Przebieg 24. cyklu aktywności słonecznej: status z marca 2015

Dzisiaj po dłuższej przerwie zapraszam na tekst stanowiący podsumowanie dotychczasowego przebiegu 24. cyklu aktywności słonecznej. Warto zająć się tym tematem z uwagi na okoliczności, które obserwujemy na Słońcu od dłuższego czasu - a te niestety coraz mocniej układają się na naszą jako miłośników astronomii, niekorzyść. Trudno zresztą się dziwić - za dwa miesiące minie już 7 lat obecnego cyklu słonecznego.

Choć w praktyce można było zauważyć ten trend jeszcze przed końcem 2014 roku, dopiero teraz porównując dzienne i średnie liczby Wolfa za ostatnie miesiące widać jak na dłoni jak żegnamy się z okresem maksymalnej aktywności słonecznej w tym cyklu i zaczynamy zjazd po równi pochyłej do najbliższego minimum, o którym ledwo zdążyliśmy zapomnieć po tak słabiutkim maksimum.

W 2012 i większości 2013 roku trudno było na tym blogu doświadczyć miesięcy, w których nie pisałbym opracowań silnych czy umiarkowanie silnych rozbłysków, z których część przynosiła wzmożoną aktywność geomagnetyczną i zorze polarne rozleglejsze od szerokości okołobiegunowych. Bywało, że takie teksty pojawiały się codziennie i nie raz można było się zagubić w oczekiwaniu na dotarcie do ziemi wyrzutów koronalnych i powiązaniu ich z wcześniejszymi rozbłyskami, bo tych było zbyt dużo. Pamiętacie 5 lipca 2012, który przyniósł rekordową jednego dnia ilość rozbłysków klasy M i emitując porównywalnie liczne zjawiska w dniach sąsiadujących? A 15 marca 2013 i uwolniony wyrzut koronalny, który przyniósł zorze polarne nawet na południe od Polski? Albo 10 września 2014 i rozbłysk, którego wyrzut koronalny według niektórych prognoz był kandydatem do wywołania ciężkiej burzy magnetycznej kategorii G4? (co ostatecznie skończyło się burzą o klasę słabszą, choć i tak silną, ze sporadycznymi zorzami w Polsce). Takich silnych zjawisk naprawdę nie było wiele jak na okres maksymalnej aktywności słonecznej, ale jednak na tyle wystarczająco, że już teraz widać wyraźnie tę posuchę, którą doświadczamy od końca 2014 roku. Posuchę, która siłą rzeczy musi się pogłębiać, choć okresowe wzrosty aktywności nadal będą możliwe (warto zresztą pamiętać, że wiele spośród najbardziej geoefektywnych zjawisk występowało również w trakcie faz spadkowych cykli słonecznych).

Opracowany przez heliofizyków NASA model przebiegu 24. cyklu aktywności słonecznej obejmujący dotychczasowy jego postęp do dnia dzisiejszego wskazuje kilka ciekawych faktów (co ważne: pewne kwestie mogą jeszcze ulec zmianom w przyszłości, gdy będziemy mieć jeszcze pełniejszy podgląd na postęp cyklu niż obecnie, ale już dziś kilka informacji zdaje się być pewnych). Przede wszystkim należy zwrócić uwagę, że okres maksymalnej aktywności słonecznej istotnie posiadał dwa szczyty - tak jak zakładały prognozy udostępnione na początku 2013 roku w związku z przedłużającą się ciszą. Nie tworzyłem o tym tekstu, ale tłumaczyłem film NASA, który możecie przypomnieć sobie tutaj.

Mając dziś podgląd na liczby Wolfa we wszystkich miesiącach ostatnich lat widać wyraźnie, że prognoza sugerująca cykl z podwójnym maksimum okazała się trafiona. Za pierwszy szczyt 24. cyklu słonecznego najpewniej uznany zostanie luty 2012 roku, w którym wygładzona miesięczna liczba Wolfa wyniosła 66,9. Drugi szczyt wyznaczony został na kwiecień 2014 roku, z wygładzoną maksymalną liczbą Wolfa 81,9. To właśnie ten okres prawdopodobnie traktowany będzie jako oficjalne maksimum 24. cyklu aktywności słonecznej. Idąc dalej wyciągamy kolejną ciekawą informację. Wiele poprzednich cykli słonecznych charakteryzowało się maksimum o podwójnym szczycie - co było wiadome, i co było jedną z przyczyn z których i 24. cykl był prognozowany jako ten z podwójnym maksimum. Ale pierwszy raz w historii pomiarów aktywności słonecznej doświadczyliśmy sytuacji, w której to drugi szczyt charakteryzuje się wyższą aktywnością plamotwórczą od pierwszego. Liczba Wolfa za kwiecień 2014 jest dokładnie o 15 wyższa od tej za luty 2012.

