Az ógörög asztronómusok még sima felületű, izzó gömbnek tekintették a Napot. A későbbi megfigyelések rácáfoltak erre az elképzelésre, árnyékokat, foltokat fedezve fel a Nap felszínén.
Ezeknek sokáig nem tulajdonítottak jelentőséget, megjelenésüket véletlenszerűnek, alakjukat meghatározhatatlannak tartották. Henry Schwabe a napkorong (1826-tól kezdődő) több mint húsz éven át tartó megfigyeléséből azt a következtetést vonta le, hogy a foltok száma tízéves periódusokban nő, illetőleg csökken. Ugyanebben az időben Johann van Lamont a mágnestű viselkedésében fedezett fel tízéves periodicitást. A jelenséget magyarázó első publikáció, mely kapcsolatba hozta a mágneses tevékenységet a naptevékenységgel, 1852 márciusában jelent meg Edward Sabin angol kutató tollából.
Rudolf Wolf, összevetve Lamont és Schwabe eredményeit, a napfolttevékenység közepes periodicitását tizenegy egész egykilenced évben állapította meg.
Mit tudunk ma a napfoltokról?
A foltok kezdetben apró sötét pontok képében jelentkeznek a Nap fotoszférájában, keresztmetszetük csupán 2000 kilométer. Néhány napon belül válnak tényleges foltokká, maximális kifejlődésüket két hét alatt érik el. Élettartamuk mintegy három hónap, egy közepes nagyságú folt átmérője 50 000 km (négyszer nagyobb a Föld átmérőjénél). Sötét központi maggal rendelkeznek, amelyet szürkés félárnyék vesz körül. Rendszerint csoportokat képeznek: egy nagyobb csoporthoz száznál több különböző méretű napfolt is tartozhat, amelyek a napkorong egynegyedét is beárnyékolhatják, s így szabad szemmel is jól láthatók. A Nap északi és déli féltekéjén, mondhatni, egyidőben jelentkezhetnek. Gyakoriak a napegyenlítőtől azonos távolságra eső napfoltcsoportok. Érdekes tulajdonságuk, hogy a periódus elején a foltok a magasabb szélességeken jelennek meg, a periódus végére pedig „lecsúsznak” az alacsonyabb szélességek zónájába.
Sokszor már megjelennek az új ciklus foltjai, mikor az előző cikluséi még láthatók a Nap egyenlítője körül. Felszínük a környező fotoszféránál alacsonyabb hőmérsékletű, mágneses terük körülbelül háromszor erősebb a Napénál és a 3000 gausst is elérheti. (A Földé nem haladja meg a 0,5 gausst.)
Napfoltok és magnetohidrodinamika
A napfoltok említett érdekes tulajdonságait a magnetohidrodinamika segítségével próbálják magyarázni. Ez az új tudományág nagy vezetőképességű folyadékok, ionizált gázok: az úgynevezett plazma mozgását tanulmányozza. A Nap hőmérsékletén pedig a hidrogén és a hélium, amelyek a Nap tömegének legnagyobb részét képezik, kétségtelenül nagyfokúan ionizáltak, plazmát képeznek.
1958-ban Parker a chicagói egyetem fizikusa a napkorong vizsgálata során megállapította, hogy a Napból állandóan plazma áramlik, amely – feltételezése szerint – légáramlathoz hasonlóan „körüllengi” a Földet is. Később nagy magasságban, excentrikus pályán keringő mesterséges holdak műszerei valóban jelezték a Föld atmoszférájában a plazma jelenlétét.
Fokozottabb naptevékenység idején a plazma áramlása erőteljesebb. Ugyanakkor a naptevékenység okozta rövidhullámú elektromágneses sugárzás mélyen behatol a Föld atmoszférájába (mintegy 65 km magasságig) és a levegő nagyfokú ionizációját idézi elő. Ugyancsak a naptevékenység hatására rövid életű, de erős elektromos áramok jönnek létre, ezek mágneses tere okozza az iránytű váratlan kilengését, létrehozva azt a jelenséget, amelyet „mágneses viharnak” neveznek.
Mi okozza a tizenegy éves ciklust?
