W 1844 roku niemiecki astronom amator Samuel H. Schwabe odkrył zjawisko cyklicznej aktywności słonecznej i pojawiania się plam słonecznych. Dzisiaj wiemy, że oscyluje ona w rytmie ok. 11 lat, a pełny okres magnetyczny naszej gwiazdy trwa 22 lata. Niektóre badania wskazują, że przyczyną zmian są warunki panujące pod „powierzchnią” naszej gwiazdy, którą jest warstwa gorącej plazmy – gazu przewodzącego elektryczność, mającego głębokość 200 000 kilometrów. Plazma w tej strefie konwekcyjnej jest ciągle w ruchu.
Próby wyjaśnienia tajemnicy cykli słonecznych podjął się międzynarodowy zespół naukowców z Instytutu Badań Układu Słonecznego im. Maxa Plancka, Uniwersytetu w Getyndze i New York University Abu Dhabi. Badacze przedstawili najbardziej kompleksowy obraz przepływów plazmy na linii północ–południe naszej gwiazdy. W powtarzających się 22-letnich okresach plazma dokonuje pojedynczych obrotów na każdej półkuli słonecznej. Kierunek ruchu plazmy tworzy dwa okręgi, które oddalają się od siebie w kierunku „biegunów” Słońca, a następnie powracają w kierunku „równika”. Plamy tworzą się, kiedy ruch plazmy zbliża się do równika podczas tego cyklu. – W trakcie cyklu słonecznego przepływ południkowy działa jak przenośnik taśmowy, który ciągnie pole magnetyczne i ustawia okres cyklu słonecznego – tłumaczy szef zespołu badawczego prof. dr Laurent Gizon. Liczba plam słonecznych na widocznej powierzchni Słońca jest zatem różna i zależy od etapu przepływu plazmy. Czasami jest ich więcej, czasem mniej. Odległość między dwoma maksimami plam słonecznych wynosi około 11 lat, po 22 latach plamy słoneczne są ponownie polaryzowane magnetycznie w ten sam sposób.
Podczas maksimum pojawiają się nie tylko duże plamy słoneczne, ale także bardzo aktywne regiony. Wtedy powstają olbrzymie wyrzuty gorącej plazmy. Są to protuberancje, które powodują Koronalne Wyrzuty Masy (CME). Słońce wystrzeliwuje w przestrzeń miliardy ton elektronów, protonów i jonów, które pędzą z prędkością nawet do 2000 km/s. Zdarza się, że niektóre z nich docierają w okolice Ziemi. Takie zjawisko nazywa się „full halo CME”. Stanowi ono bardzo poważne zagrożenie dla sieci przesyłowych energii elektrycznej na rozległych obszarach naszej planety. Podczas maksimum aktywności słonecznej może występować nawet pięć razy dziennie.
Dzięki analizie rdzeni ziemskich lodowców wiemy, że nasza cywilizacja dwukrotnie doświadczyła takiego zjawiska: w latach 773– 774, co spowodowało wzrost radioaktywnego węgla-14 o 1,2 proc., oraz między 28 sierpnia a 2 września 1859 r., kiedy burza magnetyczna powodowała, że papier w urządzeniach telegraficznych zapalał się od iskier. Ostatni najsilniejszy rozbłysk słoneczny nastąpił we wrześniu 2017 r. Maksimum rozpoczętego na przełomie 2019 i 2020 r. cyklu słonecznego powinno nastąpić między 2023 i 2025 r. Silna burza magnetyczna będzie mogła spowodować przeciążenia sieci energetycznej. Gdyby takie zjawisko ponownie miało rozmiary burzy magnetycznej z 1859 r., nasza cywilizacja cofnęłaby się do pierwszej połowy XIX wieku. Warto to mieć na uwadze, archiwizując cyfrowo biblioteki, dokumentacje medyczne, zbiory rodzinne, świadectwa, akty notarialne czy odkładając pieniądze w banku. Pocieszające jest jednak, że „full halo CME” powtarzają się średnio co pół tysiąca lat.
