AR4000 i nowe rozważania o przyszłości 25. cyklu słonecznego

Aktywność słoneczna po kilkunastu dniach spokoju powróciła do umiarkowanych poziomów. Najsilniejszym zjawiskiem w tygodniu był umiarkowanej siły rozbłysk klasy C8.1, którego maksimum nastąpiło 19 lutego o godz. 23:45 UTC (20.02, 00:45 CET). Źródłem rozbłysku był drobny obszar aktywny AR3991 znajdujący się wówczas w południowo-zachodniej części tarczy, już pewien czas po zaniknięciu. Rozbłysk, choć niewygórowanej energii, powiązany był z emisją radiową typu II (553 km/sek.) i uwolnieniem koronalnego wyrzutu masy (CME) o maksymalnej prędkości 496 km/sek. wg systemu CACTUS.

Z uwagi na umiejscowienie regionu 3991 w momencie rozbłysku i niewygórowaną rozpiętość CME, erupcja w znacznej większości skierowana została na zachód od linii Słońce-Ziemia. Istnieje niewielka szansa na dotarcie do Ziemi północno-wschodniej skrajnej flanki tego CME lub co bardziej prawdopodobne, wejście Ziemi w strumień wiatru ciągnący się bezpośrednio za CME przy całościowym rozminięciu z wyrzutem. Zarówno jeden jak i drugi scenariusz rodzą szanse na odnotowanie pewnych zaburzeń w napływającym wietrze słonecznym - niekoniecznie w formie "podręcznikowego" impaktu jak przy CME skierowanych wprost ku Ziemi -  i być może jakiegoś rozwoju aktywności geomagnetycznej, choć nawet jeśli, nie powinien on być znaczący. Zaktualizowany model WSA-Enlil agencji SWPC sugeruje możliwość napływu nieco gęstszego wiatru na poziomie około 15 protonów/cm³ w wieczornych godzinach 23.02 bez wyraźnego skoku prędkości, z niemal zupełnym rozminięciem wyrzutu z Ziemią. O ile jednak udałoby się Ziemi załapać na skrajną flankę CME, zawsze może istnieć szansa, że pole magnetyczne w tym sektorze wiatru okaże się wystarczające do choćby niewielkiego wzburzenia warunków i zaowocowania subtelnymi zorzami polarnymi rejestrowalnymi metodą fotograficznych obserwacji. SWPC oficjalnie nie prognozuje burzy magnetycznej w związku z tym CME.

 

Po lewej: rozwój obszarów aktywnych AR3996 i AR3998 obecnie znajdujących się na wprost Ziemi i posiadających zdolność emisji rozbłysków klasy M. Credit: SDO. Po prawej: tarcza słoneczna - stan na 21.02.2025 r. Sprawca rozbłysku klasy C8.1 z 19.02 już zanikł, ale zamiast tego widoczne są dwa nowe obszary aktywne: AR4000 oraz grupa wyłaniająca się zza północno-wschodniej krawędzi. AR4000 zdążył już w piątek wytworzyć dwa umiarkowanie silne rozbłyski klasy M3.3 i M1.4, jak na razie bez CME. Credit: SDO.

  

Po lewej: moment rozbłysku klasy C8.1 z 19.02, któremu towarzyszył CME o głównie południowo-zachodnim ukierunkowaniu. Długość fali 131 angstremów. Credit: SDO. Po środku: CME po rozbłysku klasy C8.1 - pomimo nieodległego położenie względem centrum tarczy, erupcja nie okazała się zbyt rozległa i większość uwolnionego materiału rozminie się z Ziemią. Credit: SOHO/LASCO C3. Po prawej: model WSA-Enlil w aktualizacji z 20.02 sugeruje rozminięcie CME z Ziemią i napływ nieco gęstszego wiatru ciągnącego się bezpośrednio za wyrzutem w wieczornych godzinach 23 lutego. Taka zmiana ma niewielkie szanse na wzburzenie aktywności geomagnetycznej, chyba, że właściwości pola magnetycznego wiatru słonecznego okażą się wystarczające. Credit: SWPC.

