας και την αρχή της μετατόπισης προς το ηλιακό ελάχιστο.

Η τελευταία φορά που το μαγνητικό πεδίο του ήλιου ανατράπηκε ήταν προς τα τέλη του 2013. Τι προκαλεί όμως αυτόν τον διακόπτη στην πολικότητα και είναι επικίνδυνος; Ας ρίξουμε μια βαθιά ματιά στην αντιστροφή του μαγνητικού πεδίου του ήλιου και ας διερευνήσουμε τις επιπτώσεις που θα μπορούσε να έχει στη Γη.

Για να κατανοήσετε την αντιστροφή του μαγνητικού πεδίου, πρώτα, είναι σημαντικό να εξοικειωθείτε με τον ηλιακό κύκλο. Αυτός ο περίπου 11ετής κύκλος ηλιακής δραστηριότητας καθοδηγείται από το μαγνητικό πεδίο του ήλιου και υποδεικνύεται από τη συχνότητα και την ένταση των ηλιακών κηλίδων που είναι ορατές στην επιφάνεια. Το ύψος της ηλιακής δραστηριότητας κατά τη διάρκεια ενός δεδομένου ηλιακού κύκλου είναι γνωστό ως ηλιακό μέγιστο και οι τρέχουσες εκτιμήσεις προβλέπουν ότι θα συμβεί από τα τέλη του 2024 έως τις αρχές του 2026.

Υπάρχει όμως ένας άλλος πολύ σημαντικός, αν και λιγότερο γνωστός, κύκλος που περικλείει δύο ηλιακούς κύκλους 11 ετών. Γνωστός ως κύκλος Hale, αυτός ο μαγνητικός κύκλος διαρκεί περίπου 22 χρόνια, μέσω των οποίων το μαγνητικό πεδίο του ήλιου αντιστρέφεται και στη συνέχεια επανέρχεται στην αρχική του κατάσταση, είπε ο Ryan French, ηλιακός αστροφυσικός και συγγραφέας.

Κατά τη διάρκεια του ηλιακού ελάχιστου, το μαγνητικό πεδίο του ήλιου είναι κοντά σε ένα δίπολο, με έναν βόρειο και έναν νότιο πόλο, παρόμοιο με το μαγνητικό πεδίο της Γης. Αλλά καθώς μετακινούμαστε προς το ηλιακό μέγιστο, «το μαγνητικό πεδίο του ήλιου γίνεται πιο περίπλοκο, χωρίς σαφή διαχωρισμό βορρά-νότου», είπε ο French. Μέχρι να περάσει το ηλιακό μέγιστο και να φτάσει το ηλιακό ελάχιστο, ο ήλιος έχει επιστρέψει σε ένα δίπολο, αν και με αντιστραμμένη πολικότητα.

Η επερχόμενη αλλαγή πολικότητας θα είναι από το βόρειο στο νότιο μαγνητικό πεδίο στο βόρειο ημισφαίριο και αντίστροφα στο νότιο ημισφαίριο. «Αυτό θα το φέρει σε παρόμοιο μαγνητικό προσανατολισμό με τη Γη, η οποία έχει επίσης το μαγνητικό πεδίο νότιου προσανατολισμού στο βόρειο ημισφαίριο», εξήγησε ο French.

Τι προκαλεί τον διακόπτη στην πολικότητα;

Η αναστροφή προκαλείται από ηλιακές κηλίδες, μαγνητικά πολύπλοκες περιοχές της επιφάνειας του ήλιου που μπορούν να προκαλέσουν σημαντικά ηλιακά συμβάντα, όπως ηλιακές εκλάμψεις και εκτοξεύσεις μάζας στεμμάτων (CMEs) — μεγάλες εκρήξεις πλάσματος και μαγνητικού πεδίου.

Κατά τη διάρκεια του ηλιακού μέγιστου ένας μεγάλος αριθμός ηλιακών κηλίδων είναι ορατός στα μεσαία γεωγραφικά πλάτη και κατά το ηλιακό ελάχιστο ένας πολύ μικρός αριθμός (μερικές φορές μηδέν) ηλιακών κηλίδων είναι ορατός στον ισημερινό. (Εικόνα: Μέλλον)

Καθώς οι ηλιακές κηλίδες αναδύονται κοντά στον ισημερινό, θα έχουν προσανατολισμό που ταιριάζει με το παλιό μαγνητικό πεδίο, ενώ οι ηλιακές κηλίδες που σχηματίζονται πιο κοντά στους πόλους θα έχουν μαγνητικό πεδίο που ταιριάζει με τον εισερχόμενο μαγνητικό προσανατολισμό, είπε ο French. Αυτό ονομάζεται νόμος του Hale.

«Το μαγνητικό πεδίο από ενεργές περιοχές κατευθύνεται προς τους πόλους και τελικά προκαλεί την αντιστροφή», είπε ο ηλιακός φυσικός Todd Hoeksema, διευθυντής του Ηλιακού Παρατηρητηρίου Wilcox στο Πανεπιστήμιο του Στάνφορντ.

Αλλά η ακριβής υποκείμενη αιτία μιας τέτοιας ανατροπής της πολικότητας παραμένει μυστηριώδης. «Αυτό μπαίνει σε ολόκληρο τον [ηλιακό] κύκλο και αναρωτιέμαι τι είναι αυτό», είπε προηγουμένως ο ηλιακός φυσικός Phil Scherrer από το Πανεπιστήμιο του Στάνφορντ. "Δεν έχουμε ακόμα μια πραγματικά συνεπή μαθηματική περιγραφή του τι συμβαίνει. Και μέχρι να μπορέσετε να το μοντελοποιήσετε, δεν το καταλαβαίνετε πραγματικά - είναι δύσκολο να το καταλάβετε πραγματικά."

