Auringon aktiivisuus ei ole vain avaruuden asia

Auringon flarepurkaus

Avaruusaikaa on kestänyt noin 50 vuotta, ja Auringon toiminta on ollut poikkeuksellisen aktiivista lähes koko tämän ajan. Viime vuosina Auringon aktiivisuus on kuitenkin ollut hyvin erilaista kuin aiemmin koko avaruusaikana.

"Auringon toiminta on merkittävästi hiljentynyt, sen aiempi suuri aktiivisuus on loppunut, ja on palattu noin sata vuotta sitten ilmenneelle aktiivisuuden tasolle", kertoo professori Kalevi Mursula Aurinkoa tutkivasta huippuyksiköstä ReSoLVEsta. 

ReSoLVE (Research on SOlar Long-term Variability and Effects) on viiden tutkimusryhmän kokonaisuus, jota johtaa Mursula Oulun yliopistosta. Mukana ovat myös Aalto-yliopiston tietotekniikan laitos ja Ilmatieteen laitos. Huippuyksikköasema on myönnetty vuosille 2014–2019.

Koska vuosisata sitten ei ollut vielä mahdollisuutta tutkia Aurinkoa monipuolisesti, sen tämänhetkisessä toiminnassa on ominaisuuksia, joita ei vielä ymmärretä. Sen vuoksi erilaisten ilmiöiden ennustaminen on kovin vaikeaa.

"Auringon aktiivisuusilmiöt aiheutuvat lämmön siirtymisestä. Auringon ulko-osissa esiintyy dynamomekanismi: se on kuin kiehuva kattila liikkuvine ja lämpöä siirtävine kuplineen, ja tämä tekee koko alueen turbulenttiseksi", toteaa dosentti Maarit Käpylä Aalto-yliopiston tietotekniikan laitokselta. Käpylä on laskennallista astrofysiikkaa ja data-analyysiä tekevän DYNAMO-tiimin vetäjä.

"Dynamon tutkiminen on avainasemassa, jotta etenkin Auringon pitkän aikavälin käyttäytymistä ja sen muutoksia voidaan ymmärtää. Tähän tutkimukseen ainoa sopiva työkalu on tietokonemallinnus, joka on samalla ryhmämme päätoimenkuva."

Auringon pitkäaikaisen toiminnan tuntemus auttaa ymmärtämään esimerkiksi auringonpurkausten syntyä ja kehittymistä. Avaruussäätä eli Auringon lyhytaikaista aktiivisuutta seurataan jatkuvasti, ja sen avulla voidaankin jollain tarkkuudella ennustaa purkausten etenemistä.

"Auringonpurkausten vaikutusta avaruudessa voidaan verrata tulivuorenpurkauksen vaikutuksiin lentoliikenteessä. Avaruuslennot ja avaruuskävelyt kannattaa toteuttaa silloin, kun auringonpurkausten todennäköisyys on pieni", Mursula sanoo. 

Auringon tuottama hiukkassäteily eli aurinkotuuli vaikuttaa Maan magneettikenttään, jossa on jatkuvaa häiriöisyyttä. Suurimmat häiriöt Maan lähiavaruudessa aiheutuvat paitsi koronan massapurkauksista, joissa aurinkotuulen tiheys kasvaa ja magneettikentän rakenne muuttuu, myös roihu- eli flarepurkausten tuottamista energeettisimmistä aurinkohiukkasista. 

Niiden vaikutuksia on kuitenkin vielä vaikea ennustaa, kuten Ruotsin lentoliikenteen pysäyttänyt purkaus osoitti.

Auringolla on 10–11-vuotinen sykli, johon liittyy auringonpilkkujen jaksottainen lisääntyminen ja katoaminen. Syklin hiipuvalla kaudella, kun pilkut alkavat vähentyä, aurinkotuulessa esiintyy nopeita virtauksia, jotka kiihdyttävät tehokkaasti hiukkasia Maan magneettikentässä. 

Nämä hiukkaset pommittavat yläilmakehää, millä on havaittu olevan vaikutusta pohjoisten alueiden tärkeimpään ilmastorakenteeseen, Pohjois-Atlantin oskillaatioon. 

Hiukkaspommitus suosii oskillaation positiivista vaihetta, jolloin paine-erot ovat suuria ja pohjoiselle pallonpuoliskolle tulee kosteita ja lämpimiä talvia. 

Negatiivisessa vaiheessa talvet ovat kuivempia ja kylmempiä. Hiukkasten vaikutus on suurinta revontulialueella: taustalla on Maan magneettikentän rakenne.

"Suoria satelliittihavaintoja Auringon säteilymäärästä on vain vajaan 40 vuoden ajalta. Jos Aurinkoa tutkitaan maanpinnalta käsin, ilmakehä absorboi säteilyä ja tekee tutkimuksesta epätarkkaa", Mursula kertoo.

"Auringonpilkkuja on tarkkailtu jo 400 vuoden ajan, mutta pilkkujen ja säteilymäärän suhteen pitkäaikaista kehitystä ei tunneta hyvin. Tästä syystä säteilymäärän arviossa on suurta epävarmuutta. Lisäksi auringonpilkkujen runsaudesta 200–400 vuotta sitten on suurta erimielisyyttä."

Uutinen perustuu Aalto-yliopiston tiedotteeseen.

Kuva: NASA