Z początkiem ostatniego już lutowego weekendu na tarczy słonecznej znajduje się 9 obszarów aktywnych, z czego trzy grupy plam są zdolne do emisji silniejszych zjawisk. To obszary 3996 i 3998 osiągające dziś centralny południk nieco na południe od ścisłego centrum tarczy i zwrócone bezpośrednio w stronę Ziemi oraz obszar 4000, który już korzysta ze swojego potencjału i do chwili publikacji tego tekstu wytworzył dwa rozbłyski klasy M: pierwszy klasy M3.3 z maksimum o 12:15 UTC i krótko po tym drugi - M1.4 o 14:35 UTC. Cała trójka tych regionów posiada pole magnetyczne typu beta-gamma i zdolność emisji rozbłysków klasy M, zatem w razie wystąpienia w ten weekend zjawisk erupcyjnych z któregokolwiek z tych obszarów, ewentualne CME będą miały szansę na skierowanie bezpośrednio w stronę Ziemi. AR4000 wydaje się tu mieć największy potencjał dla takich zjawisk, gdyż w przypadku dwóch pozostałych grup ich rozwój nie przekłada się jak dotąd na wzrost aktywności rozbłyskowej.

AR4000 - otwieramy nowe tysiąclecie "tysiąc-plamie"

Zarazem z początkiem weekendu lutego domyka się kolejny tysiąc uformowanych obszarów aktywnych (w przybliżeniu, to jest uwzględniając fakt niezliczania niektórych grup po niewidocznej z Ziemi stronie Słońca jak i więcej, niż jednokrotnym nadawaniu numeracji tej samej grupie w razie jej dłuższej żywotności). 21 lutego na tarczy słonecznej oznaczony już został obszar aktywny AR4000 otwierający następny tysiąc w oficjalnej numeracji formowanych plam, co stanowi dobrą okazję do spojrzenia w przeszłość i małego porównania tempa zmian aktywności plamotwórczej w tym właśnie ujęciu.

Choć wygląda na razie niepozornie - już wygenerował dwa rozbłyski klasy M w ciągu niespełna trzech godzin. Obszar aktywny AR4000 otworzył 21 lutego 2025 roku nowy tysiąc w oficjalnym oznaczaniu produkowanych grup plam po 2 latach, 9 miesiącach i 26 dniach (1031 dni). Credit: SDO

Obszar aktywny AR3000 powitaliśmy na tarczy słonecznej 26 kwietnia 2022 roku - oficjalnie oznaczenie uzyskał wprawdzie dzień później, ale sama jego widoczność rozpoczęła się jeszcze wspomnianej daty. Oznacza to, że na wyprodukowanie tysiąca kolejnych regionów aktywnych Słońce potrzebowało niemal 3 lata (bez nieco ponad dwóch miesięcy), dokładnie 2 lata, 9 miesięcy i 26 dni. Na przestrzeni tego okresu nadeszło Słoneczne Maksimum, które w szczególnie namacalnym wydaniu dało się we znaki w roku 2024 - tak w maju za sprawą aktywności rozbłyskowej zapewniającej nam więcej wysoce energetycznych rozbłysków klasy X, niż przez cały rok 2023, ze skrajną pogodą kosmiczną uwzględniającą pierwszą od 23. cyklu słonecznego burzę magnetyczną kategorii G5 jak i w sierpniu z najwyższą produkcją plam od 23 lat.

Poprzedni tysiąc grup - oznaczonych w zakresie od obszaru aktywnego AR2000 do AR2999 to okres wynoszący aż 8 lat, 1 miesiąc 20 dni, zachodzący od 7 marca 2014 roku do 25 kwietnia 2022 roku. W tym okresie doszło zarówno do drugiego szczytu 24. cyklu jak i do najgłębszego od stulecia Słonecznego Minimum, podczas którego w latach 2017-2019 zaobserwowaliśmy aż 607 dni z pozbawioną plam tarczą słoneczną i zerową dzienną liczbą Wolfa. Z jednej strony aż 8 lat na tysiąc plam (AR2000-2999), z drugiej - niespełna 3 lata (AR3000-3999). To duża różnica spowodowana wyraźnym kontrastem między sytuacją z okresu minimalnej aktywności słonecznej rozdzielającej 24. i 25. cykl, ale zarazem dobry moment by zastanowić się ile potrwa domknięcie rozpoczętego dziś nowego "tysiąc-plamia".

