Tiskane izdaje
Da je Sonce osrednje telo našega osončja, vemo bolj ali manj vsi. V šoli se učimo tudi, da brez Sonca življenja na Zemlji ne bi bilo. Soncu se imamo zahvaliti za dež, za veter, za kisik v atmosferi ter za zrel paradižnik na našem vrtu. Tudi ko se prevažamo z avtomobilom ali s kurilnim oljem ogrevamo stanovanje, izrabljamo sončno energijo, ki so jo pred milijoni let uskladiščile rastline.
Vir energije s Sonca so jedrske reakcije v njegovi sredici. Te pretvarjajo vodik v helij, pri čemer se sprošča energija. Ta dejstva smo ljudje odkrili šele razmeroma pred kratkim, ko smo tudi spoznali, da je Sonce le ena izmed neštetih zvezd v vesolju. V primerjavi s preostalimi zvezdami nam je veliko bližje. Sonce in Zemlja sta nastala hkrati pred nekako 4,6 milijarde leti, ker se je v enem od spiralnih rokavov naše galaksije sesedel velikanski oblak medzvezdnega plina. Sonce je zdaj nekje na polovici svoje življenjske poti; končalo jo bo kot majhna in vroča zvezda, ki ji astronomi pravimo bela pritlikavka.
Sonce ima pomemben vpliv na vreme. To so spoznala že stara ljudstva, zato so temu nebesnemu telesu izkazovala spoštovanje in ga tudi častila. Pred razvojem teleskopov so ljudje Sonce videli zgolj kot bleščečo okroglo ploskev na nebu. Le izjemoma se je na njegovi površini kaj dogajalo. Tako so na primer kitajski astronomi leta 364 pr. n. št. opazili temne lise na Sončevem površju. Zdaj jim pravimo Sončeve pege. Na začetku 17. stoletja je o njih poročal Galileo Galilei, ki jih je opazoval skozi preprost teleskop. Zaradi svojega odkritja je bil pozneje preganjan.
Pomen Sončevih peg
Z razvojem znanosti so astronomi Sonce začeli sistematično opazovati. Med drugim so ugotovili, da se Sončeve pege redno pojavljajo na njegovem površju, da pa njihovo število niha. Izkazalo se je, da je nihanje števila Sončevih peg kvaziperiodično. Obdobje med dvema maksimumoma števila Sončevih peg lahko traja devet do trinajst let, njegovo dolgoletno povprečje pa je enajst let. Temu obdobju pravimo cikel Sončeve aktivnosti ali Sončev cikel. Danes nam je znano, da so Sončeve pege območja na površju Sonca s temperaturo okrog 4000 stopinj, kar je manj od okolišne temperature, 6000 stopinj Kelvina. Zaradi nižje temperature pege oddajajo manj svetlobe ter se v primerjavi s preostalim površjem zdijo temne.
Znanstveniki so bili dolgo prepričani, da je edini vpliv Sonca na Zemljo ta, da nas greje in osvetljuje. To se je spremenilo v 19. stoletju, natančneje septembra 1859. Tiste dni se je angleški astronom Richard Christopher Carrington posvečal svojemu dolgoletnemu konjičku – astronomiji. Med drugim je sistematično opazoval Sonce. Svoja opazovanja je vestno zapisoval, zato vemo, da je bilo prvega septembra 1859 na Soncu veliko peg, ki so jih občasno spremljale nenadne osvetlitve delov površja, tako imenovani blišči. Naslednji dan je Carrington opazil blišč, ki je bil mnogo svetlejši od vsega, kar je videl kadarkoli prej. Le 17 ur pozneje so se na Zemlji začele dogajati čudne stvari. Tako so z zelo južnih zemljepisnih širin, kot so Havaji in Kuba, poročali o opažanjih polarnega sija. V Severni Ameriki so bile noči tako svetle, da so ljudje lahko ponoči brali knjige brez umetne svetlobe, merilniki magnetnega polja na observatorijih po vsej Zemlji pa so »ponoreli«. Sporočila, ki so bila v tistem obdobju poslana po telegrafih, so bila tako motena, da jih ni bilo mogoče razbrati. Carrington je prvi posumil, da med bliščem, ki ga je opazil v svojem observatoriju, ter nenavadnimi pojavi na Zemlji obstaja povezava. Ta dogodek je pozneje postal znan kot Carringtonov dogodek.
Mars je ostal nezaščiten
Danes vemo, da je Sonce ogromna žareča krogla, s katere v medplanetarni prostor nenehno odteka ionizirani plin, ki mu pravimo Sončev veter. Ta plin potuje s hitrostjo nekaj sto kilometrov na sekundo. Vemo tudi, da ima Zemlja magnetno polje, ki nas varuje pred Sončevim vetrom. Kaj bi se zgodilo z našim planetom, če magnetnega polja ne bi imel, vidimo na primeru Marsa. Ta planet je nekoč imel gosto atmosfero, na njegovem površju pa se je pretakala voda. A ker ni imel magnetnega polja, je Sončev veter počasi odnašal Marsovo ozračje, zaradi česar je to danes mrzel in pust planet.
