Foto: NASA / JPL-Caltech / GSFC

Să punem Soarele în lumină13 min read

De Anthony King 20.04.2023

În timp ce întrebările despre cea mai apropiată stea de Pământ nu mai contenesc, cercetătorii caută răspunsuri decisive privind prognozarea erupțiilor solare, care pun sateliții și alte echipamente electronice în pericol.

Pentru cea mai mare parte din istoria omenirii, a fost dificil de găsit orice altă explicație a Soarelui în afară de „zeitate puternică”.

De pildă, zeul antic grec Helios – personificarea Soarelui – a alergat pe întregul cer cu al său car de luptă pentru a crea noaptea și ziua, în timp ce vechii egiptenii îl venerau pe Ra, zeul soarelui cu cap de vultur, drept creator al universului.

Surprize de proporții

De atunci, știința a demonstrat, de exemplu, că Soarele se rotește în jurul axei sale, în medie, o dată la 28 de zile. Totuși, la ecuatorul său, globul de plasmă fierbinte se învârte o dată la 25 de zile, în timp ce acest lucru durează în jur de 35 de zile la poli, ceea ce face din Soare o supă învolburată de plasmă aburindă.

Cu toate acestea, puterea Soarelui poate oferi în continuare surprize, prin explozii atât de violente încât ar putea distruge sateliții de comunicații sau echipamentele electronice de pe Pământ. Cercetătorii avertizează cu privire la erupțiile solare puternice pe măsură ce se apropie un vârf de activitate la finalul lui 2024 și începutul lui 2025.

„Există o anumită mișcare turbulentă în steaua noastră, denumită convecție, care aduce puțin cu apa care se precipită înainte de fierbere”, afirmă profesorul Sacha Brun, director de cercetare la CEA Paris-Saclay, din cadrul Comisariatului francez pentru Energie Atomică și Energii Alternative.

O furtună magnetică teribilă care a lovit Pământul în septembrie 1859, cunoscută drept Evenimentul Carrington, a declanșat aurore magnifice departe de regiunile polare și a distrus sisteme de telegraf în întreaga lume.

De atunci au mai fost și altele. În 1989, o furtună geomagnetică a cauzat o pană totală de curent în Quebec, Canada, după spusele lui Brun.

Este necesară o cunoaștere mai aprofundată a Soarelui pentru a anticipa și înțelege evenimentele de acest gen.

Acea minge turbionară de hidrogen și heliu este și neînchipuit de fierbinte – cu temperaturi ale nucleului de 15 milioane de grade Celsius. Și este de proporții colosale – în Soare intră peste un milion de planete Pământ.

Prezența sa pașnică pe cerul zilelor de vară contrazice reacțiile nucleare intense din nucleul său, care generează cantități imense de energie. Soarele este un glob efervescent de plasmă, cu gaze atât de fierbinți încât electroni sunt expulzați din atomi, generând la suprafața sa explozii magnetice intense care aruncă miliarde de tone de materie în spațiu.

Farmecul magnetic

În timp ce se rotește, energia mecanică a Soarelui devine energie magnetică – oarecum asemănător dinamului de la farul de bicicletă, unde mișcările pedalei sunt convertite în energie magnetică.

Pe Soare, fâșii sinuoase de magnetism se înalță și capătă forma petelor solare, petice întunecate pe suprafață, unde câmpul magnetic este de 3.000 de ori mai intens decât în zonele adiacente.

Petele solare pot declanșa acele erupții solare care avariază echipamentele electrice. Însă această activitate nu este constantă.

„Magnetismul Soarelui variază într-un ciclu de 11 ani”, afirmă Brun, astrofizician.

Pe durata acestui ciclu, crește frecvența ejecțiilor de masă coronală, de la una la trei zile la o medie de trei pe zi la apogeu.

„Pe măsură ce avansăm în ciclu, se produc tot mai multe erupții din Soare”, afirmă Brun. „Oamenii nu realizează că Pământul se scaldă în atmosfera magnetică turbulentă a astrului nostru.” 

Așadar, este în mod evident nevoie de anticipare când se apropie astfel de furtuni solare. De exemplu, o erupție solară produsă în februarie 2022 a eliminat 40 de sateliți comerciali SpaceX, distrugându-le componentele electronice.

Acele particule de energie au nevoie de doar 15 minute pentru a ajunge de la Soare la Pământ. Amenințarea reprezentată de norii magnetici se conturează, de regulă, în câteva zile, oferind mai mult timp pentru pregătiri în eventualitatea unui asalt nemilos.

Brun participă la coordonarea unui proiect cu finanțare UE denumit Whole Sun (Întregul Soare)„The Whole Sun Project: Untangling the complex physical mechanisms behind our eruptive star and its twins”,cordis.europa.eu axat pe înțelegerea straturilor interioare și exterioare ale unicului astru din sistemul solar al Pământului.