Patrząc na dokonania Dziennej Gwiazdy na przestrzeni większości dotychczasowego przebiegu 25. cyklu aktywności wydaje się mało prawdopodobne, by przed końcem tego cyklu nie udało się domknąć dziś rozpoczętego tysiąca kolejnych grup, tak jak miało to miejsce w 24. cyklu. W poprzednim cyklu plam w analogicznym etapie cyklu było zauważalnie mniej - okres między uformowaniem obszaru AR1000 i AR1999 trwał ponad 5,5 roku (dokładnie 5 lat 230 dni, od 19 lipca 2008 do 6 marca 2014 roku), kiedy to kończyło się poprzednie, głębokie minimum po 23. cyklu, ale też zachodziła pierwsza połowa 24. cyklu wraz z jego pierwszym szczytem w roku 2011.

Tempo przyrostu plam było jak widać o wiele mniej dynamiczne, a rozpoczęcie 7 marca 2014 roku nowego "tysiąc-plamia" (AR2000) tuż po drugim szczycie 24. cyklu stanowiło zupełnie inny punkt wyjścia w perspektywie fazy opadającej cyklu, gdy zmierzamy ku następnemu minimum. Obecnie, nawet w razie zachodzenia sytuacji najmniej komfortowej z perspektywy miłośników tematu, tj. ewentualnego rozpoczynającego się wyjścia z maksimum - co jest raczej mało prawdopodobne, o czym w dalszej części rozważań - zjazd zaczynalibyśmy od znacznie wyższego poziomu w produkcji plam, niż po drugim szczycie 24. cyklu; poziomu, który ze sporym zapasem powinien nas uchronić od sytuacji, w której zaczęte dziś nowe "tysiąc-plamie" domknie się dopiero w 26. cyklu.

Powstanie AR5000 bardziej należałoby zakładać w trakcie zaawansowanej fazy opadającej bieżącego cyklu, gdyby spadek produkcji plam stał się z biegiem lat gwałtowniejszy. Innymi słowy, biorąc pod uwagę, że w tym roku osiągamy mniej więcej półmetek 25. cyklu (abstrahując od wahań między cyklami aktywności słonecznej i przyjmując średnią długość cyklu na 11 lat), musielibyśmy mieć wyjątkowego pecha, aby następny tysiąc kolejnych obszarów aktywnych otworzyć dopiero w następnym cyklu. Słońce w dalszej części fazy opadającej musiałoby spowolnić produkcję plam dosłownie na skalę z ostatnich dwóch minimów, a to po dotychczasowym postępie 25. cyklu nie wydaje się zbyt prawdopodobne - choć z jednej strony za 3-4 lata jest niezerowe ryzyko, że mogą nadejść zmiany równie zaskakujące in minus, jak te korzystne z minionych 2-3 lat, a z drugiej - nawet intensywniejszy 23. cykl z dwoma szczytami w 2000 i 2002 roku nie przeszkodził w nadejściu najgłębszego wówczas od stulecia minimum, kiedy w latach 2007-2009 mieliśmy 679 dni bez plam na tarczy słonecznej.

AR4000-4999: Czy ten tysiąc też domkniemy w mniej, niż 3 lata?

Dziś taka perspektywa o nieukończeniu w tym cyklu produkcji rozpoczętego właśnie nowego tysiąca plam może wydawać się odległa, zwłaszcza gdy sobie uzmysłowimy, że dla 500 ostatnich obszarów aktywnych wystarczył okres nieco ponad roku (listopad 2023 - luty 2025). W optymistycznym scenariuszu - zakładającym utrzymanie dotychczasowej produkcji plam i realny przed nami drugi szczyt - 500 nowych obszarów powinniśmy domknąć około III kwartału 2026 roku. W skrajnie optymistycznym - gdyby drugi szczyt nadchodził i miał okazać się aktywniejszy od pierwszego w roku 2024 - jeszcze wcześniej. Gdyby jednak 25. cykl nie miał już przynieść wyższej produkcji plam ponad tą obserwowaną w roku 2024, to utrzymanie choćby porównywalnej, czy nawet niższej (w jakiejś rozsądnej skali) aktywności plamotwórczej wciąż powinno zapewnić nam wejście w kolejny tysiąc grup jeszcze około roku 2028, a to wciąż nie będzie zupełny finał tego cyklu.