Εξαρτάται πραγματικά από το πού προέρχεται το μαγνητικό πεδίο. "Θα υπάρξουν πολλές ηλιακές κηλίδες; Και οι ηλιακές κηλίδες θα συμβάλουν στο μαγνητικό πεδίο του πόλου ή θα ακυρωθούν τοπικά;" είπε ο Χοεκσέμα. «Σε αυτήν την ερώτηση δεν ξέρουμε ακόμη πώς να απαντήσουμε».

Πόσο γρήγορα γίνεται η αλλαγή;

Αυτό που γνωρίζουμε είναι ότι η ανατροπή του ηλιακού μαγνητικού πεδίου δεν είναι στιγμιαία. Είναι μια σταδιακή μετάβαση από ένα δίπολο σε ένα σύνθετο μαγνητικό πεδίο, σε ένα αντίστροφο δίπολο σε ολόκληρο τον 11ετή ηλιακό κύκλο. «Με λίγα λόγια, δεν υπάρχει συγκεκριμένη «στιγμή» κατά την οποία οι πόλοι του ήλιου ανατρέπονται», είπε ο French. «Δεν είναι σαν τη Γη, όπου η ανατροπή μετριέται με τη μετανάστευση του Βορρά/Νότου πόλου».

Γενικά χρειάζονται ένα ή δύο χρόνια για μια πλήρη αντιστροφή, αλλά μπορεί να ποικίλλει σημαντικά. Για παράδειγμα, το βόρειο πολικό πεδίο του Solar Cycle 24, το οποίο έληξε τον Δεκέμβριο του 2019, χρειάστηκε σχεδόν πέντε χρόνια για να αντιστραφεί, σύμφωνα με το Εθνικό Ηλιακό Παρατηρητήριο.

Η ανατροπή του μαγνητικού πεδίου είναι τόσο σταδιακή, που δεν θα παρατηρήσετε καν πότε θα συμβεί. Και όχι, όσο δραματικό κι αν ακούγεται, δεν είναι το σημάδι μιας επικείμενης αποκάλυψης. «Ο κόσμος δεν θα τελειώσει αύριο», είπε προηγουμένως ο Scherrer.

Ωστόσο, θα βιώσουμε μερικές από τις παρενέργειες της αναστροφής πολικότητας.

Πώς μας επηρεάζει η μαγνητική ανατροπή του ήλιου;

 

Η εντύπωση του καλλιτέχνη για το φύλλο του ηλιοσφαιρικού ρεύματος που γίνεται πιο κυματιστό όταν ανατρέπεται το μαγνητικό πεδίο του ήλιου. (Εικόνα: NASA)

Δεν υπάρχει αμφιβολία ότι ο ήλιος ήταν απίστευτα ενεργός πρόσφατα, εκτοξεύοντας πολλές ισχυρές ηλιακές εκλάμψεις και CME, προκαλώντας ισχυρές γεωμαγνητικές καταιγίδες στη Γη, οι οποίες, με τη σειρά τους, έχουν δημιουργήσει μερικές απίστευτες οθόνες σέλας τελευταία.

Ωστόσο, η αυξημένη σοβαρότητα του διαστημικού καιρού δεν είναι η άμεση αιτία της αντιστροφής της πολικότητας. Μάλλον, αυτά τα πράγματα τείνουν να συμβαίνουν μαζί, είπε ο Hoeksema το 2013.

Ο καιρός στο διάστημα είναι συνήθως ο ισχυρότερος κατά τη διάρκεια του ηλιακού μέγιστου, όταν το μαγνητικό πεδίο του ήλιου είναι επίσης το πιο περίπλοκο, σύμφωνα με τον French.

Μια παρενέργεια της μετατόπισης του μαγνητικού πεδίου είναι ελαφριά αλλά κυρίως ωφέλιμη: μπορεί να βοηθήσει στην προστασία της Γης από τις γαλαξιακές κοσμικές ακτίνες - υποατομικά σωματίδια υψηλής ενέργειας που ταξιδεύουν με ταχύτητα κοντά στο φως και μπορούν να βλάψουν τα διαστημόπλοια και να βλάψουν τους αστροναύτες που βρίσκονται σε τροχιά έξω από την προστατευτική ατμόσφαιρα της Γης.

Καθώς το μαγνητικό πεδίο του ήλιου μετατοπίζεται, το "τρέχον φύλλο" - μια εκτεταμένη επιφάνεια που ακτινοβολεί δισεκατομμύρια μίλια προς τα έξω από τον ισημερινό του ήλιου - γίνεται πολύ κυματιστό, παρέχοντας ένα καλύτερο φράγμα ενάντια στις κοσμικές ακτίνες.

Πρόβλεψη μελλοντικών δυνάμεων του ηλιακού κύκλου

Οι επιστήμονες θα παρακολουθούν προσεκτικά την αντιστροφή του μαγνητικού πεδίου του ήλιου και θα βλέπουν πόσο χρόνο χρειάζεται για να αναπηδήσει ξανά σε μια διαμόρφωση διπόλων. Εάν αυτό συμβεί μέσα στα επόμενα δύο χρόνια, ο επόμενος κύκλος 11 ετών θα είναι σχετικά ενεργός, αλλά εάν η συσσώρευση είναι αργή, ο κύκλος θα είναι σχετικά αδύναμος, όπως ο προηγούμενος Ηλιακός Κύκλος 24.

Από το 

Live Science