Saules plankums ir apgabals ar augstu magnētisko aktivitāti uz Saules virsmas. Tie izskatās tumšāki nekā apkārtējā fotosfēra, jo saules plankumu temperatūra ir zemāka nekā apkārtējās virsmas — parasti aptuveni 3 000–4 500 K, kamēr fotosfēra ir apmēram 5 800 K. Saules plankumi neizstaro mazāk gaismas pašu dēļ, bet tie ir vēsāki, tāpēc salīdzinājumā ar apkārtni šķiet tumšāki. Plankumu izmēri svārstās no maziem punktiem līdz milzīgām struktūrām, kas var būt desmitiem reižu lielākas par Zemes disku.

Kā rodas saules plankumi

Saules plankumi rodas, kad Saules magnētiskais lauks tiek savērpts un koncentrēts tādā mērā, ka tas mazina siltuma pārnesi no Saules iekšienes uz virsmu. Intensīvas magnētiskās plūsmas veidojas kā caurules (magnētiskie plūsmas vadi), kas iznāk caur fotosfēru un kavē konvekciju. Rezultātā konkrētās vietās virsmas temperatūra pazeminās un veidojas tumšāks plankums. Šo procesu ietekmē Saules diferenciālā rotācija (ekvators griežas ātrāk nekā polārās apgabalas) un citi plūsmas mehānismi — kopumā to apraksta saule magnētiskais dinamo teorija.

Uzbūve un īpašības

Saules plankums parasti sastāv no divām daļām:

  • Umbra — tumšākā centrālā daļa, kur magnētiskā lauka intensitāte ir vislielākā un temperatūra zemākā.
  • Penumbra — gaišāka, šķiedrainā apmales zona ap umbru, kur magnētiskais lauks ir vājāks un struktūra ir sarežģītāka.
    • Plankumi bieži parādās grupās kopā ar spilgtām zonām, ko sauc par fācijām (faculae), un ir saistīti ar citām magnētiskām parādībām — saules uzliesmojumiem un koronālajām masveida izsviešanām (CME).

    Saules cikls: 11 un 22 gadi

    Ir novērots tipisks vienpadsmit gadu ilgs Saules plankumu cikls, kurā saules aktivitāte (plankumu skaits un izvietojums) pakāpeniski palielinās līdz maksimumam un pēc tam samazinās līdz minimumam. Šo aptuveni 11 gadu periodu sauc par Švabes (Schwabe) ciklu. Tomēr magnētiskā polaritāte plankumiem parasti mainās katra cikla beigās, tāpēc pilnais magnētiskais cikls ilgst apmēram 22 gadus (Hales cikls). Citu ciklu garumi un intensitāte var mainīties — dažreiz cikls ir garāks vai īsāks, zemāks vai spēcīgāks.

    Vēsturiskie novērojumi un Maundera minimums

    Saules plankumu reģistrācijas dati pastāv kopš 17. gadsimta, kad teleskopi ļāva pirmos regulāros novērojumus. Ir zināms periods, ko sauc par Maundera minimumu (apmēram 1645–1715), kad novērots ļoti maz saules plankumu. Precīzs iemesls šim ilgam zemas aktivitātes periodam nav pilnībā noskaidrots; pieļauj, ka tas saistīts ar Saules magnētiskā dinamo ilgtermiņa svārstībām. Šie pagātnes minimumi palīdz pētīt saules aktivitātes ietekmi uz klimatu, taču cēloņu un seku attiecības joprojām ir daļēji diskutējamas.

    Ietekme uz Zemi un tehnoloģijām

    Saules plankumi paši par sevi nav bīstami, taču ar tiem saistītā magnētiskā aktivitāte var izraisīt spēcīgus saules uzliesmojumus un koronālās masveida izsviešanas. Šīs parādības var radīt:

  • auroras (polāros ziemeļblāzmas),
  • ģeomagnētiskos vētrus, kas var bojāt elektrotīklus un transformatorus,
  • traucējumus satelītu darbībā, radio sakariem un GPS signāliem,
  • paaugstinātu radiācijas līmeni zemas orbītas astronautiem un aviācijā pāri polārajām jomām.
    • Tāpēc saules aktivitātes prognozēšana un kosmiskā laika uzraudzība ir svarīga mūsdienu infrastruktūras aizsardzībai.

    Novērošana un prognozēšana

    Saules plankumus un saules magnētismu mūsdienās novēro gan no zemes, gan no kosmosa. Galvenie instrumenti ietver teleskopus, magnetogrammas un vietās no kosmosa darbināmus observatorijus, piemēram, SOHO un SDO. Zinātnieki izmanto saules plankumu skaitu (Wolf vai sunspot number), magnētiskos laukus un plūsmu modeļus, lai modelētu saules dinamiku. Tomēr precīzas ilgtermiņa prognozes par nākamajiem cikliem joprojām ir izaicinājums, jo iesaistītie procesi Saules iekšienē ir sarežģīti un daļēji nelineāri.

    Īsumā: saules plankumi ir pazeminātas temperatūras, magnētiski aktīvas zonas uz Saules virsmas, kas liecina par Saules magnētiskās aktivitātes svārstībām. Tie ietekmē gan kosmisko laiku, gan tehnoloģijas uz Zemes, un to pētījumi palīdz labāk saprast Saules iekšējos procesus un paredzēt potenciālās sekas.