Zbog čega nastaju i kako djeluju solarne oluje

Iako je Zemlja jedina naseljena planeta koja omogućava život, osnova metabolizma na njoj dolazi s jedine zvijezde u našem sustavu. Sunce proizvodi svjetlosnu i toplotnu energiju te omogućava da se, baš na udaljenosti od cca 150 miliona kilometara od njega, razvije i opstaje živi svijet. Sunce predstavlja i gravitacijski centar sustava, a to znači da se sva ostala nebeska tijela okreću oko njega po elipsastoj putanji. Svakako su tu najpoznatije planete, ali to rade i komete, asteroidi te sateliti koji zajedno s planetama podliježu gravitaciji Sunca.

Sunce, iako je apsolutno najveće i najmasivnije tijelo u Sunčevom sustavu, spada u kategorije zvijezda žuti patuljak (spektralna klasa G2V). U komparaciji sa Zemljom ima 109 puta veći promjer, a čak 99,86 posto mase cijelog sustava otpada na Sunce. Interesantno je da 99 posto građe čine samo dva kemijska elementa i to ona s najmanjom specifičnom težinom. Pretvorbom vodika u helij, a to je termonuklearna reakcija fuzije, oslobađa se ogromna količina energije. Procjenjuje se da je Sunce staro pet milijardi godina i da je negdje na pola svog “života”.

Svako tijelo ima neki oblik atmosfere, ali ona koju ima Zemlja je specifična jer taj sastav omogućava život. Sunčeva atmosfera se dijeli na fotosferu, hromosferu i koronu. Sama površina Sunca, s temperaturom od 6.000 stupnjeva, zove se fotosfera (svjetlosna kugla) i čini vidljivi dio Sunca. U njoj se javljaju zone niže temperature (cca 4.500 stupnjeva) zbog čega te zone vidimo kao tamnije i nazivamo ih “Sunčeve pjege”. One su posljedica snažnog djelovanja magnetskih polja i javljaju se periodično u ciklusima od 11 godina. Promatranje Sunčevih pjega omogućava nam da utvrdimo rotaciju Sunca čiji okret oko vlastite osovine traje 30 dana.

Sunčevo zračenje

Iako su “pjege” posljedica “zahlađenja”, period kada su one mnogobrojnije i izraženije je poznat po jačem Sunčevom zračenju. Tada se između pjega formiraju “Sunčeve fakule”, koje su svjetlije i toplije. One emitiraju snažnu svjetlost i UV zračenje. Grupe fakula, poznate pod nazivom “aktivna regija”, nastaju koncentracijom linija magnetskog polja. One su “krivci” zbog čega Sunce, kada bi trebalo da mu je površina “hladnija” zbog učestalosti pjega, emitira mnogo jače zračenje.

Drugi dio Sunčeve atmosfere je hromosfera (obojena kugla). Njen crveni prsten vidimo samo u periodu pomračenja Sunca jer fotosfera svojom svjetlošću to onemogućava. U njoj se javljaju plamenovi gasa kao “vatroskoci” naziva protuberance. One su često povezane s velikim eksplozijama koje se događaju u ovom dijelu Sunčeve atmosfere. Na taj način nastaju “Sunčeve baklje”. U njima se “plazma” zagrijava na desetke miliona stupnjeva te se elektroni, protoni i teži ioni kreću ogromnim brzinama koje su veoma blizu brzine svjetlosti. Sunčeve baklje proizvode jako elektromagnetno zračenje, a većina njih nastaje oko Sunčevih pjega u kojima je najjače magnetsko polje.

Treći dio Sunčeve atmosfere je korona (kruna). To je vanjski dio koji predstavlja plazmu koja se polako kreće u Svemir u obliku “Sunčevog vjetra”. Korona je vidljiva samo u periodu pomračenja sunca kada je vidimo kao “prsten” ili “krunu” oko Mjesecom zaklonjene fotosfere. Korona je mnogo toplija, ali i mnogo rjeđa od fotosfere. U periodu kada je Sunce “mirno”, korona je raspoređena samo u ekvatorijalnom prostoru Sunca. U periodu jače aktivnosti, koja se događa svakih 11 godina, korona je ravnomjerno raspoređena po svim prostorima Sunca. S obzirom na aktivnost ona je najispupčenija u prostoru na kojem se javljaju Sunčeve pjege.

