Godine 1859. Karingtonov događaj, najintenzivnija geomagnetna oluja u zabeleženoj istoriji, stvorila je spektakularne auroralne prikaze širom sveta, osvetljavajući noćno nebo tako jarko da su ptice počele da pevaju, a radnici su krenuli na posao, pogrešno verujući da je sunce izašlo. Telegrafski sistemi širom sveta — koji su u to vreme bili neophodni za komunikaciju — počeli su da propadaju jer su požari zaiskrili i telegrafski stubovi se srušili, gurnuvši „viktorijanski internet“ u haos. Uzrok? Masivna solarna baklja sa energijom 10 milijardi atomskih bombi izbacivala je naelektrisani gas i subatomske čestice ka Zemlji.
„Srećom, od tada nismo imali ništa tako snažno od sunca“, kaže Edvard Rouds, solarni stručnjak i profesor fizike i astronomije na USC Dornsife. „Ali sada brine: da li će sunce u budućnosti izazvati tako ozbiljne događaje da će izazvati probleme za koje jednostavno nismo spremni? Sada je sve kompjuterizovano — što bi očigledno imalo velike posledice.“
Rouds, koji se pridružio USC Dornsife 1978. godine, pionir je u oblasti solarne fizike poznate kao eksperimentalna helioseizmologija, koja koristi seizmičke tehnike — slične onima koje koriste geofizičari u proučavanju Zemlje — za istraživanje unutrašnje strukture i dinamike Sunca.
Rods pokušava da shvati da li se struktura Sunca menja kao odgovor na promene u ciklusu solarne aktivnosti. Da bi to uradili, on i njegov tim proučavaju sunčeve pege — regione veličine planete jakih magnetnih polja na površini Sunca koja izgledaju tamnije jer su hladnije od okoline.
„Ako možemo da poboljšamo naša predviđanja u vezi sa promenama u broju sunčevih pega i aktivnosti solarnog ciklusa, onda bismo mogli da poboljšamo naše znanje o svemirskom vremenu i utvrdimo šta će verovatno izazvati velike probleme na Zemlji, a šta ne. “, kaže Rouds.
„Još uvek postoji mnogo varijabilnosti od ciklusa do ciklusa u onome što sunce radi u bilo kom trenutku“, kaže on. „Radeći fundamentalno istraživanje Sunca kao zvezde da bismo saznali više o tome kako se menja, možemo da uparimo ono što saznamo o tim promenama sa istraživanjem svemirskog vremena kako bismo utvrdili da li će određeni događaj biti jak kao u istoj fazi prethodni ciklus, na primer.“
Solarne cikluse je prvi posmatrao 1610. Galileo, koji je takođe posmatrao sunčeve pege usmeravajući svoj mali teleskop za prelamanje na površinu papira ili kartona i posmatrajući kako se svetli sunčev disk, pegav sa tamnim pegama, kreće preko njega. Nakon što je posmatrao nekoliko tačaka na prednjoj hemisferi Sunca, shvatio je da kada su neke nestale da bi se dve nedelje kasnije ponovo pojavile na drugoj strani Sunca, to su bile iste tačke – jednostavno su bile nevidljive sa Zemlje jer su bile na drugu stranu sunca. Ove informacije su zatim omogućile Galileju da izračuna brzinu rotacije Sunca merenjem koliko su se brzo ove tačke kretale.
Proslavljeni italijanski astronom i njegov savremenik, engleski posmatrač zvezda Tomas Hariot, imali su sreću da svoja posmatranja obavljaju u periodu maksimalne solarne aktivnosti. I jedno i drugo je naišlo na period od 35 godina pre nego što je Sunce ušlo u produženi period minimalne aktivnosti, sada poznat kao Maunderov minimum, kada je bilo veoma malo ili uopšte nije bilo vidljivih sunčevih pega na površini Sunca oko 70 godina između 1645. 1715. godine.
U tom periodu severna Zemljina hemisfera se blago ohladila. Glečeri su se proširili, reke su se zaledile, a temperature u velikim severnoevropskim gradovima su pale.
Rods i njegovi studenti istražuju da li su nedavne tvrdnje da sunce ide ka drugom Maunderovom minimumu mogle biti istinite.