A napfolttevékenység megmagyarázására felállított hipotézisek nem kerülhetik meg a ciklusosság problémáját. Egyesek feltételezik, hogy a Nap belsejében ritmikus változások zajlanak, s ezek vezetnek a napfolttevékenység 11 éves periódusához. Egy másik feltevés szerint a naptevékenységet valamilyen (periodikus jellegű) külső tényező okozza. Ebből a szempontból csak a bolygók mozgása jöhet számításba. Ennek az elképzelésnek a hívei a napfoltperiódusokat a földi apály-dagály jelenségéhez hasonlóan magyarázzák. Erőteljes naptevékenység tulajdonítható például a két legnagyobb bolygó a Szaturnusz és a Jupiter gravitációs hatásának, ugyanakkor a belső bolygók a Naphoz való közelségük miatt a ciklusok meghatározásában nagyobb jelentőségűek, mint a külsők. Ez a feltételezés a tudományos világban nem általánosan elfogadott. Az ellenvéleményt hangoztatók szerint a bolygók tömege nagyon is jelentéktelen a Napéhoz képest, s ezért valószínűtlen, hogy bármilyen folyamatot is befolyásoljanak a Napon.
Mi a heliobiológia?
A biológia különböző területein több mint száz éve végzett megfigyelések az adatok olyan tömegével bizonyítják a földi élet kapcsolatát a naptevékenységgel, hogy ezek rendszerezésének szükségessége új tudományt hozott létre. Ez az új tudomány a heliobiológia.
Az élő szervezetek attól függően, hogy mennyire érzékenyek a helio-geofizikai tényezőkre, három csoportba oszthatók. Az első csoportnál a mágneses viharok azonnali reakciókat váltanak ki. A másodiknál a reakció egy napot késik, a harmadiknál gyenge vagy el is maradhat.
Az emberi szervezetben a vér koaguláló és antikoaguláló rendszere egyike azoknak, amelyek naptevékenységre legérzékenyebben reagálnak. Betegség vagy legyengülés esetén, amikor ez a rendszer nem képes kiegyenlíteni a naptevékenység káros hatását, gyakoriak az infarktusok, trombózisos megbetegedések és kómás állapotok.
„Jóslatok” naptevékenység alapján?
A múltban lezajlott, életre kiható folyamatok legjobb rögzítői a fák. Az évgyűrűk vastagsága, változásuk ciklusossága a Nap-Föld kapcsolat legszemléletesebb megnyilvánulása. A voronyezsi erdőmérnöki intézet kutatói megállapították, hogy az utóbbi évszázad erőteljesebb naptevékenysége a gyakori szárazságok miatt károsan befolyásolta az erdők növekedését. Az erdőmérnökök úgy vélik, hogy az elkövetkező három-négy évtizedben és a XXI. század elején a körülmények még kedvezőtlenebbek lesznek a fák növekedése számára.
A sáskajárások hatalmas károkat okoznak az emberiségnek. Mindmáig senki sem figyelt fel a sáskajárások ciklusosságára. Az újabb vizsgálatok kiderítették, hogy a sáskák nagyméretű elszaporodása tíz-tizenhárom éves ciklust ölel fel. Az utóbbi évtizedek sáskajárásainak évei, 1926-31, 1940-44, 1950-56. Körülbelül ezekben az években mérték Ázsia és Afrika trópusi zónáiban a legnagyobb esőmennyiséget is.
Századunk divatos járványbetegsége az influenza. A virológusok azzal magyarázzák a tömeges influenza-megbetegedéseket, hogy az emberiség bizonyos periódusokra elveszti immunitását a vírusokkal szemben. A megbetegedési hullám kezdetének időpontja egybeesik a naptevékenységben beállott hirtelen változásokkal. Megbetegedési ciklusok körülbelül tizenegy évenként figyelhetők meg, harmincöt évenként pedig a betegség rendkívüli méreteket ölt.
Hogy okozatilag mi módon függ össze megbetegedés és a naptevékenység, még nem ismeretes. Feltételezhető, hogy a naptevékenység a vírusok erőteljesebb szaporodását idézi elő. (Érdekes, hogy az influenzás megbetegedések kiindulási gócai főleg a 30-50° északi szélesség zónájába tehetők.)
Az élő szervezetek naptevékenységgel való szoros kapcsolata, az UNESCO keretén belül úgynevezett globális biológiai állomások létesítésének gondolatát vetette fel.
Ezek a megfigyelő állomások a nap minden órájában információkat nyújtanak az élő szervezetek naptevékenységgel kapcsolatos funkcionális változásairól (vérnyomás, véralvadó képesség, fehérvérsejtek száma, különböző szervek elektromos aktivitása stb.). A jövőben az érrendszer és szívmegbetegedések gyógyításához, operációk beütemezéséhez, s úgyszintén egyes betegségek megelőzéséhez ezek az adatok minden bizonnyal nélkülözhetetlenné válnak.
Megjelent A Hét III. évfolyama 1. számában, 1972. január 7-én.