Geomagnetska oluja

Plazma koju izbacuje Sunčeva atmosfera odlazi od njega u obliku “Sunčevog vjetra”. On se sastoji od protona i elektrona. Ovaj “vjetar” je uglavnom građen od ioniziranog vodika (95 posto) te doseže ogromne brzine i predstavlja uzrok brojnih pojava kao što su “aurora borealis” i “aurora australis”, ali i vidljivost repova kometa koji su uvijek okrenuti od Sunca. Inače, komete u njihovom putovanju vidimo samo kada su blizu Sunca.

Najzanimljivija pojava koja se javlja kao posljedica Sunčevog vjetra je oblik Zemljine magnetosfere. Takvo magnetno polje značajno utiče na neke prilike na planeti. Nivo ionizacije i radio-smetnje se pojačavaju nekoliko stotina puta. Zbog toga što snažno ometa Zemljinu magnetosferu, ovu pojavu zovemo i “geomagnetska oluja”. Upravo jaka Sunčeva aktivnost, popraćena “bakljama” i “Sunčevim vjetrom”, nekoliko dana utiču na Zemljino magnetsko polje. Posljedica ovog stanja je povećanje elektromagnetskog zračenja atmosfere. Zbog toga se javlja otklon magnetne igle u kompasu, smetnje u kratkovalnim komunikacijama, kvarovi električnih vodova i nestanak električne energije, prestanak rada komunikacijskih satelita i brojne druge aktivnosti.

Prva “geomagnetska oluja” i njen uzrok su zabilježeni 1859. godine, kada je samo 18 sati nakon uočavanja Sunčevih pjega, došlo do električnog kvara kod telegrafskih operatora. Kao posljedica tog djelovanja zabilježeni su i brojni požari. Ova oluja je poznata pod nazivom Carringtonova koji je istu evidentirao. U novijoj prošlosti je zabilježena oluja iz marta 1989. godine kada je u kanadskom Quebecu nekoliko miliona ljudi ostalo bez električne energije. Geomagnetne oluje imaju negativne posljedice na čovjeka jer te visokoenergetske čestice oštećuju kromozome. Primjetno je da ptice, koje imaju biološki kompas u obliku minerala magnetita, gube navigacijske sposobnosti u periodu oluja.

‘Sunčev ciklus’

Velike probleme geomagnetske oluje izazivaju kod GPS-a te ometaju navigaciju brodova i aviona. Zanimljivo je da takvo djelovanje kvari i umjetne satelite jer se zagrijava i povećava svoju zapreminu vanjski sloj atmosfere – ionosfera. Postoji i ljestvica kojom se mjeri intenzitet geomagnetskih oluja od G1 do G5. Ovih dana na Zemlju je djelovala oluja jačine G4, koja izaziva probleme s kontrolom napona i iznimno komplicira praćenje satelita.

Posljednja oluja jačine G5 se dogodila 2003. godine kada su bez struje ostali Švedska i veći dio Južne Afrike. Svaku pojavu ovog tipa prate i “aurore” na sjevernoj i južnoj polulopti. Prema novim znanstvenim istraživanjima i praćenju “tragova u ledu”, utvrđeno je da se maksimalne geomagnetske oluje javljaju svakih 500 godina.

Sunce je osnovni izvor energije koja je potrebna za život na planeti. Njegova svjetlost je osnova fotosinteze i nastanka kisika bez kojeg bi život na Zemlji bio nemoguć. Uprkos svim pozitivnim osobinama, povremena djelovanja Sunca mogu se negativno odraziti na život na Zemlji. Jedno od takvih je ovaj “Sunčev ciklus” zbog kojeg se javljaju zatamnjenja u obliku pjega, a sekundarno jak Sunčev vjetar koji 150 miliona kilometara daleko od Sunca ostavlja neke “tragove” na Zemlji – tek toliko da nas podsjeti koliko smo mali.