Saules plankumi

Galilejs tos ieskicēja 1610. gadā, strīdoties ar laikabiedriem par to, kas tie vispār ir. Četrus gadsimtus vēlāk saules plankumi ir viens no vecākajiem nepārtraukti novērotajiem fenomeniem zinātnē — un joprojām vienīgais labākais vizuālais pavediens, no kurienes nāks nākamais Saules uzliesmojums vai KIM.

Kas ir saules plankumi

Saules plankumi ir pagaidu tumši plankumi uz Saules redzamās virsmas, kas ir aptuveni par 1500°C vēsāki nekā apkārtējā fotosfēra — pietiekami karsti, lai kvēlotu, bet pietiekami blāvi kontrastā, lai izskatītos melni pret gaišāku virsmu ap tiem. Tie veidojas vietās, kur magnētiskā lauka līniju kūļi izlaužas cauri virsmai un lokāli nomāc normālo konvektīvo siltuma plūsmu no apakšas, tāpēc tie ir vēsāki, nevis īsti caurumi vai traipi.

Saules plankumam parasti ir divas daļas: tumšāks centrālais umbra, kur magnētiskais lauks ir viskoncentrētākais un vertikāls, ieskauts gaišākā penumbra, kur lauka līnijas izplešas uz āru seklākā leņķī. Saules plankumi ir no maziem, īslaicīgiem porām līdzīgiem veidojumiem, kas pastāv vienu dienu, līdz pat plašām grupām, kas var saglabāties, rotējot kopā ar Sauli, vairākus saules rotācijas periodus.

To skaitīšana: saules plankumu skaits

Saules plankumus izseko, izmantojot saules plankumu skaitu (sauktu arī par Volfa skaitli pēc Rūdolfa Volfa, kurš standartizēja metodi 1848. gadā): R = k(10g + s), kur g ir atšķirīgu saules plankumu grupu skaits, s ir kopējais atsevišķu plankumu skaits, un k ir korekcijas koeficients, kas ņem vērā atšķirības starp novērotājiem un instrumentiem. Apvienojot grupu skaitu un atsevišķo plankumu skaitu šādā veidā, tiek iegūts gan tas, cik plaša ir aktivitāte, gan cik tā ir intensīva, vienā dienas skaitlī.

Tas nodrošina saules fizikai neparasti ilgu nepārtrauktu ierakstu — saules plankumu skaits tiek izsekots līdz pirmajiem teleskopiskajiem novērojumiem 1610. gadā, ilgāk nekā gandrīz jebkurš cits zinātnisks mērījums, kas joprojām tiek aktīvi izmantots mūsdienās, ko uztur Pasaules Datu centrs SILSO Briselē.

Aktīvo reģionu nosaukšana

Atsevišķas saules plankumu grupas tiek kataloģizētas NOAA kā numurēti aktīvie reģioni, apzīmēti kā AR, kam seko skaitlis (piemēram, AR3664, reģions, kas bija aiz 2024. gada maija supervētras, vai AR4366, īpaši ražīgs “uzliesmojumu rūpnīcas” reģions no 2026. gada sākuma). Numerācija vienkārši palielinās, identificējot jaunus reģionus, periodiski atsākoties, sniedzot prognozētājiem un sabiedrībai konsekventu saīsinājumu konkrēta reģiona aktivitātes izsekošanai visās dienās, kamēr tas ir vērsts pret Zemi.

Tauriņa diagramma



Uzzīmējot katra saules plankumu grupējuma platuma grādu pret laiku visā saules cikla garumā, parādās raksturīgs modelis: plankumi no izejošā cikla parādās tuvāk ekvatoram, ciklam izbeidzoties, savukārt plankumi no ienākošā cikla sāk parādīties augstos platuma grādos, dažreiz 40° vai vairāk no ekvatora, pirms tie virzās uz ekvatoru, jaunajam ciklam nobriestot. Uzzīmējot secīgos ciklos, pārklājošais modelis atgādina tauriņa spārnu rindu — līdz ar to nosaukums, ko pirmo reizi publicēja britu astronoms E. Volters Maunders 1904. gadā.

