Od toga pokrenut 2010. godine, Solar Dynamics Observatory je pomogao znanstvenicima razumjeti kako se Sunčevo magnetsko polje generira i strukturira te što uzrokuje sunčeve baklje. Jedan od glavnih ciljeva misije bio je moći stvoriti prognoze za predviđanje aktivnosti na Suncu.
Koristeći podatke misije iz posljednjih 10 godina, znanstvenici SDO-a sada su razvili novi model koji je uspješno predvidio sedam najvećih Sunčevih baklji iz posljednjeg solarnog ciklusa, od skupa od devet.
Tim kaže da bi se uz veći razvoj, model mogao koristiti za predviđanje ovih intenzivnih eksplozija sunčevog zračenja, koje utječu na život na Zemlji i mogu utjecati na naše tehnološke sustave.
Predvođen Kanyom Kusanom, direktorom Instituta za svemirsko-zemljansko istraživanje okoliša na japanskom Sveučilištu Nagoya, tim znanstvenika izgradio je model utemeljen na fizici, koji nazivaju k-shema, za predviđanje velikih sunčevih baklji. Zasnovali su model na magnetskoj karti stvorenoj iz SDO-ovih promatranja magnetskih polja na površini Sunca.
Animacija masivne sunčeve točke AR 2192 koja prelazi lice Sunca prema Zemlji od 17. do 29. listopada 2014. Zasluge: NASA/SDO.
Baklje izbijaju iz vrućih točaka magnetske aktivnosti na površini Sunca, koje se nazivaju aktivno područje. U vidljivom svjetlu, pojavljuju se kao sunčeve pjege, male tamne mrlje koje se prilično nasumično pojavljuju na Suncu. No, novi model funkcionira tako da identificira ključne karakteristike u aktivnoj regiji, karakteristike za koje su znanstvenici teoretizirali da su nužne za pokretanje ogromne baklje.
Analizirali su najveće baklje, poznate kao baklje X-klase od 2008. do 2019. (tijekom solarnog ciklusa 24), a gledajući sve podatke koji su doveli do tih baklji, njihov je novi model mogao predvidjeti najskorije velike sunčeve baklje, s mali broj izuzetaka za ograničene baklje.
'U većini slučajeva, metoda ispravno identificira koje regije će proizvesti velike baklje u sljedećih 20 sati', napisao je tim u svom radu, objavljeno u časopisu Science 30. srpnja 2020. 'Metoda također pruža točno mjesto gdje će svaka baklja početi i ograničava koliko će ona biti snažna.'
Snažna solarna baklja klase X koja eruptira na Suncu 6. srpnja 2012. koju su snimili Solar Dynamics Observers. Zasluge: NASA
Točna predviđanja solarnih baklji mogla bi poboljšati prognoze svemirskih vremenskih uvjeta oko Zemlje. Točna prognoza za ove solarne događaje može nam pomoći da zaštitimo satelite u orbiti oko našeg planeta i električne mreže širom svijeta.
Što uzrokuje ove baklje? 'Zaključujemo da gustoća magnetskog toka uvijanja, blizu linije inverzije magnetskog polariteta na površini Sunca, određuje kada i gdje se mogu pojaviti sunčeve baklje i koliko velike mogu biti', napisao je tim.
Solarne baklje, posebno one X-klase, oslobađaju ogromne količine energije. Prije erupcije, ta energija je sadržana u uvijajućim linijama magnetskog polja koje tvore nestabilne lukove iznad aktivnog područja. Prema znanstvenicima, jako uvrnute linije nalik na uže preteča su najvećih sunčevih baklji.
Uz dovoljno uvijanja, dva susjedna luka mogu se spojiti u jedan veliki luk s dvostrukom grbom - koji bi mogao izgledati kao zaobljeno 'M'. Ovo je primjer onoga što je poznato kao magnetsko ponovno povezivanje, a rezultat je nestabilna magnetska struktura koja može potaknuti oslobađanje poplave energije, u obliku baklje.
'Slično je lavini', rekao je Kusano u NASA-ino priopćenje za javnost. “Lavine počinju s malom pukotinom. Ako je pukotina visoko na strmoj padini, moguć je veći sudar.” U ovom slučaju, pukotina koja pokreće kaskadu je magnetsko ponovno povezivanje. Kada se ponovno povezivanje dogodi blizu granice, postoji potencijal za veliku eksploziju. Daleko od granice, manje je dostupne energije, a bljesak koji pupi može nestati - iako, istaknuo je Kusano, Sunce bi još uvijek moglo osloboditi brzi oblak solarnog materijala, nazvan koronalno izbacivanje mase.
Tim je izvijestio da im je njihov novi model dao neke lažno pozitivne i lažno negativne rezultate, ali rade na poboljšanju modela k-shema. Dvije baklje koje model nije uzeo u obzir, objasnio je Kusano, bile su iznimke od ostalih: za razliku od ostalih, aktivna regija iz koje su eksplodirali bila je mnogo veća i nije proizvela izbacivanje koronalne mase zajedno s bakljom.
Sunce prirodno prolazi kroz 11-godišnji ciklus, gdje Sunce prelazi iz razdoblja visoke u nisku aktivnost i ponovno se vraća u visoko. U posljednjem solarnom ciklusu bilo je oko 50 baklji X-klase. Ako su usmjerene prema Zemlji, ove velike baklje mogu poremetiti GPS signale i radio komunikaciju, kao i rad na električnoj mreži, plus mogu ugroziti sve astronaute u svemiru.
SDO snima slike i videozapise Sunca u nekoliko valnih duljina, snimajući slike svakih 0,75 sekundi i svaki dan, šalje natrag oko 1,5 terabajta podataka na Zemlju — što je ekvivalent preuzimanju 380 filmova u punoj duljini svaki dan.
Umjetnikov dojam o linijama Sunčevog polja, na temelju podataka koje je prikupio SDO. Zasluge: NASA/GSFC/Solarna Dynamics Observatory
Dinamički procesi Sunca utječu na sve i na sve na Zemlji. Osim proučavanja Sunca, SDO je pružio bolje razumijevanje uloge Sunca u Zemljinoj atmosferskoj kemiji i klimi.
'Predviđanja su glavni cilj NASA-inog programa i misija Living with a Star', rekao je Dean Pesnell, glavni istraživač SDO-a u NASA-inom centru za svemirske letove Goddard u Greenbeltu, Maryland, koji nije sudjelovao u studiji. 'Točni prethodnici poput ove koji mogu predvidjeti značajne sunčeve baklje pokazuju napredak koji smo postigli u predviđanju ovih solarnih oluja koje mogu utjecati na sve.'
Iako je potrebno puno više rada i provjere kako bi se modeli doveli do točke u kojoj mogu napraviti prognoze na koje operateri svemirskih letjelica ili elektroenergetske mreže mogu djelovati, novi model pruža prepoznatljive uvjete koji dovode do velike baklje. Kusano je rekao da je uzbuđen što može pridonijeti nastojanju da se dobiju pouzdane prognoze za solarne baklje.