Zemljino magnetno polje (ali tudi geomagnetno polje) okoli našega planeta tvori nekakšno votlino, ki ji pravimo magnetosfera. Zaradi Sončevega vetra je magnetosfera na strani med Zemljo in Soncem nekoliko sploščena, v nasprotni smeri pa se razteza daleč stran od Zemlje ter tvori geomagnetni rep. Sila, s katero Sončev veter pritiska na geomagnetno polje, ni konstantna, zato magnetosfera nenehno nekoliko spreminja svojo obliko.
Na površju Sonca se vseskozi kaj dogaja. Za nas najbolj zanimiv pojav so velike eksplozije, ki v medplanetarni prostor poženejo orjaške količine plina in jim pravimo izbruhi koronalne mase. Ti izbruhi potujejo po Osončju s hitrostjo od nekaj sto do 2000 kilometrov na sekundo in občasno dosežejo tudi Zemljo. Če so okoliščine prave, lahko povzročijo močna nihanja geomagnetnega polja oziroma geomagnetne nevihte. Motnje v medplanetarnem prostoru v bližini Zemlje na splošno imenujemo vesoljsko vreme. Med geomagnetnimi nevihtami majhen delež nabitih delcev s Sonca lahko vstopi v Zemljino atmosfero v bližini magnetnih polov ter povzroči, da ta zasveti, kar potem opazimo kot polarni sij.
Nihanja Zemljinega magnetnega polja imajo lahko za nas neprijetne posledice. V nekaterih naših sistemih namreč inducirajo električne tokove. Tako se je marca 1989 zaradi geomagnetne nevihte sesulo električno omrežje Hydro-Quebec v Kanadi, zaradi česar je provinca Quebec ostala celih devet ur brez električne energije. Podobno je med 19. oktobrom in 7. novembrom 2003 nekaj zaporednih geomagnetnih neviht povzročilo izpad električne energije na Švedskem, v Kanadi in ZDA.
Kaj gre lahko narobe?
Geomagnetne nevihte lahko zmotijo tudi druge sisteme. Povzročijo denimo nepravilno delovanje signalov, kot je GPS. Med omenjenimi dogodki leta 2003 tako signal GPS ni bil na voljo v večjem delu ZDA in Kanade. To ima negativne posledice na primer v letalskem prometu, saj je natančna navigacija letal odvisna od signala GPS. Med geomagnetnimi nevihtami bi bile prekinjene tudi komunikacije čezpolarnih letalskih poletov, prav tako bi se lahko poškodovali komunikacijski sateliti, kar se je v preteklosti že zgodilo. Tak je primer Telsatovih telekomunikacijskih satelitov Anik E1 in E2, katerih delovanje je leta 1994 onemogočila geomagnetna nevihta. Takrat je brez dotoka informacij ostalo približno sto kanadskih časopisov in 450 radijskih postaj; 290 milijonov dolarjev vredna satelita sta bila tako začasno izgubljena. Dejansko jim je uspelo obuditi le satelit E2, kar je trajalo šest mesecev in stalo dodatnih 50 milijonov dolarjev.
Vesoljsko vreme je eden pomembnih dejavnikov, ki vzbujajo pomisleke o morebitnih potovanjih ljudi na oddaljene planete. Izbruhe koronalne mase namreč spremljajo tudi visokoenergijski delci, ki so za astronavte lahko smrtno nevarni. Dokler se astronavti zadržujejo na razmeroma nizkih orbitah okoli Zemlje (mednarodna vesoljska postaja je 300 do 400 kilometrov visoko nad zemeljskim površjem), jih pred temi delci dokaj učinkovito varuje geomagnetno polje. V medplanetarnem prostoru pa te zaščite ni.
S hitrim tehnološkim razvojem v 20. in na začetku 21. stoletja smo postali bolj občutljivi na dogajanje v vesolju. Če bi se Carringtonov dogodek zgodil danes, bi to za nas imelo mnogo hujše posledice kot leta 1859. Na srečo so ekstremne geomagnetne nevihte dokaj redke.
Sonda STEREO A je 23. julija 2012 zaznala izbruh koronalne mase, ki pa na srečo ni bil usmerjen proti Zemlji. Vseboval je rekordno magnetno polje in je po medplanetarnem prostoru potoval z rekordno hitrostjo, ki je presegala 2000 kilometrov na sekundo. Znanstveniki so izračunali, da bi, če bi dosegel Zemljo, ta izbruh povzročil ekstremno geomagnetno nevihto, podobno Carringtonovemu dogodku. Morebitna gospodarska škoda bi se merila v milijardah evrov.
Napovedovanje
Napovedovanje vesoljskega vremena je danes že tržno zanimivo, saj se zanj zanimajo vse korporacije in države, ki gradijo oziroma imajo v lasti satelite.
Dr. Primož Kajdič, Evropski center za vesoljske raziskave in tehnologijo (ESTEC), ESA
