Úgy hisszük, több szempontból is emlékezetes év lehet 2013 - hogy mást ne mondjunk, ez lesz az éppen folyamatban lévő, sorrendben 24. napciklus legaktívabb esztendeje. Igaz, a mostani ciklus eddig nem éppen a különleges űridőjárási események miatt híresült el, de mint hamarosan látni fogjuk, ezt egyáltalán nem kell sajnálnunk. Arra azonban nem vennénk mérget, hogy a következő hónapokban sem produkál semmi olyat Napunk, ami belénk fagyasztaná a szuszt - s mindez nem is állapotának kivételesen veszélyes volta, hanem éppen hogy technikai civilizációnk sérülékenysége, a csillag nem kívánt hatásainak való kitettsége miatt lehet kritikus hatású.
Kisült-e már
Nem új felfedezés, hogy a Nap állapotának változása hathat a földi viszonyokra - csillagászok a XVIII. század óta tisztában vannak azzal, hogy a napfolttevékenység és, mondjuk, a sarki fény intenzitása között szoros kapcsolat mutatható ki. A XIX. századtól sikerült feltárni a napfoltok gyakorisága által kijelölt, körülbelül 11,2 év hosszú ciklusokat, melyek megszabják azt is, hogy milyen sűrűn fordulnak elő és mennyire súlyosak az ionoszféra és a Föld mágneses mezejének anomáliái, és mikor számíthatunk a legnagyobb valószínűséggel földi mágneses viharokra. S ahogy mind több, a Napot pásztázó, kutató műholdat küldünk fel (hogy csak a legifjabbat, a 2010 februárjától működő SDO Nap-obszervatóriumot említsük), úgy lesz egyre nyilvánvalóbb, milyen bonyolult folyamatok vezetnek a flerek és más napkitörések létrejöttéhez. (Bővebben: Ébredező csillag, Magyar Narancs, 2010. július 22.)
A mostani napciklus "papíron" már 2008-ban elkezdődött, ám valójában a Nap csendesnek mutatkozott 2009 nagy részében is - az igazi szoláris tűzijáték pedig csak 2010 első hónapjaiban indult be. Ennek főszereplői az úgynevezett flerek, melyek a naplégkör egy kis részének igen gyors felfényesedései (angolul: flare) mindenekelőtt az elektromágneses spektrum röntgentartományában, s emellett gamma-, ultraibolya és mikrohullámú sugárzásuk révén is detektálhatók. A látható tartományban fényt kibocsátó, úgynevezett fehér flerek igen ritkák - az elmúlt 150 évben mindössze 100 ilyen észlelés történt, ezek fele is az utóbbi évek fejlett űrobszervatóriumai segítségével. A részleteiben még nem is tisztázott mechanizmus révén (legnagyobb valószínűség szerint a Nap mágneses tere szerkezetének egyszerűsödése, energiacsökkenéssel járó átkötődése miatt) keletkező flerek amúgy is tipikusan egyes napfoltokhoz köthetők: ezek maguk is a Nap mágneses mezejének változásai miatt jönnek létre, bár a nagyobb energiájúak gyakorta 2-3 évvel a napfoltmaximum után fénylenek fel. Ami a földi viszonyok szempontjából érdekes, hogy a flerek kialakulását kísérő, elképesztő energiákra szert tevő, sokszor 30-40 millió fokra hevülő plazmanyalábok olyan sugárzás- és részecskeözönt zúdítanak a világűrbe, ami veszélyes is lehet ránk nézve. Feltéve persze, hogy pont telibe találja a Földet - például, mert valamelyik aktív napfolt éppen "felénk néz". A flereket éppen ezért a kibocsátott röntgensugárzás maximuma szerint szokták osztályozni. A legnagyobb energiájúak és egyben legveszélyesebbek az X osztályú felfénylések - ezekhez még külön, számmal jelölt szorzó is tartozik.
