A Max Planck Intézet kutatói 2003 novemberében, az intenzív napkitörések idején fedezték fel, hogy központi csillagunk utoljára ezer éve produkált ilyen erősségű napkitöréseket. Ez, illetve egyéb, még korábban történt intenzív naptevékenységre utaló nyomok alapján a kutatók azon kezdtek el töprengeni, hogy létezik-e bármiféle ciklikusság a Nap aktivitásában?
Vizsgálódásuk során rekonstruálták az elmúlt 11 ezer év naptevékenységét. Kiderült, hogy nyolcezer éve rövidebb időszakokban szintén hasonló intenzív napkitörések jellemezték csillagunkat. Napunk elmúlt évtizedekbeli kiemelkedő aktivitása tehát nem kirívó jelenség, a
Nap normális életciklusának egy új fázisa csupán. Központi csillagunk feltehetően néhány évtizeden belül újra „lecsillapodik”, aktivitása visszatér a normál szintre.
Kétféle ciklicitás a napfolttevékenységben
A napfoltok erős mágneses aktivitású régiók, amelyek a mélyben játszódó forró ion- és gázáramlások révén létrejövő mágneses viharok eredményei. Valamivel alacsonyabb hőmérsékletű régiók, mint környezetük, igaz, még így is több ezer Celsius fokosak. Az alacsonyabb hőmérséklet miatt sötét foltnak tűnnek a Nap fényes korongja előtt.
Múlandó jelenségek, egy átlagos napfolt mindössze néhány napig vagy hétig tart, majd felbomlik. A napfoltokból napflérek és koronakilövellések keletkezhetnek. A napfoltok gyakorisága két jellegzetes ciklicitást is mutat: egyrészt megfigyelhetők körülbelül 11 éves ciklusok, másrészt a hosszabb visszatekintő adatsorok alapján egy 88 éves ciklus is kibontakozik.
A ciklusok kialakulásának okaival még adósak a kutatók, az adatsorok alapján azonban előrejelzések már készíthetők. Ezek szerint például Napunk 2006-ban jelenlegi 11 éves ciklusán belül elérheti napfolttevékenységének minimumát, ám még így is aktívabbnak mondható, mint amilyen egy évszázaddal ezelőtt volt.
A 14-es szénizotóp keletkezése
A kozmikus sugárzás főleg igen nagy energiájú protonokból (hidrogén atommagokból) áll. A nagy energiájú proton a magas légkör egy gázatommagját felrobbantja ütközéskor, és a bomlástermékek között nagy sebességű neutronok is lesznek. Ezek a neutronok szintén létrehozhatnak magreakciót a légkör nitrogénatomjaival. A nitrogénmag 7 protonból és 7 neutronból áll. Ha a neutron kilök egy protont, és beépül a magba, akkor 6 protont és 8 neutront tartalmaz: ez a szén 14-es atomsúlyú izotópja. Minden négyzetcentiméter földfelületen átlagosan 135 új radioaktív szénizotóp képződik percenként.
A napfolttevékenységre vonatkozó előrejelzések nemcsak csillagászati jelentőséggel bírnak, hiszen a grandiózus mágneses viharokat eredményező napfoltok, sok fejtörést okoznak a távközlési és áramszolgáltató szakembereknek is. A bolygónkat ostorozó napkitörések vonzata azonban az is, hogy a mágneses viharok eltérítik a kozmikus sugárzást, így kevesebb nagyenergiájú proton éri el Földünk magas légkörét. Ennek eredményeképpen pedig kisebb mennyiségű 14-es atomsúlyú szénizotóp keletkezik.
A 14-es szénizotóp radioaktív: egy elektron és egy nagyon nehezen megfigyelhető antineutrinó kibocsátásával nitrogénné alakul vissza. A 14-es szénizotóp minden élő szervezetben megtalálható, amikor azonban egy élőlény meghal, megszűnik az anyagcsere, és a benne lévő 14-es szénizotóp elbomlik. A bomlási sebességéből megállapítható a halál időpontja.
Beszédes fák
Napunk aktivitásáról, a Földünket ért mágneses viharokról közvetve, a nagyon öreg fák évgyűrűinek 14-es atomsúlyú szénizotóp kronológiája alapján értesülhetünk. Minél intenzívebb a napfolttevékenység, annál kevesebb 14-es szénizotóp raktározódhatott el a fa aktuális évgyűrűjében.
A fákba rejtett „naparchivumok” analizálásával sikerült a naptevékenységet jól közelítő modelleket felállítaniuk a kutatóknak. Ezek alapján tudjuk, hogy így például 1650 és 1700 között szinte nem volt napfolttevékenység. Elképzelhető, hogy a sokak által “kis jégkorszakként” is aposztrofált hideg periódus kialakulása és a Nap mágneses tevékenysége között összefüggés van. Így a Nap a folttevékenység révén is befolyásolja éghajlatunkat, ám ennek bizonyítására egyelőre még kevés adat áll a kutatók rendelkezésére.
A kutatásról a Nature legfrissebb száma számolt be.