Przebieg 24. cyklu słonecznego uwzględniający średnie miesięczne liczby Wolfa do marca 2015 r. Opracowanie własne w oparciu o grafikę SWPC.

Widać również doskonale, jak po pierwszym szczycie objawiającym się aktywnością plamotwórczą na północnej półkuli, drugie maksimum przyniosło wzmożoną ilość plam na półkuli południowej, z czasem na szerokościach heliograficznych zbliżających się w stronę słonecznego równika - choć to akurat nie jest niczym odkrywczym, ponieważ w każdym cyklu słonecznym druga połowa zawsze objawia się aktywnością przeciwnej półkuli Słońca względem pierwszej. Od początku tego cyklu w maju 2008 roku do połowy 2013 roku obserwowaliśmy grupy plam wędrujące na półkuli północnej, po czym aktywność plamotwórcza ruszyła na półkuli południowej - tak, jak we większości poprzednich cykli.

Przewaga półkul słonecznych w produkcji plam w obecnym i poprzednich cyklach (zielona barwa charakteryzuje przewagę półkuli północnej nad południową w produkcji plam). (SWPC)

I tak jak prognozy zakładały, sprawdziło się przypuszczenie o intensywności 24. cyklu słonecznego. Istotnie mamy do czynienia z najsłabszym cyklem od ponad 100 lat - cofając się w przeszłość dochodzimy do 14. cyklu, który może się równać z obecnym, z kolei wszystkie kolejne następujące aż do 23. cyklu są nieporównywalnie bardziej intensywne. Sprawdza się też kolejny raz odkryta przez heliofizyków korelacja między jednym, a drugim cyklem. Zakłada ona uzależnienie wielkości maksimum cyklu następującego od długości trwania cyklu poprzedzającego, oraz poziom aktywności w okresie słonecznego minimum od wielkości cyklu poprzedzającego. Nie trzeba się mocno cofać w czasie by dostrzec tę zależność: poprzedni 23. cykl słoneczny z maksimum w latach 2001-2003 był niezwykle intensywny, po czym doświadczyliśmy najgłębszego, najdłużej trwającego minimum słonecznego od ponad 100 lat.

Pomimo naszego pożegnania z okresem maksymalnej aktywności słonecznej w tym cyklu warto mieć świadomość, że również w trakcie trwającej fazy spadkowej między maksimum a minimum, nadal mogą występować okresy podwyższonej aktywności Słońca z silniejszymi rozbłyskami czy wyrzutami koronalnymi, tyle, że w znacznie bardziej sporadycznym wydaniu, niż podczas maksimów. Na wykresie średnich miesięcznych liczb Wolfa niewątpliwie będziemy teraz nurkować wraz z kolejnymi miesiącami, ale mimo to powstawanie obszarów aktywnych zdolnych produkować silne zjawiska geoefektywne będzie możliwe aż do nadejścia słonecznego minimum. Przede wszystkim jednak trzeba się liczyć z tym, że to stan czystej lub prawie czystej tarczy słonecznej będzie stanem coraz bardziej dominującym w obserwacjach aktywności naszej gwiazdy. Rok 2014 po blisko trzech latach przerwy przyniósł pierwszy taki dzień z wyzerowaną liczbą Wolfa po okresie maksimum - co miało miejsce 17 lipca, i jak dotąd był to stan jednodniowy.

Jednak styczeń i luty 2015 roku zaczęły już poważnie oswajać nas z myślą o kontynuacji spadku aktywności, przynosząc przez większą część tego okresu niewielkie liczby Wolfa i zauważalnie mniej istotnych rozbłysków, niż te miesiące w poprzednich 2-3 latach. Kończy się pierwszy tydzień marca, a mimo to za rok 2015 nie mamy jeszcze ani jednego rozbłysku najwyższej klasy X w zakresie promieniowania rentgenowskiego, podczas gdy rok wcześniej dwa pierwsze miesiące takich zjawisk przyniosły już 3, a prócz nich silne burze radiacyjne i magnetyczne, które zaowocowały zorzami polarnymi nad szerokościami umiarkowanymi. Kilka dni temu pojawiła się kolejna już szansa na wystąpienie czystej tarczy i drugiego po maksimum cyklu dnia z zerową liczbą Wolfa, co w dosłownie ostatnim momencie szczęśliwie odwlekł w czasie nowy obszar aktywny 2297 widoczny obecnie przy południowo-wschodniej krawędzi. Emituje on co pewien czas umiarkowanie silne rozbłyski, choć z uwagi na położenie na tarczy, nie mające większego wpływu na aktywność geomagnetyczną.

