Rozbłyski na słońcu. Czy kosmiczna pogoda jest dla nas groźna?

"Potężna burza słoneczna ma we wtorek uderzyć w Ziemię". Groźny nagłówek newsa sprawił, że w ostatnich dniach informacja była z niepokojem przekazywana przez tysiące użytkowników mediów społecznościowych. "Potężna burza słoneczna zmierzająca w kierunku Ziemi może wpłynąć na GPS, Internet i satelity" - przestrzegali autorzy postów. 

Źródłem newsa miała być indyjska gazeta "The Indian Express", powołująca się z kolei na Centrum Prognozowania Pogody Kosmicznej amerykańskiej Narodowej Administracji Oceanicznej i Atmosferycznej NOAA. 

Ta katastroficzna wizja jest tylko internetową plotką. Rzeczywiście, NASA zaobserwowała 3 lipca duży rozbłysk słoneczny, ale wyrzucone przez niego w kosmos cząsteczki już dawno minęły naszą planetę. Nie powinniśmy się obawiać, że dziś czy jutro Internet się wyłączy, a radio przestanie działać. Faktem jest jednak, że aktywność Słońca może na nas wpływać.

Słońce jest stosunkowo spokojną gwiazdą, ale w przypadku kuli rozgrzanego do setek tysięcy stopni wodoru i helu nawet "stosunkowy spokój" oznacza, że czasami na jego powierzchni dochodzi do wyjątkowo wybuchowych zjawisk. Powierzchnia Słońca jest gorącym, chaotycznym miejscem. Zjawiskami rozgrywającymi się na niej sterują potężne pola magnetyczne. I właśnie od zachowania tych pól zależy tak zwana pogoda słoneczna.

Słońce, podobnie jak Ziemia, stale się obraca. Jego ruch, najszybszy na słonecznym równiku, ugina linie pola magnetycznego gwiazdy. Te ugięcia powodują zgromadzenie się ogromnej energii, a ta prędzej czy później musi się uwolnić. 

Tak powstają największe wybuchy w Układzie Słonecznym. Podczas tak zwanego rozbłysku słonecznego, nasza gwiazda emituje fale radiowe i mikrofalowe, światło widzialne, promienie UV i promienie Roentgena. Poruszając się z prędkością światła, mogą dotrzeć do Ziemi w ciągu ośmiu minut. 

Podczas rozbłysku powstają też potężne fale uderzeniowe, które wyrzucają ze Słońca ogromne ilości naładowanych elektrycznie cząstek. Jeśli zostaną wyrzucone w stronę naszej planety, cząstki te mogą dotrzeć do Ziemi w około pół godziny. Jeśli energia wybuchu jest wystarczająca, może doprowadzić do tak zwanego koronalnego wyrzutu masy. Miliardy ton cząstek są wówczas wyrzucane ze Słońca z dużą prędkością, potencjalnie docierając do Ziemi w ciągu jednego-dwóch dni.

Podobne zjawiska pojawiają się na Słońcu ze zmienną aktywnością. Tak zwany cykl słoneczny przebiega w równomiernych, 11-letnich okresach. Gdy trwa tak zwane minimum słoneczne, rozbłyski są rzadkością. W szczycie cykli słonecznego jest ich o wiele więcej. W 11-letnim cyklu może wystąpić nawet 2 tys. rozbłysków o różnej intensywności. Nowy okres aktywności słonecznej dopiero się zaczyna, ale nawet najsilniejsze burze mogą nastąpić w dowolnym punkcie cyklu. 

Nie wszystkie rozbłyski są skierowane w naszą stronę: ich energia umyka wówczas w przestrzeń i nie ma żadnego wpływu na życie na Ziemi. Jeśli jednak taka fala uderzeniowa dociera do nas, może mieć duży wpływ na ludzi. 

Energia z rozbłysku słonecznego oddziałuje na jonosferę, czyli najbardziej zewnętrzną część atmosfery, która jest kluczowa dla funkcjonowania na Ziemi łączności radiowej. Pod wpływem energii rozbłysku fale radiowe, zwłaszcza te o wysokich częstotliwościach, mogą być zakłócane. To z kolei może prowadzić do problemów z łącznością, na przykład prowadząc do utraty kontaktu radiowego przez samoloty. Te same rozbłyski mogą też zakłócać działanie systemu GPS. Zakłócenia są tym silniejsze i tym bardziej długotrwałe, im silniejszy był rozbłysk. Zazwyczaj trwają od kilku minut do godziny.

Dużo bardziej widowiskowe i groźne skutki mogą mieć koronalne wyrzuty masy. Te mniejsze, wchodząc w reakcję z polami magnetycznymi Ziemi, powodują powstanie wyjątkowo silnych zórz polarnych. Pod ich wpływem, widowiskowe zjawiska mogą pojawiać się nawet nad Polską. 

Silne koronalne wyrzuty masy mogą jednak stanowić zagrożenie. Kiedy chmura słonecznych cząstek uderza w pole magnetyczne Ziemi, powoduje tak zwaną burzę geomagnetyczną. Pod jej wpływem zmienia się nieco kształt ziemskiego pola magnetycznego, a prądy elektryczne wytworzone w górnych warstwach atmosfery mogą wpływać na działanie naszych sieci energetycznych. Wyjątkowo silne koronalne wyrzuty masy mogą powodować wielkie blackouty, zakłócając dostawy prądu a co za tym idzie funkcjonowanie niemal całej naszej infrastruktury. Naukowcy ostrzegają, że wyjątkowo silne burze geomagnetyczne moga potencjalnie powodować ogromne straty. 

To już się zdarzało. W 1989 r. wyjątkowo silny rozbłysk pozbawił prądu na dziewięć godzin całą kanadyjską prowincję Quebec. W 1859 r. burza, która mogła być najsilniejszą w ostatnich stuleciach, spowodowała tak wielkie skoki napięcia w istniejącej wówczas sieci telegraficznej, że doprowadziła do pożarów kilku domków telegrafistów. 

Problemem z takimi zjawiskami jest to, że nie jesteśmy jeszcze w stanie przewidywać ich z większym wyprzedzeniem. A wraz z tym jak rośnie nasze uzależnienie od technologii, ich potencjalne skutki z roku na rok są większe.