Słoneczne wakacje

Nie wolno tego robić bez specjalistycznego sprzętu, bo można uszkodzić sobie wzrok. Ale gdyby spojrzeć na słońce i porównać jego wygląd z niedawnym, można zauważyć to, co od kilku miesięcy niepokoi astronomów: słońce wyraźnie przygasło. Nie pojawiają się na nim prawie żadne plamy, czyli ciemniejsze obszary powiązane ze zmianą temperatur i natężeniem pola magnetycznego, które są dowodem większej aktywności naszej gwiazdy. Jest ich najmniej od początku XX wieku. Tak zwane rozbłyski - eksplozje o dużych energiach - są wyjątkowo rzadkie. Najsłabiej od 50 lat wieje wiatr słoneczny, czyli strumienie naładowanych cząstek, które nasza gwiazda wyrzuca w przestrzeń międzyplanetarną. Dlaczego?

Co wiemy, a czego nie

Aktywność słońca jest cykliczna i dość regularna. Każdy cykl trwa około 11 lat. W okresie najintensywniejszej aktywności plamy są liczne, a promieniowanie wzrasta. Potem tych zjawisk jest coraz mniej, słońce się uspokaja, by ponownie, w odpowiednim momencie, zacząć wzmagać swoją aktywność. Astronomów zastanawia to, że zgodnie z prognozami ów moment nadszedł jakieś pół roku temu, a nasza gwiazda nadal nie chce się obudzić.

- Słońce śpi, nowy cykl nie chce się zacząć i nie bardzo wiemy, jakie są tego przyczyny - tłumaczy "Tygodnikowi" heliofizyk, dr Paweł Preś z Wydziału Fizyki i Astronomii Uniwersytetu Wrocławskiego. - Warto jednak pamiętać, że te jedenastoletnie cykle nie są aż tak dokładne. Jakieś sto lat temu mieliśmy podobny okres przedłużonej, wyjątkowo niskiej aktywności słońca pomiędzy jednym cyklem a drugim.

Podobnego zdania jest profesor Mike Lockwood z angielskiego University of Southampton, który brał udział w niedawnym brytyjskim Krajowym Spotkaniu Astronomicznym, gdzie słoneczne anomalie były jednym z głównych tematów. Jego zdaniem, oprócz cyklu jedenastoletniego być może istnieje drugi cykl - stuletni, co mogłoby być wyjaśnieniem tajemnicy.

Co będzie dalej?

Eksperci NASA piszą w analizach, że aktywność słońca jest jak giełda papierów wartościowych: kiedy się wydaje, że spadki osiągnęły już minimum i nadeszła pora wzrostów, wtedy, jak na złość, pojawiają się kolejne spadki. I taka słoneczna bessa jest niewykluczona. - Najbardziej boimy się, że słońce może wejść w stan, w którym aktywność w ogóle na jakiś czas zniknie - przyznaje dr Preś.

Ale to scenariusz najmroczniejszy z możliwych. Natomiast jeśli chodzi o bardziej prawdopodobne prognozy, dr Preś zgadza się z prof. Lockwoodem. Otóż obserwowane zjawiska mogą być, przynajmniej częściowo, konsekwencją powrotu do pewnej normy. To właśnie druga połowa XX wieku była okresem wyjątkowo wysokiej, długotrwałej aktywności słońca. Szczyt przypadł na rok 1985 i od tamtej pory, niezależnie od jedenastoletnich cyklów, aktywność słońca systematycznie spada. To pośrednio dowodzi, że stuletni cykl faktycznie może istnieć.

Te rozważania nie ograniczają się jednak wyłącznie do naukowej ciekawości astronomów i fizyków. Bo przecież czy - intuicyjnie rzecz traktując - im mniej aktywne słońce, tym chłodniej powinno być na Ziemi? Czy zatem nasza gwiazda przyjdzie nam z pomocą i przyhamuje proces globalnego ocieplenia?

- Jest bardzo prawdopodobne, że będzie chłodniej - przypuszcza dr Preś. - Pojawiły się ostatnio badania, które wskazują, że istnieje wyraźny związek między zachmurzeniem a aktywnością słońca.

Chodzi o hipotezę przedstawioną dwa lata temu przez zespół ekspertów duńskiego naukowca Henrika Svensmarka z Krajowego Centrum Kosmicznego w Danii. Według niego na powstawanie chmur mają wpływ tak zwane promienie kosmiczne, które uderzając w górne warstwy atmosfery, prowadzą do tworzenia się jonów, a te z kolei sprzyjają powstawaniu aerozoli - drobnych cząstek będących jądrami kondensacji dla pary wodnej, czyli mikrozaczątkami dla chmur. Gdy słońce jest aktywne i silnie oddziałuje na przestrzeń międzyplanetarną, blokuje dopływ promieni kosmicznych do Ziemi, co zmniejsza ilość chmur. Innymi słowy im mniej aktywne słońce, tym na naszej planecie jest chłodniej. I to nie tylko dlatego, że gwiazda po prostu słabiej grzeje.

