Saulės dėmės – kas tai, ciklai ir Maunderio minimumas

Saulės dėmė – tai intensyvios magnetinio aktyvumo sritys Saulės fotosferoje. Nors pačios dėmės skleidžia šviesą, jos atrodo tamsesnės nei aplinkinis paviršius, nes yra žemesnės temperatūros: fotosfera pašviesėja apie 5 800 K, o saulės dėmėse temperatūra dažnai siekia 3 000–4 500 K. Dėmės gali būti labai įvairių dydžių – nuo kelių šimtų kilometrų iki dešimtims ar net šimtams tūkstančių kilometrų; kai kurios grupės yra dešimtis kartų didesnės už Žemės skersmenį.

Kaip susidaro saulės dėmės?

Saulės dėmės susidaro dėl stiprių magnetinių laukų, kurie iškyla per Saulės konvekcinį sluoksnį. Magnetinės linijos trukdo šilumai iš giluminių sluoksnių patekti į fotosferą, todėl vietoje susidaro vėsesnės, tamsesnės dėmės. Dėmės dažnai turi du pagrindinius regionus: tamsesnę centrinę umbrą ir šviesesnę penumbrą, kur magnetinis laukas ir temperatūra palaipsniui keičiasi.

Saulės dėmių ciklai

Saulės dėmių aktyvumas kinta periodiškai. Pastebėtas maždaug vienuolikos metų ciklas, kai dėmių skaičius pamažu didėja iki maksimumo, o po to nyksta iki minimalaus lygio. Kadangi kiekviename cikle dėmių magnetinė polarizacija keičiasi (pavyzdžiui, šiaurinės ir pietinės pusrutulio dėmių magnetiniai poliai apsikeičia), pilnas magnetinis ciklas trunka apie 22 metus ir vadinamas Hale'o ciklu.

Šiuos ciklus XIX a. viduryje pasiūlė Johannas Rudolfas Wolfas ir kitų mokslininkų stebėjimai. Ilgesniems periodams stebėti naudojami saulės dėmių skaičiavimo rodikliai, pvz., Wolf'o (arba tarptautinis saulės dėmių) skaičius, kuris apima ir dėmių grupių skaičių, ir atskirų dėmių skaičių.

Maunderio minimumas

Maunderio minimumas – tai ilgesnio laikotarpio, per kurį Saulėje beveik nebuvo saulės dėmių, pavadinimas. Jis truko maždaug nuo 1645 iki 1715 metų ir pastebimai sumažino pastebimų dėmių skaičių. Pavadinimas kilo nuo astronomo Edwardo Maunderio, kuris XIX a. pabaigoje-XX a. pradžioje ištyrinėjo tą periodą. Priežastys, kodėl įvyko toks minimumas, nėra pilnai aiškios; tai greičiausiai susiję su ilgalaikiais pokyčiais Saulės magnetiniame cikle.

Istorikai ir klimatologai pastebi, kad Maunderio minimumui sutapo atvėrimo laikotarpis Europoje, vadinamas Mažąja ledynmečio faze, tačiau tiesioginis priežastinis ryšys tarp mažesnio saulės aktyvumo ir plataus masto klimato pokyčių vis dar yra diskutuotinas ir sudėtingas, nes klimato sistema priklauso nuo daugelio veiksnių.

Poveikis Žemei ir kosminei aplinkai

Saulės dėmės dažnai susijusios su kitais aktyvumo reiškiniais – saulės pliūpsniais (flare) ir koroninėmis masių išmetimo (CME) sritimis. Stiprūs pliūpsniai ir CME gali paveikti Žemės magnetinį lauką, sukelti geomagnetines audras, ryškias polines šiaurines šviesas (aurores), sutrikdyti palydovų darbą, radijo ryšį ir elektros tinklus. Taigi saulės aktyvumo stebėjimas ir prognozavimas yra svarbus tiek mokslui, tiek praktiniam technologijų saugumui.

Stebėjimas ir sauga

Saulės dėmes stebi tiek profesionalios observatorijos, tiek mėgėjai. Naudojami įvairūs metodai: stebėjimas baltojoje šviesoje per specialius filtrus, H‑alfa linijos fotografija, magnetogramų gavimas ir kosminiai observatoriniai prietaisai (pvz., SOHO, SDO). Reikia pabrėžti saugumą: niekada nežiūrėkite į Saulę plikomis akimis arba per paprastus teleskopo okuliarus be specialių saulės filtrų – tai gali sukelti nuolatinį regos pažeidimą.

Trumpa santrauka

• Saulės dėmės – vėsesnės, magnetiškai aktyvios Saulės paviršiaus sritys.
• Aktyvumas kinta pagal ~11 metų ciklą; pilnas magnetinis ciklas trunka ~22 metus.
• Maunderio minimumas (apie 1645–1715 m.) buvo ilgas periodas, kai dėmių beveik nebuvo; jo priežastys vis dar tiriamos.
• Saulės aktyvumas veikia kosminę aplinką ir technologijas Žemėje, todėl jo stebėjimas yra svarbus.

Istorija

Kinijos astronomai teigė, kad jie gali matyti saulės dėmes. 802 m. kovo 17 d. vienuolis Adelmas pamatė didelę saulės dėmę, kurią galėjo matyti aštuonias dienas. Adelmas manė, kad Merkurijus eina priešais Saulę ir sukuria juodą dėmę. Kai astronomai pradėjo naudoti teleskopus, dauguma sutiko, kad priešais Saulę kažkas eina. Galileo Galilėjus 1612 m. spėjo, kad Saulėje iš tikrųjų yra dėmės ir kad jos rodo, jog Saulė sukasi.

Pirmasis ciklinius Saulės dėmių pokyčius pastebėjo Heinrichas Švabė (Heinrich Schwabe) ir privertė Rudolfą Volfą (Rudolf Wolf) nuo 1848 m. atidžiai jas tyrinėti. Taip pat 1848 m. Džozefas Henris (Joseph Henry) parodė Saulės nuotrauką ir įsitikino, kad Saulės dėmės yra vėsesnės už likusią Saulės dalį (jų temperatūra yra apie 7000 laipsnių pagal Farenheitą, t. y. 4000 C). Jos vis dar labai karštos, tačiau daug vėsesnės už likusį Saulės paviršių.

Saulės dėmės piešinys Jono Vusterio kronikose

Paieška pagal raidę