Güneş döngülerini incelemek, Dünya’da nasıl daha güvenli bir gelecek yaratabilir?

1859’da, kayıtlı tarihin en yoğun jeomanyetik fırtınası olan Carrington Olayı, gece gökyüzünü o kadar parlak bir şekilde aydınlattı ki, kuşlar ötmeye başladı ve işçiler, yanlışlıkla güneşin doğduğuna inanarak işe koyuldular. O zamanlar iletişim için gerekli olan dünyanın dört bir yanındaki telgraf sistemleri, yangınlar çıktığında ve telgraf direkleri devrildiğinde başarısız olmaya başladı ve “Victoria İnterneti” kaosa sürüklendi. Neden? 10 milyar atom bombasının enerjisine sahip büyük bir güneş patlaması, Dünya’ya doğru elektrikli gaz ve atom altı parçacıklar püskürtüyordu.

USC Dornsife’da güneş enerjisi uzmanı ve fizik ve astronomi profesörü olan Edward Rhodes, “Neyse ki, o zamandan beri güneşten bu kadar güçlü bir şey almadık” diyor. “Ama şu anki endişemiz şu: Güneş gelecekte bizim hazır olmadığımız sorunlara yol açacak kadar ciddi bir olay oluşturacak mı? Şimdi her şey bilgisayar ortamında; bunun çok büyük sonuçları olacağı açık.”

1978’de USC Dornsife’a katılan Rhodes, güneşin iç yapısını ve dinamiklerini keşfetmek için jeofizikçilerin Dünya’yı incelerken kullandıklarına benzer sismik teknikleri kullanan deneysel heliosismoloji olarak bilinen güneş fiziği alanında bir öncüdür.

Rhodes, güneşin yapısının güneş aktivite döngüsündeki değişikliklere tepki olarak değişip değişmediğini anlamaya çalışıyor. Bunu yapmak için, o ve ekibi güneş lekelerini -çevrelerinden daha soğuk oldukları için daha koyu görünen, güneşin yüzeyindeki güçlü manyetik alanların gezegen büyüklüğündeki bölgelerini- inceliyorlar.

“Güneş lekelerinin sayısındaki ve güneş döngüsünün etkinliğindeki değişikliklerle ilgili tahminlerimizi geliştirebilirsek, o zaman uzay havası bilgimizi geliştirebilir ve Dünya’da neyin büyük sorunlara neden olup neyin olmadığını belirleyebiliriz. ,” diyor Rodos.

“Güneşin herhangi bir zamanda ne yaptığı konusunda döngüden döngüye hala çok fazla değişkenlik var” diyor. “Nasıl değiştiği hakkında daha fazla bilgi edinmek için bir yıldız olarak güneş hakkında temel araştırmalar yaparak, belirli bir olayın aynı aşamadaki kadar güçlü olup olmayacağını belirlemek için bu değişiklikler hakkında öğrendiklerimizi uzay havası üzerine yapılan araştırmalarla birleştirebiliriz. örneğin önceki döngü.”

Güneş döngüleri ve güneş lekeleri

Güneş döngüleri ilk olarak 1610’da, küçük kırılan teleskopunu bir kağıt veya karton yüzeye doğrultarak ve koyu güneş lekeleriyle çilli güneşin parlak diskinin üzerinde hareket etmesini izleyerek güneş lekelerini de gözlemleyen Galileo tarafından gözlemlendi. Güneşin ön yarımküresindeki birkaç noktayı gözlemledikten sonra, bazılarının kaybolup iki hafta sonra güneşin diğer tarafında yeniden ortaya çıktıklarını fark etti, bunların aynı noktalar olduğunu fark etti; güneşin diğer yüzü. Bu bilgi daha sonra Galileo’nun bu noktaların ne kadar hızlı hareket ettiğini ölçerek güneşin dönüş hızını hesaplamasını sağladı.

Ünlü İtalyan astronom ve çağdaşı İngiliz yıldız gözlemcisi Thomas Harriot, gözlemlerini güneş aktivitesinin maksimum olduğu bir dönemde gerçekleştirdikleri için şanslıydılar. Her ikisi de, 1645 ile 1645 arasında yaklaşık 70 yıl boyunca güneşin yüzeyinde çok az güneş lekesi görünürken veya hiç güneş lekesi olmadığında, güneş artık Maunder Minimumu olarak bilinen uzun bir minimum aktivite dönemine girmeden önce 35 yıllık bir zaman dilimini tesadüfen bulmuştu. 1715.

Bu dönemde, Dünya’nın Kuzey Yarımküresi biraz soğudu. Büyük kuzey Avrupa şehirlerinde buzullar genişledi, nehirler dondu ve sıcaklıklar düştü.

