HORISONT: Loe kuidas Päikese aktiivsuse miinimumid mõjutavad Maad
Vaatlused näitavad siiski, et Päikesest tingitud magnetnähtused Maal (peamiselt virmalised) ei läinud miinimumi sünkroonselt Päikese aktiivsusega. Hiljuti publitseeriti tulemused, mis osutavad, et ehkki need efektid Maal saavutasid miinimumi ja isegi selle sajandi suurima, juhtus see tegelikult kaheksa kuud hiljem kui Päikesel. Teadlased arvavad, et niisuguse anomaalse miinimumi tingisid päikesetuule kiirus ning sellega seotud magnetvälja tugevus ja suund.
Oma uurimistöö tagamaid selgitades ütles kõnealuse artikli põhiautor Bruce Tsurutani NASA reaktiivliikumise laboratooriumist, et ajalooliselt defineeritakse Päikese aktiivsuse miinimum päikeselaikude arvu abil. Sellele tuginedes võib väita, et aasta 2008 oli Päikese aktiivsuse miinimumaasta. Kuid vastavad geomagnetilised efektid Maal saavutasid oma miinimumi mõni aeg hiljem, aastal 2009, mistõttu otsustatigi teemat uurida.
Geomagnetilised efektid on muudatused, mida Päike põhjustab Maa magnetismis, ning neid mõõdetakse Maa pinnal asuvate magnetomeetritega. Tavaliselt on tegemist ohutute nähtustega, mille peamine tulem on virmaliste esinemine pooluste lähistel. Erandjuhul võivad need siiski põhjustada häireid elektrivõrgus või indutseerida ohtlikke elektrivoole pikkades torujuhtmetes. Seetõttu on oluline teada, kuidas geomagnetilised efektid on seotud Päikese aktiivsusega.
Päikesetuulega Maa magnetosfääri jõudva energia hulga määravad kolm faktorit: päikesetuule kiirus, interplanetaarse magnetvälja tugevus ja ka suund, sest üksnes magnetvälja lõunasuunalisest komponendist sõltub, kuivõrd päikesetuul ühendub Maa magnetväljaga ja energiat üle kantakse. Niisiis oli vaja uurida kõiki kolme faktorit.
Esiteks leidsid teadlased, et 2008. ja 2009. aastal oli planeetidevahelise magnetvälja tugevus kogu kosmoseajastu nõrgim. See asjaolu andis olulise panuse geomagnetilisse miinimumi. Kuna aga geomagnetilised efektid 2008. aastal ei vähenenud, ei saanud see olla miinimumi ainus põhjus.
Et uurida päikesetuule kiirust, kasutati NASA kosmosesondi ACE (Advanced Composition Explorer), mis asub väljaspool Maa magnetosfääri planeetidevahelises ruumis umbes 1,5 miljonit kilomeetrit Päikese suunas. ACE mõõtmistulemused näitasid, et päikesetuule kiirus püsis ka päikeselaikude miinimumi ajal suur. Vähenema hakkas see alles hiljem, korrelatsioonis geomagnetiliste efektide vähenemisega.
Järgmine samm oli uurida, mis niisuguseid päikesetuule kiiruse muutusi põhjustas. Leiti, et „süüdlane” on nähtus, mida nimetatakse koronaalaukudeks (ingl coronal hole) – Päikese välimise atmosfääri tumedamad, külmemad alad, mille keskmest väljub päikesetuul kiirusega kuni 800 km/s. Tavaliselt paiknevad koronaalaugud Päikese aktiivsusmiinimumi ajal Päikese poolustel, mistõttu Maale jõuab päikesetuul üksnes nende servadest, kust väljuva päikesetuule kiirus pole eriti suur ning väheneb veelgi tuule kosmoses hajudes.
Kuid 2007. ja 2008. aastal leidus koronaalauke mujalgi kui vaid poolustel, mistõttu olid aukude keskmed ja ka kiire päikesetuul suunatud Maa poole. Alles seejärel, kui koronaalaugud 2009. aastal taas poolustele lähemale nihkusid, hakkas Maale jõudva päikesetuule kiirus vähenema ning virmalisi nähti harvem.
Samuti näib, et koronaalaugud põhjustavad interplanetaarse magnetvälja lõunasuunalise komponendi vähenemist. Päikesetuule magnetväli ostsilleerub teel Päikeselt Maani (vastavaid fluktuatsioone nimetatakse Alfvén’i laineteks). Tuul, mis väljub aukude keskmest, fluktueerub tugevalt, sealhulgas ka selle lõunasuunaline komponent. Vastupidi on olukord augu servadelt väljuva päikesetuulega. Seetõttu on madalamatel Päikese laiuskraadidel asuvatest koronaalaukudest väljuval päikesetuulel kergem ühenduda Maa magnetosfääriga ja põhjustada geomagnetilisi efekte, samas kui kõrgetel laiuskraadidel asuvad koronaalaugud pole nii efektiivsed.
Nende kolme faktori koosmõju – madal interplanetaarne magnetväli kombineerituna koronaalaukude asukohast tingitud väiksema päikesetuule kiirusega ja väikesemate magnetiliste fluktuatsioonidega lõigi soodsa keskkonna geomagnetiliseks miinimumiks.
Teadmine, mis situatsioonid põhjustavad ja mis pärsivad Maa geomagnetilist aktiivsust, aitab niisugust aktiivsust prognoosida. Et seda efektiivselt teha, on vaja jätkuvalt uurida Päikese füüsika ja geomagnetilist aktiivsust põhjustavate faktorite seoseid.
Allikas: Jüri Ivask, Horisont
Jälgi Forte uudiseid ka Twitteris!