Načrtujete potovanje na Mars? Vzemite veliko ščita. Po podatkih senzorjev na Nasinem vesoljskem plovilu ACE (Advanced Composition Explorer) so galaktični kozmični žarki pravkar dosegli višino vesoljske dobe.
"V letu 2009 so se intenzivnosti kozmičnih žarkov povečale za 19%, kar je vse prej kot v preteklih 50 letih," pravi Richard Mewaldt iz podjetja Caltech. "Porast je pomemben, kar bi lahko pomenilo, da moramo znova premisliti, koliko astronavti ščitijo pred sevanjem v misijah v vesolju."
Vzrok porasta je sončni minimum, globoko zatišje sončne aktivnosti, ki se je začelo okoli leta 2007 in se nadaljuje še danes. Raziskovalci že dolgo vedo, da kozmični žarki naraščajo, ko sončna aktivnost upada. Trenutno je sončna aktivnost tako šibka, kot je bila v sodobnem času, in postavlja temelje za tisto, kar Mewaldt imenuje "popolna nevihta kozmičnih žarkov."
"Skoraj stoletje doživljamo najgloblji sončni minimum," pravi Dean Pesnell iz vesoljskega letališkega centra Goddard, "zato ne preseneča, da so kozmični žarki na rekordni ravni za vesoljsko dobo."
Galaktični kozmični žarki prihajajo zunaj osončja. Gre za subatomske delce - predvsem protone, pa tudi nekatera težka jedra -, ki so se z oddaljenimi eksplozijami supernove pospešile do skoraj svetlobne hitrosti. Kozmični žarki povzročajo "zračne prhe" sekundarnih delcev, ko udarijo v Zemljino atmosfero. Za astronavte predstavljajo nevarnost za zdravje. In en sam kozmični žarek lahko onemogoči satelit, če zadene nesrečno integrirano vezje.
Sončevo magnetno polje je naša prva obramba pred temi zelo nabito energijskimi delci. Celoten osončje od Merkura do Plutona in naprej je obdan z mehurčkom sončnega magnetizma, imenovanim "heliosfera". Izvira iz sončnega notranjega magnetnega dinamoja in ga sončni veter napihuje do gromozanskih razmerij. Ko kozmični žarek poskuša vstopiti v osončje, se mora boriti skozi zunanje plasti heliosfere; in če se znajde v notranjosti, je gomila magnetnih polj, ki čakajo, da raztresejo in odklonijo vsiljivca.
"V času nizke sončne aktivnosti je to naravno zaščito oslabljeno in več kozmičnih žarkov lahko doseže notranji sončni sistem," razlaga Pesnell.
Mewaldt navaja tri vidike trenutnega sončnega minimuma, ki se združujejo, da bi ustvarili popolno nevihto:
(1) Sončevo magnetno polje je šibko. "Prišlo je do močnega upada sončnega medplanetarnega magnetnega polja (IMF) na samo 4 nanoTesla (nT) od značilnih vrednosti 6 do 8 nT," pravi. "Ta rekordno nizek MDS nedvomno prispeva k rekordno velikim kozmičnim žarkom."
(2) Sončni veter zastavi. "Meritve vesoljskega plovila Ulysses kažejo, da je pritisk sončnega vetra na 50-letnem nizkem nivoju," nadaljuje, "zato magnetni mehurček, ki ščiti osončje, ne napihuje toliko kot običajno." Manjši mehurček daje kozmičnim žarkom krajši strel v osončje. Ko kozmični žarek vstopi v sončni sistem, mora "plavati navzgor" proti sončnemu vetru. Hitrosti sončnega vetra so se v letih 2008 in 2009 spustile na zelo nizke ravni, zaradi česar je kozmični žarek lažje kot običajno.
(3) Trenutni list je sploščen. Predstavljajte si, da sonce nosi balerinino krilo, široko kot celoten osončje z električnim tokom, ki teče po valovitih pregibih. To je "heliosferski tokovni list", ogromno prehodno območje, kjer se polarnost magnetnega polja sonca spreminja iz plus (sever) v minus (jug). Trenutni list je pomemben, ker kozmični žarki ponavadi vodijo njegove gube. V zadnjem času se trenutni list vse bolj izpira, kar omogoča kozmičnim žarkom bolj neposreden dostop do notranjega sončnega sistema.
"Če se sploščenje nadaljuje, kot je bilo v prejšnjih sončnih minimah, bi lahko videli, da se tokovi kozmičnih žarkov skočijo vse do 30% nad prejšnjimi vrhunci vesoljske dobe," napoveduje Mewaldt.
Zemlja ni v veliki nevarnosti zaradi dodatnih kozmičnih žarkov. Atmosfera in magnetno polje planeta se združita in tvorita začuten ščit pred vesoljskim sevanjem, ki ščiti ljudi na površju. Dejansko smo nevihte pretrpeli veliko slabše od tega. Pred stotimi leti so bili kozmični žarki vsaj 200% večji kot zdaj. Raziskovalci to vedo, ker ko kozmični žarki zadenejo v ozračje, proizvedejo izotop Berilij-10, ki je ohranjen v polarnem ledu. S pregledom ledenih jeder je mogoče oceniti kozmične žarke več kot tisoč let v preteklost. Tudi pri nedavnem sunku so kozmični žarki danes veliko šibkejši, kot so bili včasih v preteklem tisočletju.
"Vesoljska doba je doslej doživela čas razmeroma nizke kozmične žarke," pravi Mewaldt. "Morda se zdaj vračamo na ravni, značilne za prejšnja stoletja."
Nasino vesoljsko plovilo bo še naprej spremljalo razmere, ko se bo sončni minimum razvijal. Spremljajte posodobitve.
