„A nap mély álomból ébred” – mondta Richard Fisher, a NASA napfizikai részlegének vezetője az idén júniusban tartott Space Weather Enterprise Forum 2010 nevű rendezvény előtt. „Az elkövetkező években jelentősen növekszik majd a napfoltok aktivitása, mindeközben pedig a technológiai fejlődés miatt rendkívül érzékenyekké váltunk a napviharokkal szemben.”

Miről is van szó és vajon mennyire kell aggódnunk? A kérdés megválaszolásában a University of Sheffield magyar kutatója, Erdélyi Róbert, más néven Robertus von Fáy-Siebenburgen professzor nyújtott segítséget. A tudós nem először szerepel a hvg.hu hasábjain, korábban beszámoltunk egyedülálló kutatásáról, mellyel egy több mint 60 éves elméletre sikerült bizonyítékot szolgáltatnia.

„Tény, hogy 2012-2014 között a naptevékenység egyik legintenzívebb ciklusát fogjuk átélni” – magyarázta a szakember. „Az egyik probléma ott rejlik, hogy egyelőre nem tudjuk pontosan előre jelezni, mikor várhatóak olyan napkitörések, amelyek komoly hatással lehetnek a bolygónkra.”

A napfoltok a nap felszínének alacsonyabb hőmérsékletű területei. Természetesen az alacsony hőmérsékletet a csillag egyéb részeihez viszonyítva kell érteni, ez körülbelül 4000 Celsius fokot jelent. A Napról készült felvételeken ezért ezek a foltok feketének látszanak.

„A napfoltok valójában igen erős mágneses terek” – magyarázta Erdélyi Róbert. „A mágneses tereknek is van saját nyomása, a fizika törvényei szerint pedig ahhoz, hogy egyensúlyi állapot jöhessen létre, a mágneses nyomásnak és a hő nyomásának meg kell egyeznie a külső nyomással.”

A napfoltok jellemzően nem élnek sokáig, egy-egy folt néhány hétig, esetleg pár hónapig figyelhető meg. A foltok nem egyenként, hanem csoportokban jelennek meg, egy úgynevezett vezetőfoltot több „követőfolt” kísér. A napfoltok megjelenését a kutatók által pillangó-diagrammnak nevezett ábrán lehet a legérthetőbben bemutatni, amely jól jelzi, hogy a foltok eleinte a Nap egyenlítői részéhez közeli területeken jelennek meg, majd a ciklus progressziója során egyre közelebb kerülnek a pólusokhoz.

A napfoltok sűrűsége (amelyet a Rolf-számnak nevezett mértékegység ad meg) közvetlenül is hatással van az életre bolygónkon. Aktivitásukra következtetni lehet többek között a fák évgyűrűinek vastagságából, illetve a sarkvidéki jégrétegek vizsgálatából egyaránt.

„Nem sokkal Galieli halála után, 1645-ben kezdődött a felfedezője után Maunder-minimumnak nevezett állapot, amely egy a napfoltok csaknem 70 éven át tartó nyugalmi állapotát jelenti” – tette hozzá Erdély Róbert. „A napfoltok alacsony száma időjárási szélsőségekkel jár, a Földön ilyenkor jellemzően csökken az átlagos hőmérséklet. A Maunder-minimum hatásaként kis jégkorszak alakult ki, ennek eredményeként például teljesen befagyott Londonban a Temze folyó, s olyan vastag jégréteg alakult ki rajta, hogy házat tudtak építeni rá. A naptevékenység tehát igen szoros összefüggésben van az időjárással.”

Miért veszélyesebb a mostani napciklus?

A naptevékenység időjárási hatásainál azonban jóval lényegesebb a civilizáció szempontjából, a napfoltok aktivitásának fokozódását kísérő napkitörések gyakoribbá válása.

„A napkitörések során úgynevezett hurkok alakulnak ki a nap felszínén, ez akkor történik, amikor a mágneses tér a fizika törvényeinek engedelmeskedve energiaminimumra törekszik, ilyenkor az egyes foltok között kapcsolat alakul ki, s az anyag iszonyatos sebességgel dobódik ki az űrbe” – fejtette ki Erdély Róbert. „Ezt korona anyagkilökődésnek (Coronary Mass Ejection – CME) hívják, ilyenkor a részecskék a fénysebesség töredékére gyorsulnak fel, ami annyit jelent, hogy egy másodperc alatt több ezer kilométert is képesek megtenni. Ha egy ilyen nagy energiájú részecske eltalál egy elektronikus berendezést, annak vége.”

Az eddigi ismert napkitörések közül az egyik legintenzívebb az 1859-ben bekövetkezett úgynevezett Carrington-kitörés volt, amelynek eredményeként Észak-Amerikában számos helyen kiégtek a távíró-vonalak, a kortárs beszámolók szerint pedig még a Sziklás-hegységben is olyan intenzív sarki fény jelent meg az égbolton, hogy „újságot lehetett olvasni a vörös és zöld fényben”. Egy túrázó csoport beszámolója szerint voltak olyanok, akik azt hitték már reggel van, ezért elkezdték az előkészületeket a kirándulás folytatásához. 1989-ben pedig, egy kisebb erejű napvihar eredményeként Quebec környékén mintegy hatmillió ember maradt áram nélkül, az elektromos hálózatban kialakult zárlatok miatt.

