De lange periode van zonnevlekken aan het einde van Zonnecyclus 23 was niet alleen voer voor voorspellingen van de globale koeling - het gaf natuurkundigen aan de zon genoeg om te bestuderen. Hoofdauteur Dibyendu Nandy van het Indian Institute of Science Education and Research in Kolkata, en zijn collega's rapporteren in Natuur vandaag dat de lange reeks zonnevlekvrije dagen tussen zonnecycli 23 en 24 rechtstreeks kan correleren met de snelheid van de noord-zuidstroom van plasma naar de evenaar van de zon. Hun collage hierboven toont magnetische velden in het binnenste van de zon gesimuleerd met behulp van een zonnedynamomodel (midden) en de waargenomen zonnecorona in twee verschillende fasen van zonneactiviteit: een rustfase tijdens het recente, ongebruikelijk lange minimum, rechts, en een relatief actieve fase na het minimum, aan de linkerkant.
De magnetische activiteit van de zon varieert periodiek en vertoont een cyclus van ~ 11 jaar die kan worden gevolgd door de frequentie en locatie van zonnevlekken te observeren. Zonnevlekken zijn sterk gemagnetiseerde gebieden die worden gegenereerd door het interne magnetische veld van de zon en zijn de plaats van zonnestormen die prachtige aurora's genereren, maar ook gevaren opleveren voor satellieten, navigatietechnologieën zoals GPS en communicatie-infrastructuren.
Tegen het einde van zonnecyclus 23, die in 2001 een hoogtepunt bereikte en in 2008 afliep, bereikte de activiteit van de zon een langdurig minimum, gekenmerkt door een zeer zwak polair magnetisch veld en een ongewoon groot aantal dagen zonder zonnevlekken: 780 dagen tussen 2008 en 2010 In een typisch zonne-minimum gaat de zon ongeveer 300 dagen vlekvrij, waardoor het laatste minimum het langste is sinds 1913.
De auteurs van het onderzoek voerden magnetische dynamosimulaties uit van 210 zonnevlekcycli van ongeveer 2000 jaar, terwijl ze de snelheid van de interne meridionale (noord-zuid) plasmastroom van de zon varieerden. Het plasma van de zon stroomt net als de oceaanstromen van de aarde: stijgt naar de evenaar, stroomt naar de polen, zinkt dan en stroomt terug naar de evenaar. Met een typische snelheid van 40 mijl per uur duurt het ongeveer 11 jaar om één lus te maken.
Nandy en zijn collega's ontdekten dat de plasmarivieren van de zon versnellen en vertragen als een defecte transportband, waarschijnlijk als gevolg van gecompliceerde feedback tussen de plasmastroom en magnetische zonnevelden.
"Het is als een productielijn - een vertraging zorgt voor afstand tussen het einde van de laatste zonnecyclus en het begin van de nieuwe", zegt co-auteur Andres Munoz-Jaramillo, een gastonderzoeker bij het Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics .
In het bijzonder schrijven de auteurs, een snelle meridionale stroom in de eerste helft van een cyclus, gevolgd door een langzamere stroom in de tweede helft, leidt tot een diep minimum aan zonnevlekken - en kan de waargenomen kenmerken van de cyclus 23 minimum reproduceren.
Nandy en zijn collega's zeggen dat voortdurende zonne-waarnemingen de sleutel zullen zijn om de modelresultaten te bevestigen en uit te werken.
"We verwachten dat NASA's onlangs gelanceerde Solar Dynamics Observatory nauwkeuriger beperkingen zal opleggen aan de structuur van de plasmastromen diep in het binnenste van de zon, wat nuttig zou kunnen zijn als aanvulling op deze simulaties", schrijven ze.
Bron: Nature and the Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics.