Te przypuszczenia budzą liczne kontrowersje. Po pierwsze, jak wykazała analiza danych gromadzonych przez ostatnie 60 lat na terenie Wielkiej Brytanii, związek pomiędzy promieniowaniem kosmicznym a tworzeniem się chmur jest niewielki; zbyt mały, by mógł on wyjaśniać tak znaczne wahania temperatur. Po drugie, jak podkreśla prof. Lockwood, aktywność słońca systematycznie maleje od połowy lat 80., toteż upłynęło wystarczająco dużo czasu, by globalne temperatury mogły zacząć spadać. Tak się nie stało. Dr Preś zwraca jednak uwagę, że są przesłanki wskazujące, iż od kilku lat, mniej więcej od końca XX wieku, temperatury już nie rosną.

Klimat jest jednak zbyt skomplikowanym systemem, by dać tu jednoznaczne odpowiedzi, i spór trwa. Wiarygodnych danych w najbliższych latach ma dostarczyć projekt Cloud (chmura) prowadzony w europejskim centrum badawczym CERN, gdzie naukowcy precyzyjnie sprawdzają, jaka jest korelacja pomiędzy promieniami kosmicznymi a zachmurzeniem.

Rzucimy się przez morze?

Według pesymistów na Ziemi może się pojawić kolejna Mała Epoka Lodowcowa, czyli zimny okres obserwowany na przykład w połowie XVII wieku. Zbiegł się on z okresem wyjątkowo niskiej aktywności słońca w latach1645-1717, czyli tzw. minimum Maundera. To, jaki związek istniał wtedy pomiędzy małą liczbą plam a niskimi temperaturami na Ziemi, także jest niejasne. Ale, na co zwraca uwagę dr Preś, zjawiska zachodzące na Ziemi, a przynajmniej w Europie, były bardzo wyraźne.

- Zimą zamarzały rzeki europejskie, mosty przestawały być potrzebne. Nawet Bałtyk był skuty lodem. Mamy tego ślad w naszym hymnie państwowym: jest tam przecież mowa o tym, jak to Czarnecki wracał przez morze. On nie wracał łodziami czy statkami. Przejechał przez morze z Danii do Polski po lodzie.

Większość naukowców, z dr. Presiem włącznie, zgadza się jednak, że jeśli w ogóle do takich zmian dojdzie, to nie w najbliższym czasie, lecz na przestrzeni co najmniej kilkudziesięciu lat. Prof. Lockwood zapewnia, że nowa epoka lodowcowa nie nadejdzie.

Inna rzecz, że gdyby hipoteza Svensmarka okazała się zgodna z prawdą, członkowie Międzyrządowego Panelu do Spraw Zmian Klimatu, według których to szkodliwa działalność człowieka "z 90-procentową pewnością" odpowiada za zmiany klimatyczne, musieliby z zawstydzonymi nieco twarzami zwrócić przyznaną im w 2007 r. Pokojową Nagrodę Nobla.

Sfinks zwiastunem wiosny

W ostatnich tygodniach sensacyjnych informacji dostarczył skonstruowany przez polskich inżynierów instrument SphinX (Solar PHotometer IN X-rays), który bada tzw. miękkie promieniowane rentgenowskie emitowane przez słońce.

SphinX, orbitujący na pokładzie rosyjskiego satelity Koronas-Photon, powstał w Centrum Badań Kosmicznych Polskiej Akademii Nauk, a ściślej we wrocławskim Zakładzie Fizyki Słońca. - Jest to najczulszy tego typu instrument na świecie i jako jedyny umożliwia dokładne pomiary promieniowania korony słonecznej w okresie minimalnej aktywności - mówi "Tygodnikowi" szef projektu prof. Janusz Sylwester. -Wydaje się, że w ostatnich tygodniach poziom aktywności słońca w zakresie emisji rentgenowskich zdecydowanie wzrósł; mniej więcej dziesięć razy. To ciągle zbyt niski poziom promieniowania dla innych, mniej czułych instrumentów, więc właściwie nikt poza nami nie wie, że słońce się przebudziło.

"Nikt" w znaczeniu przenośnym rzecz jasna, bo dane ze SphinX-a są dostępne dla każdego. Prof. Sylwester zachowuje ostrożność w swoich przewidywaniach, ale jednocześnie jest optymistą: - Jeśli ten poziom promieniowania, który obserwujemy w tej chwili, w ciągu dosłownie ostatnich dni, utrzyma się przez następne, powiedzmy, dwa tygodnie, prawdopodobnie odważymy się opublikować informację o tym, że nowy cykl już się rozpoczął. To uspokoi heliofizyków na całym świecie.

Co więcej, podkreśla prof. Sylwester, SphinX przyda się także w okresie największej aktywności słońca do badań najsilniejszego promieniowania. To z kolei może pomóc w rozwikłaniu zagadki wpływu promieni kosmicznych na klimat ziemski.