Saulės žybsnis: apibrėžimas, priežastys ir poveikis Žemei

Saulės žybsnis (taip pat vadinamas tiesiog žybsniu) yra staigus ir trumpalaikis Saulės paviršiaus arba atmosferos srities pašviesėjimas. Tai didelis energijos išsiskyrimas: vieno stipresnių žybsnių metu gali išsiskirti iki 6 × 10²⁵ džaulių energijos — tai sudaro maždaug šeštadalį visos per sekundę iš Saulės išsiskiriančios energijos. Šią energiją galima vaizdžiai palyginti su Shoemaker-Levy 9 kometos susidūrimu su Jupiteriu. Po žybsnio dažnai įvyksta milžiniškas vainikinės masės išmetimas (CME), o per pirmojo žybsnio ar jam sekančio periodo metu per Saulės vainiką į kosmosą išsiveržia elektronų, jonų ir atomų debesys. Tokie debesys paprastai pasiekia Žemės orbitą per vieną–tris paras, tačiau greiti įvykiai gali atkeliauti greičiau.

Kur ir kaip susidaro žybsniai

Saulės žybsniai dažniausiai vyksta aktyviuose regionuose aplink Saulės dėmes, kur susikaupia stiprios magnetinės laukų linijos. Pagrindinė priežastis — staigus magnetinės energijos išlaisvinimas vainike (magnetinė rekonekcija), kai sudėtingas ir įtemptas magnetinis laukas greitai persitvarko. Toks energijos išsiskyrimas gali būti susijęs su elektronų ir jonų paūmėjimu bei kartais su vainikinės masės išmetimais (CME), nors tiksli šių procesų tarpusavio sąveika vis dar yra aktyvių tyrimų objektas.

Spektrinis ir erdvės poveikis

Saulės žybsniai veikia visus Saulės atmosferos sluoksnius — fotosferą, chromosferą ir vainiką — ir skleidžia viso elektromagnetinio spektro spinduliuotę, nuo radijo bangų iki gama spindulių. Dauguma žybsnių spinduliuotės energijos išsiskiria dažniuose, kurie yra už žmogaus regėjimo ribų, todėl dažnai žybsnių plika akimi nepamatysime. Žybsnius stebi specialūs palydovai ir teleskopai (pvz., GOES, SDO, SOHO, RHESSI ir kt.), taip pat žemės paviršiaus observatorijos ir radioteleskopai.

Saulės žybsnių klasifikacija ir dažnis

Žybsniai klasifikuojami pagal emituojamų rentgeno spindulių intensyvumą (pvz., GOES klasės A, B, C, M, X), kur kiekvienas didesnis raidinis lygmuo reiškia 10 kartų didesnę energiją. Didesnių žybsnių būna rečiau nei mažesnių, o jų dažnis stipriai kinta pagal ~11 metų Saulės ciklą: aktyviuoju ciklo kvadratu metu žybsnių daugėja, ramiai fazei esant — mažėja. Kai kuriais periodais gali būti „aktyvūs“ laikotarpiai (keli žybsniai per dieną), o kitais — „ramūs“ (keletas per savaitę).

Poveikis Žemei ir technologijoms

Saulės žybsnių metu skleidžiama rentgeno ir ultravioletinė spinduliuotė gali staigiai pakeisti Žemės jonosferos el. laidumą ir tankį. Tai sukelia įvairius kosminio oro (space weather) efektus:

• Trumpalaikiai radijo ryšio sutrikimai: aukšto dažnio (HF) radijo ryšys gali būti užtemdytas, sutrinka signalai, naudojami laivyboje, aviacijoje ir žemės ūkio prietaisuose.
• GPS ir navigacijos sistemos: padidėjęs jonosferos nenuoseklumas gali sumažinti pozicionavimo tikslumą.
• Palydovai ir kosminės technologijos: energingos dalelės gali pažeisti elektroninius įrenginius, sukelti užlaikymus ar funkcinį gedimą, trumpinti palydovų gyvavimo laiką.
• Elektroninės tinklai: stiprūs geomagnetiniai lauko svyravimai gali indukuoti sroves žemėje ir sukelti transformatorių perkaitimą bei didelių elektros tinklų sutrikimus.
• Radaro ir telekomunikacijos: veikimo sutrikimai, triukšmai ir signalo praradimai.
• Auroros: dalelių srautai, patekę į Žemės magnetosferą, sukelia poliarines šviesas net žemesnėse platumose nei įprastai.
• Sveikatos rizika: kosminės spinduliuotės pavojus astronautams ir aukštą aviacijos maršrutą skraidantiems įguloms — specifinės saugos procedūros kartais įvedamos stiprių įvykių metu.

Istoriniai pavyzdžiai

Pirmasis užfiksuotas regėjimo stebėjimas siejamas su Ričardu Kristoferiu Karingtonu (Richard Christopher Carrington), 1859 m. jis pastebėjo ryškų žybsnį Saulės dėmių grupėje. Šis „Carrington“ įvykis sukėlė stiprias geomagnetines audras: telegralinių tinklų gedimus ir poliarines šviesas matomas labai žemose platumose. Tokie istoriniai pavyzdžiai parodo, kokią reikšmę turi stiprūs žybsniai ir susiję vainikinės masės išmetimai.

Stebėjimas, prognozavimas ir apsauga

Saulės aktyvumo stebėjimas ir prognozavimas atliekami palydovų ir žemės stebėjimų tinklais. Tarptautinės ir valstybinės tarnybos, pvz., NOAA Space Weather Prediction Center bei Europos kosmoso agentūra (ESA), skleidžia įspėjimus ir prognozes. Naudojami įrankiai: magnetogramos, koronografai (vainiko vaizdai), rentgeno bei ultravioletinės spinduliuotės matavimai ir dalelių detektoriai. Prognozės leidžia įspėti operatorius, kad jie galėtų pervesti palydovus į saugų režimą, įjungti transformatorių apsaugas ar pakeisti skrydžių maršrutus.

Kaip sumažinti poveikį

• Technologijų apsauga: palydovų ir elektros tinklų projektavimas su didesne atsparumu radiacijai ir geomagnetinėms srovėms.
• Operatyvios priemonės: laikinai nutraukti tam tikras paslaugas, pakeisti skrydžių maršrutus ar perjungti tinklo įrangą į saugų režimą.
• Stebėjimas ir prognozavimas: greita informacija apie žybsnius ir CME leidžia laiku įgyvendinti apsaugos priemones.

Saulės žybsniai yra natūralus mūsų žvaigždės aktyvumo aspektas. Nors dauguma žybsnių kelia tik trumpalaikius ir lokalizuotus padarinius, stipresni įvykiai gali turėti plačius techninius ir socialinius padarinius, todėl jų stebėjimas ir pasiruošimas — svarbi šiuolaikinės civilizacijos dalis.

Klausimai ir atsakymai

K: Kas yra Saulės žybsnis?

K: Kaip Saulės žybsnis veikia atmosferą?

K: Kaip dažnai įvyksta saulės žybsniai?

Klausimas: Kas buvo pirmasis žmogus, stebėjęs Saulės žybsnį?

K: Ar žvaigždžių žybsniai panašūs į Saulės žybsnius?

K: Ar žmonės gali savo akimis pamatyti šiuos reiškinius?

Paieška pagal raidę