„Ha egy, a Carrington-kitöréshez hasonló erejű esemény következne be napjainkban, a tudományos becslések szerint a teljes európai transzformátor-hálózatot tönkretenné” – figyelmeztetett Erdélyi Róbert. „Mivel a rendszer nincsen felkészítve egy ilyen eseményre, a számítások szerint akár tíz évig is eltarthat a helyreállítás, ez beláthatatlan következményekkel járna. Sajnos nem figyelünk oda az ilyen kérdésekre és a döntéshozók, politikusok között is nagyon kevesen tartják szem előtt a hosszútávú kérdéseket. Jó példa erre George W. Bush amerikai elnök és a kyotói egyezmény esete. A szűklátókörű gondolkodásmódot egyébként remekül példázza a napenergia felhasználásának kérdése. Egyelőre nincsen megfelelő támogatási rendszer kialakítva erre, pedig a például a magyar viszonyok mellett akár az év felében nem lenne szükség más energiaforrásra, ha minden házra felszerelnének egy két négyzetméteres napelem-panelt.”

Katrina az űrből

A tengerentúli becslések ha lehet még riasztóbbak. Az amerikai Nemzeti Tudományos Akadémia űrkutatási bizottságának 2008-ban jelentést adott ki az Űridőjárás Súlyos Eseményei: a társadalmi és gazdasági vonatkozások felmérése címmel. Ebben a Katrina hurrikánnal hasonlították össze egy esetleges komoly napkitörés hatásait.
"A légkörben kialakuló elektromos jelenségek, amelyek 1859-ben a távíró-hálózat leégését okozták, komolyan károsíthatják az áramvezetékeket és hozzájárulhatnak az olaj-, és gázvezetékek korróziójához is" - áll a jelentésben. "A társadalmi és gazdasági következmények beláthatalanok lehetnek. Összehasonlításképpen, a Katrina hurrikán által okozott károk értéke 81 és 125 milliárd dollár közé tehető. Azonban egy jövőbeni geomágneses vihar által okozott kár akár 1-2 billió dollárra is rúghat." A jelentés szerint a károk mértékétől függően a teljes helyreállítás 4-10 évet is igénybe vehet. Az akadémia kutatói felhívták a figyelmet, hogy a globális felmelegedéshez hasonlóan a napkitörések hatásainak enyhítését is csak a megfelelő felkészülés teheti lehetővé.

Robert Fisher a brit Daily Telegraphnak nyilatkozva elmondta, ehhez az elektromos rendszerek olyan fejlesztéseire lenne szükség, amely az elsődleges hálózat kisülését követően azonnal be tudna kapcsolni, ha a transzformátorállomások és a hálózat terhelését szabályozó kondenzátorok tönkremennek. "Ha tisztában vagyunk vele, hogy egy esetleges katasztrófa közeleg, a megfelelő lépésekkel elejét vehetjük a komolyabb bajnak" - hangsúlyozta a NASA kutatója.

Mit hoz a jövő?

Erdélyi Róbert szerint nem az a kérdés, hogy lesz-e rendkívül erős napkitörés, hanem az, hogy mikor. „Egyelőre kevés adatunk van, ezért nehezen tudjuk meghatározni, hogy mi fog történni, és pontosan mikor” – tette hozzá a professzor. „Az biztos, hogy 2012-2014 között számíthatunk erős kitörésre, azonban nem csak az előrejelzési rendszerinket kéne fejleszteni, hanem a biztonságról is gondoskodni kellene. Az elektromos berendezéseket ugyanis csak akkor lehet megóvni a nagy energiájú részecskéktől, ha azokat időben lekapcsoljuk, jelenleg azonban nincsen olyan rendszer, amely időben képes lenne áramtalanítani a villamos hálózatot és a műholdakat, ha egy erős napkitörést észlelünk. A civilizált társadalom pedig igen sérülékeny, érzékeny az ilyen behatásokkal szemben. Elég csak az izlandi Eyjafjallajökull vulkánra gondolni, amely globális mércével nézve még nem is számít különösebben jelentős eseménynek, mégis elég volt, hogy hetekre megbénítsa Európa légiközlekedését.”

Amerika már készül

Az Egyesült Államok Belbiztonsági Minisztériuma 2008-ban megkezdte egy olyan rendszer kiépítését, amely a globális helymeghatározó rendszer (GPS) kiegészítésére szolgál vészhelyzet esetén. Az eLoran nevű hálózat a műholdas pozicionáló rendszertől független, földi létesítmény, amelynek feladata, hogy a GPS-műholdak üzemzavara esetén képes legyen garantálni az állampolgárok biztonságát és a gazdasági következmények elkerülését, vagy enyhítését. Az eLoran a tengeri és légiközlekedésben már hosszú ideje használt Loran-C továbbfejlesztett változata, amely képes a navigációs eszközök számára lefedettséget biztosítani olyan helyeken is, ahová a műholdas hálózat jelei nem tudnak eljutni, például sűrű erdővel borított területeken, föld alatt, illetve sűrűn beépített városi régiókban. Az eLoran új generációs átjátszó állomásokat használ a jelek továbbítására. Bár a rendszert elsősorban nem a napkitörések ellen fejlesztették ki, hanem más jellegű üzemzavarok esetére, a műholdak üzemzavara esetén is bevethető lehet, ha az átjátszó állomásokat képesek megvédeni a nagy energiájú részecskéktől.

"Napjainkban nem a nukleáris, vagy vegyifegyverek jelenthetik a legveszélyesebb támadási formát, hanem az elektromágneses pulzus (EMP) bombák, amelyek fizikai pusztítás nélkül képesek hasonló jelenséget előidézni, mint a napkitörések, vagyis képesek kiütni az elektromos hálózatot, így nagyobb lakott területek áramellátását szakíthatják meg, annak összes következményével együtt" - tette hozzá Erdélyi Róbert.