Planirate putovanje na Mars? Uzmi dosta štita. Prema senzorima na NASA-inom svemirskom brodu ACE (Advanced Composition Explorer), galaktičke kozmičke zrake upravo su pogodile maksimum svemirskog doba.
"U 2009. godini intenziteti kozmičkih zraka porasli su 19% iznad svega što smo vidjeli u posljednjih 50 godina", kaže Richard Mewaldt iz Caltech-a. "Povećanje je značajno i moglo bi značiti da trebamo preispitati koliko astronauti koji štite zračenje sa sobom u misijama iz svemira."
Uzrok navale je solarni minimum, duboko zatiranje u solarnoj aktivnosti koje je započelo oko 2007. i traje do danas. Istraživači su dugo znali da se kozmičke zrake povećavaju kada sunčeva aktivnost opada. Trenutno je solarna aktivnost slaba kao u modernom vremenu, postavljajući pozornicu onome što Mewaldt naziva "savršenom olujom kozmičkih zraka."
„Doživljavamo najdublji solarni minimum u skoro stoljeću,“ kaže Dean Pesnell iz Goddard Centra za svemirske letove, „pa ne čudi da su kozmičke zrake na rekordnim razinama za svemirsko doba“.
Galaktičke kozmičke zrake dolaze izvan Sunčevog sustava. To su subatomske čestice - uglavnom protoni, ali i neka teška jezgra - ubrzana do skoro svjetlosne brzine udaljenim eksplozijama supernove. Kozmičke zrake uzrokuju "zračne tuše" sekundarnih čestica kada udaraju u Zemljinu atmosferu. Oni predstavljaju opasnost za zdravlje astronauta. I jedna kozmička zraka može onesposobiti satelit ako pogodi nesretni integrirani krug.
Sunčevo magnetsko polje prva je naša obrana protiv ovih jako nabijenih, energetskih čestica. Čitav sunčev sustav od Merkura do Plutona i šire okružen je mjehurićem solarnog magnetizma zvanim "heliosfera". Izvire iz sunčevog unutarnjeg magnetskog dinamota i napuhan je do gangantskih razmjera sunčevim vjetrom. Kada kozmička zraka pokušava ući u Sunčev sustav, mora se boriti kroz vanjske slojeve heliosfere; i ako se napravi unutra, postoji gustina magnetskih polja koja čekaju da se rasprše i odvrate uljez.
"U vrijeme male sunčeve aktivnosti, ovo prirodno zaštitno sredstvo je oslabljeno, a više kozmičkih zraka uspijeva doprijeti do unutarnjeg Sunčevog sustava", objašnjava Pesnell.
Mewaldt navodi tri aspekta trenutnog solarnog minimuma koji se kombiniraju kako bi stvorili savršenu oluju:
(1) Sunčevo magnetsko polje je slabo. "Došlo je do naglog pada sunčevog međuplanetarnog magnetskog polja (MMF) na samo 4 nanoTesla (nT) od tipičnih vrijednosti od 6 do 8 nT", kaže on. "Ovaj rekordno nizak MMF nedvojbeno doprinosi rekordno visokim protocima kozmičkih zraka."
(2) Sunčev vjetar zastaje. "Mjerenja svemirske letjelice Ulysses pokazuju da je tlak sunčevog vjetra na nižem 50 godina", nastavlja on, "tako da magnetski mjehurić koji štiti Sunčev sustav ne napuhava koliko uobičajeno." Manji mjehurić daje kozmičkim zrakama kraće pucanje u Sunčev sustav. Nakon što kozmička zraka uđe u Sunčev sustav, ona mora "plivati uzvodno" protiv sunčevog vjetra. Brzine sunčanog vjetra spustile su se na vrlo niske razine u 2008. i 2009. godini, što je olakšalo kretanje kozmičke zrake nego inače.
(3) Trenutni list je ravnanje. Zamislite da sunce nosi balerininu suknju široku poput cijelog Sunčevog sustava s električnom strujom koja teče duž valovitih nabora. To je "heliosferični strujni list", ogromna tranzicijska zona u kojoj se polaritet magnetskog polja Sunca mijenja od plus (sjever) do minus (jug). Aktualni list je važan jer kozmičke zrake imaju tendenciju da se rukovode njegovim naborima. U posljednje vrijeme trenutni se list sve više smanjuje, omogućavajući kozmičkim zrakama izražniji pristup unutarnjem Sunčevom sustavu.
"Ako se spljoštenje nastavi kao u prethodnim solarnim minima, mogli bismo vidjeti kako se kozmički zračni tokovi skoče sve do 30% iznad prethodnih vrhunaca u svemirskom dobu", predviđa Mewaldt.
Zemlja nije u velikoj opasnosti od dodatnih kozmičkih zraka. Atmosfera planeta i magnetsko polje kombiniraju se u obliku sjajnog štita od zračenja u svemiru, štiteći ljude na površini. Doista, oluje smo izdržali puno gore od ove. Prije stotina godina, protoci kozmičkih zraka bili su barem 200% veći nego što su sada. Istraživači to znaju jer kada kozmičke zrake udaraju u atmosferu, proizvode izotop berilija-10, koji je sačuvan u polarnom ledu. Ispitivanjem ledenih jezgara moguće je procijeniti protoke kozmičkih zraka više od tisuću godina u prošlost. Čak i uz nedavni nalet, kozmičke zrake su danas znatno slabije nego što su to bile nekada u proteklom tisućljeću.
"Svemirsko doba je do sada proživjelo vrijeme relativno slabe aktivnosti kozmičkih zraka", kaže Mewaldt. "Možda se sada vraćamo na razine tipične za prošla stoljeća."
NASA svemirski brod nastavit će pratiti situaciju kako se solarni minimum razvija. Pratite ažuriranja.