Yeni bir Maunder Minimumu mu?

Rhodes ve öğrencileri, güneşin başka bir Maunder Minimum’a doğru gittiği yönündeki son iddiaların doğru olup olmadığını araştırıyorlar.

Rhodes, “Güneş döngüleri üzerine yapılan çalışma, güneş üzerindeki güneş lekelerinin sayısının birkaç yıl önce zirveye ulaştığını gösteriyor” diyor. “Güneş döngüleri zayıfladıkça, Galileo ve Harriot’tan gelen güneş lekelerinden oluşan ve Maunder Minimum’a götüren bir komplo gibi görünmeye başladı.”

Rhodes, araştırma grubunun yardımıyla, 1978’de USC Dornsife’a katıldığından beri Mount Wilson 18 metrelik Güneş Kulesi’ni işletiyor. Mount Wilson’daki iki güneş teleskopundan biri, halen resmi olarak faaliyette olan tek teleskop.

Rhodes, USC Dornsife’a vardıktan kısa bir süre sonra, NASA karargahı, Güneş ve Heliosferik Gözlemevi (SOHO) uzay aracını planlayan Avrupa Uzay Ajansı ekibine katılması için ona başvurdu. Kameralarını 24 saat güneşe çevirebilen tamamlanmış uzay aracı, 1996 yılında yörüngeye girdi. Başlatılan Solar Dynamics Gözlemevi’ndeki 16 milyon piksellik yeni kamera sistemi ile değiştirilene kadar birincil uzay aracı aracı oldu. 2010 yılında

Rhodes ve ekibi, 23. Döngüyü incelemek için SOHO’dan alınan verileri kullandılar. Şimdi, Güneş Dinamikleri Gözlemevi’nde Heliosismik ve Manyetik Görüntüleme deneyi ile 24. ve 25. Döngüleri inceliyorlar. Her iki veya üç ayda bir, kısmen Stanford Üniversitesi tarafından işlenmiş yeni veriler alırlar. Rhodes’un öğrencileri, bu verileri işlemek üzere eğitildi, böylece ekip, önceki iki döngüye kıyasla bu güneş döngüsünde güneş salınımlarının frekanslarındaki bu değişikliklerin imzasının nasıl göründüğünü görebilir.

Rhodes, “Geçen yıl içinde, güneşin bu 25. güneş döngümüzde, tahmin edildiği gibi önceki döngüye göre önemli ölçüde daha zayıf olmayacağını görebiliriz” diyor. “Ayrıca, bazı uzmanların iddia ettiği gibi güneş lekelerinin uzun vadeli yokluğu 2030’ların ortalarında başlamayabilir ve yüzyıllar sonrasına kadar ortaya çıkmayabilir.”

Güneş aktivitesini iklim değişikliği ile karıştırmaktan kaçının

Rhodes, güneş aktivitesini iklim değişikliği ile ilişkilendirmeye veya yeni bir Maunder Minimum’un küresel ısınmayı dengelemeye yardımcı olabileceği sonucuna varmaya karşı uyarıda bulunuyor.

“Maunder Minimumu, Dünya’nın ikliminde değişiklikler olduğunda meydana geldiği için, eğer güneş 70 yıllık bir başka uzatılmış minimum aktiviteye girerse, insanların “Bakın, size güneşin yapmakta olduğunu söylemiştik. Rhodes, “Dünya şimdi biraz soğudu, geçmişte çok fazla güneş aktivitesi Dünya’yı ısıtıyordu ve durum böyle değil” diyor.

Güneşin genel parlaklığındaki veya toplam güneş ışınımındaki (Dünya atmosferinin tepesindeki her bir metrekareye her saniye ulaşan güneş ışığı miktarı) küçük değişiklikler bile, uzun vadeli herhangi bir farklılığa neden olmak için yeterli görünmüyor. iklim.

Şaşırtıcı bir şekilde, güneşin biraz kararmasına neden olacağı düşünülen güneş lekelerinin arttığı zamanda, toplam güneş ışınımı artar. Bilim adamları, toplu olarak, güneş atmosferinin lekesiz kısmının, güneş lekelerinin karardığından daha fazla parladığını düşünüyor.

Rhodes, “Güneş üzerinde en fazla nokta olduğunda en parlak hale gelmesi ve daha az olduğunda biraz daha sönük olması gerçeği, 70 yıl boyunca birkaç nokta olsaydı, o zaman güneşin biraz daha sönük olacağı anlamına gelir” dedi. diyor. “Uzatılmış bir Maunder Minimumu bile, insan kaynaklı ısınmayı yalnızca kısa bir süre için ve minimum düzeyde dengeleyebilir ve olay sona erdiğinde küresel sıcaklıklar hızla geri döner.”