 

Po lewej: liczby Wolfa wygładzone 13-miesięczną średnią ruchomą w odniesieniu do produkcji plam na poszczególnych półkulach Słońca. Zielonym kolorem oznaczone są okresy, w których liczba plam na północnej półkuli przewyższa ilość plam na półkuli południowej; czerwonym kolorem - przewaga południowej półkuli w produkcji plam nad półkulą północną. Na obecnym etapie 25. cyklu mamy niepewną sytuację: z jednej strony większość plam w najaktywniejszym jak dotąd 2024 roku formowała się na południe od słonecznego równika, co mogłoby stwarzać szansę na nadchodzenie drugiego szczytu, który unaoczniłby się na półkuli północnej. Z drugiej strony w latach 2021-2023 przeważała półkula północna, a w połowie 2023 roku wystąpił okres, który wówczas sprawiał wrażenie pierwszego szczytu cyklu, lub przynajmniej wyraźnie aktywniejszego etapu fazy wzrostowej. Gdyby jednak było to pierwsze maksimum, to szansa na jeszcze aktywniejsze Słońce w następnych latach będzie już niewielka, bo drugi szczyt w takim przypadku dotyczyłby któregoś okresu (być może sierpnia) 2024 roku. Credit: SIDC/SILSO. Po prawej: postęp 25. cyklu słonecznego - stan po styczniu 2025 r. Na wykresie uwzględnione 3 okresy szczególnie nas interesujące w kontekście rozważań w dzisiejszym tekście. Czerwonym obszarem uwypuklony jest okres, w którym najpewniej wyznaczona zostanie najwyższa lub jedna z dwóch najwyższych wygładzonych miesięcznych liczb Wolfa i główne (lub jedno z dwóch) maksimum cyklu. Średnia miesięczna liczba Wolfa w sierpniu 2024 roku wyniosła 216 będąc najwyższą od 23 lat, co ma wysokie szanse wyznaczyć okres ścisłego szczytu 25. cyklu. Pytanie - czy szczytu pojedynczego czy jednego z dwóch, a jeśli jednego z dwóch - to jako pierwszego, czy już drugiego. O tym, że był to drugi szczyt cyklu świadczyć może pik aktywności w połowie roku 2023, który objawił się na północnej półkuli słonecznej w przeciwieństwie do aktywności w roku 2024. Niewiadomą jednak pozostaje okres pierwotnie prognozowany jako czas słonecznego maksimum w oficjalnej prognozie NASA/NOAA - a więc rok 2025. Prognoza została dawno wyprzedzona i znacznie przekroczona tak co do wygładzonych jak i średnich miesięcznych liczb Wolfa, a krótkotrwałe wzmożenie produkcji plam w połowie 2023 roku nie musi przesądzać, że był to już pierwszy szczyt - wygładzona liczba Wolfa w tym okresie wynosząca 125,3 (krzywa fioletowa) będąca głównym wskaźnikiem określenia etapu cyklu słonecznego jako odporna na krótkoterminowe wahania średnich miesięcznych nie przypomina sygnatury typowej dla słonecznego maksimum. Gdyby to był pierwszy szczyt 25. cyklu - trzeba by go uznać za wysoce niewyraźny. Na razie wydaje się to mało prawdopodobne, dlatego bardzo interesującym będzie co Słońce zaprezentuje nam w najbliższych kilkunastu miesiącach. Oprac. na podst. danych SWPC.

Wiele zależy od tego, czy rzeczywiście stoimy przed perspektywą drugiego maksimum, jakie miałoby się uwidocznić tym razem na północnej półkuli słonecznej, czy też szczyt cyklu okaże się pojedynczy i to co miałoby nas czekać to już wyłącznie wygasanie aktywności po wydarzeniach z 2023 i zwłaszcza 2024 roku. Większość dotychczasowej aktywności plamotwórczej zachodziła w tym cyklu na południowej półkuli. Najgorszym scenariuszem mogłaby okazać się perspektywa minięcia już dwóch szczytów, przy czym pierwszym byłby okres przełomu I i II półrocza 2023 roku (wówczas wyraźniej dominowała aktywność słoneczna na północnej półkuli), a drugim - którym byłby okres II i III kwartału 2024 roku, z dominacją półkuli południowej.