Jest to jak na razie jedyna i niewielkich rozmiarów grupa plam, która nie pozwoliła obniżyć się liczbie Wolfa do zera, ale poza nią tarcza jest niemal pusta. Aktywność plamotwórcza niezmiennie od kilku tygodni jest bliska zeru i jeśli produkcja plam wyraźnie nie ruszy, choćby na tyle na ile to możliwe w obecnym etapie cyklu, to ponownie będzie rosnąć prawdopodobieństwo wystąpienia dnia bez plam na tarczy. Na chwilę obecną dla 24. cyklu słonecznego ilość dni z czystą tarczą naszej gwiazdy przedstawia się następująco:

W bieżącym roku: 0 (stan do 7 marca)

Łącznie w 2014: 1

Łącznie w 2013: 0

Łącznie w 2012: 0

Łącznie w 2011: 2

Łącznie w 2010: 51

Łącznie w 2009: 260

Łącznie w 2008: 266

(w razie prawdopodobnych zmian w tym roku bieżąco śledzić je można na końcu podstrony Pogoda kosmiczna)

Jeśli aktywność słoneczna miałaby w rozpoczętej już pewien czas temu fazie spadkowej ulegać obniżeniu proporcjonalnie do wzrostu przed maksimum (to już moje małe rozważania) bez większych odstępstw na rzecz szybszego czy wolniejszego wygasania, niewykluczone, że ten rok przyniesie dni z czystą tarczą w liczbie podchodzącej pod ~50. To by zaś oznaczało, że dni z prawie czystą tarczą, czyli sytuacje, w których widoczny jest jeden-dwa obszary aktywne lub niewielkie plamy nie stanowiące nawet grupy, będą występować w ilości znacznie przekraczającej okolice 50 dni. Nie skończył się pierwszy kwartał, a Słońce już zdaje się to potwierdzać - wiedzą o tym wszyscy z Was, którzy amatorsko obserwują naszą gwiazdę albo ci z Was, którzy regularnie zaglądają na sąsiednią podstronę Solar Update, w której dzielę się komentarzem do bieżącej aktywności słonecznej. W chwilach wzmożonej aktywności ten komentarz aktualizuję codziennie, w lutym zaś dodałem jedynie 13 takich komentarzy. Ma to niestety ścisły związek z aktywnością słoneczną i tym, jak niewiele się dzieje z naszego punktu widzenia. Plam ubywa, atrakcyjność Słońca dla obserwatorów się zmniejsza, nie powstają obszary aktywne mogące emitować zjawiska, które przyczyniają się do rozległego występowania zórz polarnych, a tarcza coraz częściej staje się niemal pusta. Tylko w 2015 roku dni z niemal czystą tarczą mieliśmy już ponad 25, a mamy przecież dopiero początek trzeciego miesiąca.

Jeszcze dwa lata temu niesłychanym wydarzeniem było wystąpienie pełnego miesiąca bez istotnych rozbłysków - obecnie zaś zmierzamy do sytuacji, w której za wydarzenie miesiąca traktować będziemy pojawienie się choćby drobnej grupy plam, nie wspominając już nawet o występowaniu silniejszych rozbłysków czy kierowanych ku Ziemi wyrzutów koronalnych. Nie można się dziwić aktualnej ocenie heliofizyków, taki stan aktywności z uwagi na czas trwania tego cyklu jest już spodziewany coraz częściej, nie mniej jednak smutno się robi, gdy tego typu wieści ogłaszane są oficjalnie, a praktyka jednoznacznie to potwierdza.

Autorski komentarz do bieżącej aktywności słonecznej można śledzić na podstronie Solar Update.

Warunki aktywności słonecznej i zórz polarnych na żywo wraz z objaśnieniami na podstronie Pogoda kosmiczna.

Bądź na bieżąco ze zjawiskami astronomicznymi i zapleczem amatora astronomii - dołącz do stałych czytelników bloga na Facebooku lub GooglePlus.

Opracowanie własne w oparciu o dane z Marshall Space Flight Center ze stycznia 2015