A már említett röntgen- és más spektrumokban kibocsátott sugárzás, mely az óriási energiájú, gerjesztett plazmából indul ki, természetesen fénysebességgel utazik - éppen ezért a felfénylés után 5-10 perc alatt ide is ér. De gyakorlatilag ugyanilyen gyorsan érkeznek meg azok a nagy energiájú, töltött részecskék (protonok, elektronok), melyeket közel fénysebességre gyorsít fel a flerek keletkezéséhez vezető folyamat. Ezeket az irányított anyagnyalábokat persze csak akkor lehet észlelni, ha éppen az irányukba esik a detektáló felszín, például a Föld. Ezenfelül persze még további konkrét napanyag is kilökődhet az űrbe, s a napszél révén napok alatt - ha a fler felgyorsítja, akkor egy napon belül! - eljuthat hozzánk. Ám az efféle napkitörések csupán a leglátványosabb, úgynevezett eruptív flerekhez köthetők (s ezek még más egzotikus napviharjelenségekkel is összekapcsolódnak), s mint látni fogjuk, ennél kevesebb is elég, hogy galibát okozzon. A nagy energiájú sugárzás - és ha pont felénk irányul, akkor az irányított részecskenyaláb - már magában is elég gondot jelent a felső légkör magasságáig. Egyrészt károsíthatja a műholdakat, másrészt veszélyeztetheti az űrhajósok és a magasabb légkörbe repülő pilóták egészségét. Ezenfelül a sugárzás és persze a nagy energiájú részecskék reagálnak a légkör legfelső rétegével, a pontosan efféle kozmikus karambolok révén újratermelődő ionoszférával, eközben jelentősen meg is vastagítják, ami mind a rádiókommunikációt, mind a radarok működését megzavarhatja. Erről a felületről ugyanis visszaverődnek a rádióhullámok és a mikrohullámú sugárzás - csak éppen nem mindegy, hogyan. Ha már konkrét napanyagfröccs is érkezik a Nap felől, annak kiterjedtebb hatásai is lehetnek. A kidobott plazma ugyanis a földi mágneses mezőbe ütközve mágneses vihart okozhat. Ehhez a vizsgálatok szerint pusztán az szükségeltetik, hogy az anyaghullám mágneses mezeje, azaz a bolygóközi mágneses felhő polaritása ellentétes legyen a földiével. E, meglehet, múló jellegű mágneses háborgás megzavarhatja a navigációt, megbolondíthatja az iránytűket, ráadásul a változó mágneses tér áramot indukálhat a vezetékekben - erősebb mágneses vihar esetében itt, a Föld felszínén is. Márpedig erre volt példa azóta is, hogy az emberiség ennyire rabja a gyenge- és erősáramú elektromosságnak. Már az utóbbi évszázadok legerősebb földi mágneses vihara, az 1859. szeptemberi is sok kárt okozott, pedig akkor még csak távíróvezetékek működtek.
Sarki lámpák fénye
Akadnak ennél kellemesebb, de leginkább esztétikusabb hatásai is egy Földünket ért részecskezápornak. A nagy energiájú töltött részecskék ugyanis reagálnak a bolygónk mágneses védelmi rendszereként is fungáló, töltött részecskékkel teli Van Allen-övekkel, sőt ezek erővonalai mentén pörögve az északi és a déli mágneses pólus mentén bejuthatnak a felső légkörbe, amelyből ionizált sugárzást csalogatnak elő. Ezt hívják sarki fénynek, s a kontinensek elhelyezkedése miatt leginkább Észak-Amerikában, főleg Alaszkában és Kanadában, Észak-Oroszországban és Skandináviában figyelhető meg. A mágneses északi és déli pólus azonban nem egyezik meg a forgástengely pozíciója által kijelölt sarkokkal, és az előbbiek amúgy is folyton változtatják a helyüket. Ezért van az, hogy a Budapesttel azonos földrajzi szélességen elhelyezkedő Seattle-ben sajnos sokszorta gyakoribb az északi fény (aurora borealis), mint nálunk. Magyarországon (és más alacsonyabb földrajzi szélességű területeken) pontosan az erősebb mágneses viharok esetén nagyobb az auróraesemények bekövetkeztének esélye - ekkor a bolygóközi mágneses felhő plazmajellegű anyaga behatol a Föld magnetoszférájába, és jelentősen megnöveli a töltött részecskék számát.
A fenti hatások miatt érdemes gondosan figyelni mind az egyszerűbb flereket, mind a nagyobb mennyiségű napanyag-kilökődéssel járó folyamatokat - gondoljunk csak arra, hogy ha még egyszer bekövetkezne egy, az 1859-eshez hasonló mágneses vihar, akkor már nemcsak a távíróvezetékekben keletkeznének kóboráramok, hanem minden berendezésünkben, egész háztartásunkban. S bár az efféle viharok elvileg csak 500 évente fordulnak elő, nem kell lebecsülni a kisebbeket sem. Pláne, hogy a napkutató asztrofizikusok menet közben, pontosan a mérések alapján legalább két másik folyamatot is tisztáztak, melyek nagy mennyiségű napanyagot indíthatnak a Föld felé. Ilyenek mindenekelőtt az úgynevezett koronakidobódások (CME-k), melyek szintén a Nap mágneses mezejének instabilitása miatt (ám nagy energiájú flerek létrejötte nélkül) keletkeznek, s plazmaanyaguk a már méltatott s a földi mágneses védőburokkal is kölcsönhatásba lépő bolygóközi mágneses mezővé alakulva érheti el Földünk környezetét - ha nem is percek, de általában napok alatt. És efféle napanyagforrások lehetnek az úgynevezett koronalyukak is, melyek aktivitása érdekes módon ellentétes a napfoltaktivitással, vagyis működésükhöz éppen a Nap mágneses mezejének nyugalomba jutása szükségeltetik. A koronalyukak színe (a napfoltokéhoz hasonlóan) szintén sötétebb környezetüknél - ami arra utal, hogy a Nap mágneses mezeje itt a bolygóközi tér felé nyitott, és nem képes megtartani a napanyagot. Az így keletkező napszélnyalábok azután szabályos, 27 napos ciklusonként érhetik el a Földet. Legutóbb például éppen a mostani hét végén kaptunk belőlük egy nagyobb adagot, ami a szokásos helyeken (például Kanadában) látványos aurórajelenségeket is okozott. A koronalyukak nagyfokú stabilitása és hosszú élete magyarázatot ad arra is, miért éppen 27 naponta küldenek felénk napszél-nyalábokat - nagyjából ennyi (27,275 nap) a Nap látszólagos forgási periódusa.