Taki pesymistyczny scenariusz mógłby być prawdopodobny o tyle, że już przyniósłby prawidłowość obserwowaną w wielu ostatnich cyklach: podwójne maksimum z silniejszym drugim szczytem i wyraźną desynchronizacją w czasie szczytu produkcji plam między półkulą północną a południową. Asymetria w szczycie aktywności między obiema półkulami słonecznymi, polegająca na indywidualnym osiąganiu maksimum przez każdą z półkul w wyraźnej rozbieżności czasowej wynikającej z różnego tempa i skali zmian w globalnym polu magnetycznym Słońca, stałaby się obecna także w 25. cyklu między połową roku 2023 a połową 2024 roku i tak jak w wielu innych cyklach jeden szczyt aktywności plamotwórczej byłby oddzielony o kilka do kilkunastu miesięcy od drugiego.

Z drugiej strony duża ilość plam w połowie 2023 roku mimo ich produkcji na północnej półkuli i następującym później wyciszeniu, zachodziła na wysokich szerokościach heliograficznych, a więc jeszcze wyraźnie odległych słonecznemu równikowi w porównaniu do plam obserwowanych w okresach słonecznych maksimów. Możliwe tedy, że drugi szczyt cyklu wciąż ma szansę być przed nami, podczas gdy okres połowy 2023 roku byłby co najwyżej przejściowym etapem nieco bardziej wyróżniającej się aktywności plamotwórczej w ramach fazy wzrostowej 25. cyklu przed dopiero pierwszym szczytem w roku 2024. Taki bardziej optymistyczny scenariusz mogą potwierdzać: 1)  stopniowo rosnąca od kilku tygodni ilość plam i rozbłysków na północnej półkuli, 2) często bliższe ich położenie względem równika w porównaniu do roku 2023, a przede wszystkim 3) wciąż bardzo silne globalne pole magnetyczne Słońca w roku 2023, które dopiero kilka miesięcy temu zbliżyło się do "wyzerowania" i przebiegunowania następującego w bezpośredniej bliskości słonecznego maksimum (około +/-6 miesięcy), które wraz z ponownym wzrostem i odwróconą polaryzacyjną w najbliższych miesiącach powinno skutkować wzmożeniem aktywności słonecznej, tym razem na północnej półkuli.

Do tej pory przez większość mającego już 5 lat 25. cyklu słonecznego nasza Dzienna Gwiazda zaskakiwała pozytywnie tak pod kątem obserwacji okazałych grup plam, ich liczebności momentami dwukrotnie wyższej od oficjalnie prognozowanej, jak i pod kątem ilości wystąpień zorzy polarnej nad Polską, mającej miejsce nie tylko w trakcie "pełnoprawnych" burz magnetycznych, ale i okresach przejściowej niestabilności w magnetosferze (Kp=4) poniżej progu słabej burzy. Miejmy więc nadzieję, że drugi szczyt 25. cyklu nadal jest przed nami, jak i że faza opadająca cyklu mimo naturalnej na takim etapie wygasającej produkcji plam wciąż będzie dostarczać wiele zjawisk jak najbardziej oddalających w przyszłość myślenie o widokach i statystykach towarzyszących słonecznym minimom.

Komentarz do bieżącej aktywności słonecznej - podstrona Solar Update

Warunki aktywności słonecznej i geomagnetycznej wraz z objaśnieniami nt. interpretacji danych dostępne na podstronie Pogoda kosmiczna

Powiązane:
Postęp 25. cyklu aktywności słonecznej: stan po IV kwartale 2024 + podsumowanie roku
Testowe udostępnienie zdjęć koronografu CCOR-1 na satelicie GOES-19
Nowa prognoza 25. cyklu aktywności słonecznej i rozważania na jakim etapie cyklu jesteśmy
Prognoza 25. cyklu aktywności słonecznej (grudzień 2019)

  f    t    yt   Bądź na bieżąco z tekstami, zapowiedziami, alarmami zorzowymi i wiele więcej - dołącz do stałych czytelników bloga na Facebooku, obserwuj blog na X (Twitter), subskrybuj materiały na kanale YouTube lub zapisz się do Newslettera.