,,Betyár” napfoltok gátolhatják az űridőjárás előrejelzését

Az ELTE-n megrendezett európai napfizikusok konferenciáján találkozóján (15th European Solar Physics Meeting, ESPM-15) számos kutatási eredményt mutattak be: az ELTE-ről többek között Petrovay Kristóf egyetemi tanár és Nagy Melinda PhD-hallgató a „betyár" napfoltokról tartott előadást.

A Napunkon látható foltok és a velük kapcsolatos napkitörések gyakorisága mintegy 11 évente igen alacsony szintre csökken, majd ismét növekedésnek indul. E napciklusok erőssége azonban igencsak változó. A múltban egyes, főminimumoknak nevezett időszakokban évtizedekig szinte egyetlen napfolt sem mutatkozott. A múlt század második felében ezzel szemben a Nap nagyon erős ciklusok sorozatát produkálta – ezt az időszakot Modern Maximum néven emlegetik a napfizikusok. A Modern Maximum csak a most folyó napciklussal ért – meglehetősen váratlanul – véget: ez a ciklus az előzőeknél lényegesen gyengébbnek bizonyult.

Az európai napfizikusok Budapesten, az Eötvös Loránd Tudományegyetemen 2017. szeptember 4– 8. között megrendezett nagyszabású találkozóján (15th European Solar Physics Meeting, ESPM-15) is nagy figyelmet kapott a ciklusról ciklusra történő ilyen komoly változások előrejelzésének lehetősége, ami a naptevékenység eredetét kutató tudományág, a dinamóelmélet valóságos Szent Grálja. Az utóbbi években a változások mögötti tényezők megértésében komoly előrelépések történtek. Csakhogy kiábrándító módon arra is fény derült, hogy a dinamómechanizmus előrejelezhetőségének kikerülhetetlen korlátokat szabhat az egyes napfoltok megjelenésének csak statisztikai átlagban kiszámítható véletlenszerűsége.

Napfolt Forrás: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)

A konferencia egyik előadója, Jie Jiang (Pekingi Csillagászati Obszervatórium) a göttingeni Max Planck Naprendszerkutatási Intézetben (MPS) működő kutatócsoporttal együttműködésben végezte idevágó kutatásait. A csoport vezetője Manfred Schüssler professzor, aki a konferencián az európai napfizika most első ízben odaítélt életmű-díját (Senior ESPD Prize) vehette át. Ők vizsgálataik során azt találták, hogy bizonyos nagy napfoltok, amelyek szokatlan helyen, szokatlan időben bukkannak fel, illetve szokatlan konfigurációt mutatnak, „történelmet írhatnak", megváltoztatva a naptevékenység egész további menetét. A Modern Maximumnak is néhány ilyen folt vethetett hirtelen véget.

Az ELTE TTK Csillagászati Tanszéke és a Montreali Egyetem kutatóiból álló csapat képviseletében Nagy Melinda (ELTE) arról számolt be, hogy a napciklus általános statisztikai törvényszerűségeitől elrugaszkodó nagy napfoltoknak még ennél is extrémebb hatásai lehetnek. Egy, a Nap megfigyelt viselkedésének részletes reprodukálására kifejlesztett és finomhangolt dinamómodellben azt találták, hogy egyes ilyen „betyár" (angolul rogue) napfoltok akár a napciklus teljes kioltásához is vezethetnek, ezzel tartós főminimumot okozva. Ennek egyszerűsített magyarázata Petrovay Kristóf, az ELTE napfizikai csoportjának vezetője szerint az, hogy e foltok óriási mágneses fluxusa előbb-utóbb eléri a Nap sarkvidékei területeit, ahol kiolthatja a Nap vele ellentétes értelmű általános mágneses dipólterét – így aztán nem marad olyan kezdeti mágneses tér, amelyet a dinamó a következő ciklusokban kellően felerősíthetne.

Forrás: NASA

A 2017. szeptember 6-én az évtized napkitörését okozó “betyárgyanús” napfolt (felül) és mágneses térképe (alul) a NASA SDO űrobszervatóriumának felvételein Forrás: NASA

Ezek az eredmények arra utalnak, hogy a naptevékenység hosszabb távú előrejelzésére a lehetőségek korlátozottak, mégpedig különösen a hirtelen, nagy változások vonatkozásában. Egy főminimum kezdetét vagy éppen egy szokatlanul erős (pl. az 1957-ben tetőzötthöz hasonló) „óriás'' napciklust talán nem is lehetséges néhány évnél korábban előre jelezni – bármennyire kiábrándító is ez a lehetőség a nap- és űrfizikusok számára.

Mintha igazolni akarná e fejtegetéseket, Napunkon éppen a konferencia folyamán vonult át egy óriási, szokatlan konfigurációjú napfoltcsoport, amely szeptember 6-án hatalmas napkitörést is produkált – ebben a ciklusban a legerősebbet. Bár a részletes kiértékelés még hátra van, jellemzői alapján erre a foltra nagyon is illenek a "betyár" napfoltok kritériumai. Megjelenésének ideje talán már kissé késői ahhoz, hogy a várhatóan kb. két év múlva elkezdődő következő napciklusra komoly hatást gyakoroljon, az azt követő napciklusra viszont jelentős hatással lehet.