„Proučavanje solarnih ciklusa pokazuje da je broj sunčevih pega na Suncu dostigao vrhunac pre nekoliko godina“, kaže Rouds. „Kako su solarni ciklusi postajali sve slabiji, počelo je pomalo da liči na zaplet koji je napravljen od sunčevih pega iz Galileja i Hariota koje vode u taj Maunderov minimum.
Rouds, uz pomoć svoje istraživačke grupe, upravlja solarnim tornjem Mount Vilson od 60 stopa od kada se pridružio USC Dornsife 1978. Jedan od dva solarna teleskopa na Mount Vilsonu, jedini je koji je još zvanično u funkciji.
Ubrzo nakon što je Rods stigao u USC Dornsife, NASA-in štab ga je pozvao da se pridruži timu Evropske svemirske agencije koji planira svemirsku letelicu Solarne i Heliosferske opservatorije (SOHO). Završena svemirska letelica, koja je mogla da usmerava svoje kamere ka suncu 24 sata dnevno, otišla je u orbitu 1996. godine. Postala je primarni instrument svemirske letelice dok je nije zamenio novi sistem kamera od 16 miliona piksela na Solar Dinamics Observatori, koji je lansiran u 2010. godini.
Rouds i njegov tim koristili su podatke iz SOHO-a za proučavanje ciklusa 23. Sada proučavaju cikluse 24 i 25 sa eksperimentom helioseizmičkog i magnetnog snimanja na Opservatoriji za solarnu dinamiku. Svaka dva ili tri meseca dobijaju nove podatke koje je delimično obradio Univerzitet Stanford. Rodosovi studenti su obučeni da obrađuju te podatke kako bi tim mogao da vidi kako izgleda potpis ovih promena u frekvencijama solarnih oscilacija u ovom solarnom ciklusu u poređenju sa dva prethodna.
„U poslednjih godinu dana, možemo videti da možda Sunce neće biti znatno slabije u ovom, našem 25. solarnom ciklusu, nego u prethodnom ciklusu, kao što je bilo predviđeno“, kaže Rouds. „Takođe, očekivano dugotrajno odsustvo sunčevih pega možda neće početi sredinom 2030-ih, kao što su neki stručnjaci tvrdili, i možda se neće dogoditi sve do nekoliko vekova u budućnosti.
Rods upozorava da ne treba povezivati solarnu aktivnost sa klimatskim promenama ili zaključiti da bi novi Maunderov minimum mogao pomoći u ublažavanju globalnog zagrevanja.
„Pošto se Maunderov minimum dogodio kada je došlo do promena u Zemljinoj klimi, bio sam zabrinut da ako bi Sunce ušlo u još jedan produženi minimum aktivnosti od 70 godina, ljudi bi rekli: „Vidite, rekli smo vam da sunce stvara Zemlja se sada malo ohladila, da je u prošlosti previše sunčeve aktivnosti zagrevalo Zemlju, „a to nije slučaj“, kaže Rouds.
Čak i male promene u ukupnoj svetlosti sunca ili ukupnoj sunčevoj svetlosti — količini sunčeve svetlosti koja svake sekunde dospe do svakog kvadratnog metra na vrhu Zemljine atmosfere — ne izgleda da su dovoljne da izazovu bilo kakve dugoročne razlike u klima.
Iznenađujuće, u vreme kada se Sunčeve pege povećavaju, za koje bi se moglo pomisliti da bi Sunce blago potamnilo, ukupna sunčeva svetlost se povećava. Naučnici smatraju da, kolektivno, deo sunčeve atmosfere bez mrlja svetli više nego što se sunčeve pege zatamnjuju.
„Činjenica da postaje najsjajnije kada ima najviše tačaka na suncu, a zatim postaje malo slabije kada ih ima manje značilo bi da kada bismo imali 70 godina sa malo pega, onda bi sunce bilo samo malo slabije“, Rouds kaže. „Čak i produženi Maunderov minimum bi samo na kratko, i minimalno, nadoknadio zagrevanje izazvano ljudima, a globalne temperature bi se brzo vratile kada se događaj završi.“