Având o durată de șapte ani, până în aprilie 2026, inițiativa urmărește turbulența internă a Soarelui și procesele fizice complexe care transformă tumultul interior în magnetismul din straturile exterioare.

Este nevoie în acest sens de cele mai puternice supercomputere din lume. Pe de altă parte, anticiparea erupțiilor solare ar permite oamenilor de știință să înțeleagă bine lucrurile din interiorul Soarelui.

S-a născut o stea

Cum rămâne cu trecutul îndepărtat al Soarelui? Este aici de 4,6 miliarde de ani – cu 100 de milioane de ani înaintea Pământului. Unde și cum s-a format par să rămână mistere de nepătruns.

Lucrurile nu stau așa, potrivit Dr. Maria Lugaro de la Observatorul Konkoly din cadrul Academiei Maghiare de Științe.

Lugaro, astrofizician italian, realizează cercetări exact pe această temă în cadrul proiectului cu finanțare UE Radiostar.„Radioactivities from Stars to Solar Systems”, cordis.europa.eu Acesta a demarat în 2017 și se încheie în luna august a anului curent.

„Credem că Soarele nu a apărut singur, ci a luat naștere într-o regiune formatoare de stele în care există un număr mare de astre”, afirmă Lugaro.

Ea cercetează acest trecut examinând în prezent fosile chimice din meteoriți.

Atomii radioactivi sunt instabili. Aceștia emană energie, se descompun și devin într-un anumit interval de timp așa-numiții atomi fiică, care sunt măsurabili. Prin urmare, fiicele sunt fosile chimice care oferă informații despre atomii radioactivi de mult timp dispăruți.

Cercetările efectuate de Lugaro sugerează că Soarele își are originea într-o pepinieră solară cu o mulțime de frați și surori, inclusiv stele explozive – supernovele. Dar pentru a face săpături în trecutul Soarelui trebuie mai întâi să fie găsiți meteoriți, fragmente de rocă formate înaintea Pământului.

Acești meteoriți pot conține urme de atomi radioactivi precum aluminiu 26 și hafniu 182. Este cunoscut faptul că aceștia au existat doar o anumită perioadă de timp. Împreună, rămășițele unor astfel de atomi se pot folosi drept un ceas radioactiv pentru a calcula vârsta astrelor care i-au creat, în raport cu vârsta Soarelui.

Dezbatere aprinsă

Unii atomi radioactivi sunt creați doar în anumite tipuri de astre. Prezența lor în meteoriți ajută la reconstrucția unui tablou al locului de naștere al Soarelui, deși acesta un subiect intens dezbătut.

Este posibil ca Soarele să fi luat naștere în mijlocul unor nori de praf și gaze, într-o zonă furtunoasă, în compania supergiganților stelari și a stelelor explozive.

Probabil, într-un interval de 20 de milioane de ani, diferitele stele au început să plece din pepinieră pe drumul propriu. Însă lucrurile sunt departe de a fi lămurite din perspectivă științifică.

„În fiecare an există discuția: este Soarele normal sau un astru ciudat?” afirmă Lugaro. „Este chiar distractiv.”


Cercetările menționate în acest articol au fost finanțate prin Consiliul European pentru Cercetare al UE. Articolul a fost publicat inițial în Horizon, revista de cercetare și inovare a UE.



Text de

Anthony King

Jurnalist de știință din Dublin, Irlanda. Scrie despre chimie și biologie, dar și politici publice despre știință și sănătate. A publicat în Nature, Science, Cell, Chemistry World, New Scientist, the Irish Times, EMBO Reports, Chemistry & Industry etc. Este președintele Asociației Irlandeze a Jurnaliștilor de Știință și Tehnologie.

ȘTIINȚĂ|FYI

Google prezintă AlphaFold 3, noua iterație a modelului AI care a prezis structurile a sute de milioane de proteine

De
AI-ul Google care prezice structurile proteinelor poate fi acum folosit pentru a modela molecule de ARN, ADN și multe tipuri de interacțiuni biomoleculare
ȘTIINȚĂ|RO-CERCETARE

Cercetarea românească în aprilie: ce te-ar convinge să mănânci insecte?

De
În aprilie, cercetătorii români au dezvăluit cum AI-ul poate contribui la starea de bine a albinelor, cum pot fi folosiți microbii pentru a reduce deșeurile miniere toxice și cum arată un vulcan noroios pe dinăuntru.
ȘTIINȚĂ|FYI

Echipa AICitizens din Focșani a câștigat campionatul mondial de robotică FIRST Tech Challenge 2024 din Houston

De
Este a doua oară când o echipă românească câștigă prestigiosul concurs de robotică dedicat elevilor.
ȘTIINȚĂ|FYI

Milioane de jucători de Borderlands 3 au ajutat la cercetarea microbiomului intestinal

De
Unul dintre cele mai populare jocuri de tip looter-shooter transformat simplul act de a rezolva puzzle-uri într-un efort de știință comunitară