Tauriņa diagramma joprojām ir viens no noderīgākajiem vizuālajiem kopsavilkumiem, lai noteiktu, kurā posmā cikls pašlaik atrodas: vērojot, vai jaunākie aktīvie reģioni parādās augstos vai zemajos platuma grādos, var aptuveni noteikt, vai cikls tikko sākas, ir tā maksimumā vai izbeidzas.

Maundera minimums: kad saules plankumi gandrīz izzuda

Laikā no aptuveni 1645. līdz 1715. gadam saules plankumu aktivitāte sabruka līdz nelielai daļai no normālā līmeņa ilgstošā periodā, ko tagad sauc par Maundera minimumu — vislabāk dokumentētais “lielais minimums” vēsturiskajā saules plankumu ierakstā, un periods, kas sakrita ar neparasti aukstām ziemām daļās Eiropas, lai gan precīza cēloņsakarība joprojām tiek diskutēta pētnieku starpā. Pat tie retie saules plankumi, kas parādījās šajā periodā, uzrādīja neparasti šauru tauriņa modeli, koncentrējoties aptuveni 15–20° no ekvatora, nevis parastajā 28°+ diapazonā, kas raksturīgs normālam ciklam — pierādījums īpaši vājam pamatā esošajam magnētiskajam dinamo šajās desmitgadēs.

Saules plankumi, uzliesmojumi un KIM

Ne visas saules plankumu grupas ir vienlīdz iespējams izvirdt. Magnētiski vissarežģītākie reģioni — kur ziemeļu un dienvidu magnētiskās polaritātes ir cieši savstarpēji sajauktas, nevis skaidri atdalītas — ir nesamērīgi atbildīgi par lieliem uzliesmojumiem un KIM, kas detalizēti aplūkoti citur šajā vikā. Liela saules plankumu grupa automātiski nav bīstama; mazāks, bet magnētiski vairāk sapinies reģions var pārspēt daudz lielāku, vienkāršāku.

Kas ir saules plankumi?
Saules plankumi ir īslaicīgi tumši plankumi uz Saules virsmas, aptuveni 1500°C vēsāki par apkārtējo vidi, veidojas vietās, kur koncentrētas magnētiskā lauka līnijas kavē normālu siltuma plūsmu no apakšas. Tie sastāv no tumšākas centrālās umbras, ko ieskauj gaišāks penumbras apgabals.
Kā tiek aprēķināts saules plankumu skaits?
Saules plankumu skaita aprēķināšanai izmanto formulu R = k(10g + s), kur g ir saules plankumu grupu skaits, s ir kopējais atsevišķo plankumu skaits, bet k ir korekcijas koeficients novērotāju un instrumentu atšķirībām. Tas tiek nepārtraukti reģistrēts kopš 1610. gada.
Kas ir aktīvā reģiona (AR) numurs?
Aktīvā reģiona numurs ir NOAA kataloga identifikators konkrētai saules plankumu grupai, kas tiek pierakstīts kā AR, kam seko cipars (piem., AR3664). Tas prognozētājiem nodrošina vienotu veidu, kā izsekot konkrēta reģiona aktivitātei vairāku dienu garumā, tam rotējot pāri Saules pret Zemi vērstajai pusei.
Kas ir tauriņa diagramma?
Tauriņa diagramma attēlo saules plankumu platuma izmaiņas laika gaitā viena saules cikla ietvaros. Jaunā cikla plankumi parādās augstos platuma grādos un, ciklam nobriestot, virzās uz ekvatoru, veidojot spārnam līdzīgu rakstu, ko pirmo reizi 1904. gadā publicēja E. Valters Maunders.
Kas bija Maundera minimums?
Maundera minimums (aptuveni 1645-1715) bija desmitgadēm ilgs saules plankumu aktivitātes sabrukums, vislabāk dokumentētais "lielais minimums" vēsturiskajā ierakstā. Tas sakrita ar neparasti aukstām ziemām dažās Eiropas daļās, lai gan precīzs cēloņsakarības savienojums joprojām tiek diskutēts.
Vai lielākas saules plankumu grupas rada lielākus uzliesmojumus?
Ne obligāti. Vissvarīgākais faktors ir magnētiskā sarežģītība, nevis izmērs. Mazāka saules plankumu grupa ar cieši savītām pretējām magnētiskajām polaritātēm var radīt spēcīgākus uzliesmojumus nekā daudz lielāks, bet magnētiski vienkāršāks reģions.