De zon heeft tot dusver geen tekort aan mysteries opgeleverd tijdens zonnecyclus # 24.
En misschien wel het grootste nieuwsbericht dat de zon onlangs heeft gegenereerd, wat het is is het niet aan het doen. Net zo Space Magazine onlangs gemeld, was deze cyclus qua prestaties bijzonder zwak. De flip van de magnetische polariteit die de piek van het zonnemaximum aangeeft, is net op ons, toen de huidige zonnecyclus # 24 na een diep minimum in 2009 laat op gang kwam ...
Of is het?
Spannend nieuw onderzoek van de University of Michigan in Ann Arbor's Department of Atmospheric, Oceanic and Space Sciences, gepubliceerd in The Astrophysical Journal de afgelopen week suggereert dat we alleen naar een deel van de puzzel kijken als het gaat om zonnecyclusactiviteit.
Traditionele modellen vertrouwen op het maandelijks gemiddelde aantal zonnevlekken. Dit aantal correleert een statistische schatting van het aantal zonnevlekken gezien op de naar de aarde gerichte zijde van de zon en is in gebruik sinds het voor het eerst werd voorgesteld door Rudolf Wolf in 1848. Daarom hoor je ook het relatieve zonnevlekgetal dat soms de wolf wordt genoemd of Zürich nummer.
Maar zonnevlekkennummers vertellen misschien maar één kant van het verhaal. In hun recente paper getiteld Twee nieuwe parameters om de globale complexiteit van het magnetische veld van de zon te evalueren en de zonnecyclus te volgen, beschrijven onderzoekers Liang Zhao, Enrico Landi en Sarah E. Gibson een frisse benadering van het modelleren van zonneactiviteit door te kijken naar het driedimensionale dynamische heliosferische stroomblad.
Het heliosferische stroomvel (of HCS) is de grens van het magnetische veld van de zon dat de noordelijke en zuidelijke polariteitsgebieden scheidt die zich uitstrekken tot in het zonnestelsel. Tijdens het zonne-minimum is de plaat bijna vlak en rokachtig. Maar tijdens zonne-energie is het gekanteld, golvend en complex.
Twee variabelen, bekend als SD & SL, werden door onderzoekers in de studie gebruikt om een meting te produceren die de 3D-complexiteit van de HCS kan karakteriseren. "SD is de standaarddeviatie van de breedtegraden van de positie van de HCS op elk van de Carrington-kaarten van het zonne-oppervlak, wat ons in feite vertelt hoe ver de HCS van de evenaar is verwijderd. En SL is de integraal van de helling van HCS op die kaart, wat ons kan vertellen hoe golvend de HCS op elk van de kaarten is, ”vertelde Liang Zhao Space Magazine.
Op de grond en in de ruimte gebaseerde waarnemingen van het magnetische veld van de zon maken gebruik van een fenomeen dat bekend staat als het Zeeman-effect, dat voor het eerst werd gedemonstreerd tijdens zonnewaarnemingen door George Ellery Hale met behulp van zijn nieuwe vage uitvinding van de spectrohelioscoop in 1908. Voor de recente studie gebruikten onderzoekers gegevens over een periode van 1975 tot 2013 om de HCS-gegevens te karakteriseren die online beschikbaar zijn bij de Wilcox Solar Observatory.
Het vergelijken van de HCS-waarde met eerdere zonnevlekcycli levert een aantal intrigerende resultaten op. Met name het vergelijken van de SD- en SL-waarden met het maandelijkse zonnevlekgetal levert een "goede pasvorm" op voor de voorgaande drie zonnecycli - tot cyclus 24.
'Als we naar de HCS kijken, zien we dat de zon al in 2003 vreemd begon te doen', zei Zhao. "Deze huidige cyclus, gekenmerkt door het maandelijkse aantal zonnevlekken, begon een jaar te laat, maar in termen van HCS-waarden vond het maximum van cyclus # 24 precies op tijd plaats, met een eerste piek eind 2011."
"Wetenschappers geloven dat er in dit zonnemaximum twee pieken zullen zijn in het zonnevlekgetal, zoals in het vorige maximum (in ~ 2000 en ~ 2002)", vervolgde Zhao, "aangezien de magnetische velden van de zon op het noordelijk en zuidelijk halfrond er asymmetrisch uitzien, en het noorden evolueerde sneller dan het zuiden onlangs. Maar voor zover ik kan zien, is de hoogste waarde van het maandgemiddelde aantal zonnevlekken in deze cyclus 24 nog steeds die in november 2011. We kunnen dus zeggen dat de eerste piek van cyclus 24 in november 2011 zou kunnen zijn, aangezien het het hoogste maandelijkse aantal zonnevlekken tot nu toe in deze cyclus. Als er een tweede piek is, zullen we die vroeg of laat zien. '
Het artikel merkt ook op dat hoewel cyclus 24 bijzonder zwak is in vergelijking met recente cycli, het activiteitenbereik niet uniek is in vergelijking met zonnecycli van de afgelopen 260 jaar.
De HCS-waarde kenmerkt de zon gedurende één volledige Carrington-rotatie van 27 dagen. Dit is een gemiddelde waarde voor de rotatie van de zon, aangezien de polen langzamer draaien dan de equatoriale gebieden.
De tijdspanne van ongeveer 22 jaar die de polen nodig hebben om weer terug te keren naar dezelfde polariteit is gelijk aan twee gemiddelde zonnevlekcycli van 11 jaar. Het magnetische veld van de zon was tijdens deze cyclus uitzonderlijk asymmetrisch, en op het moment van schrijven is de zon als eerste klaar met het omkeren van de noordpool.
Dit soort asymmetrie tijdens een op handen zijnde poolomkering werd voor het eerst geregistreerd tijdens zonnecyclus 19, die zich uitstrekte van 1954-1964. Zonnecycli worden genummerd vanaf waarnemingen die begonnen in 1749, slechts vier decennia na het einde van het 70-jarige Maunder-minimum.
"Dit is een opwindende tijd om het magnetische veld van de zon te bestuderen, aangezien we misschien getuige zijn van een terugkeer naar een minder actief type cyclus, meer dan die van 100 jaar geleden," NCAR / HAO senior wetenschapper en co-auteur Sarah Zei Gibson.
Maar deze keer zal een armada van ruimte en observatoria op de grond onze gastster als nooit tevoren onder de loep nemen. Het SOlar Heliospheric Observatory (SOHO) heeft de zon al gevolgd door het equivalent van één complete zonnecyclus - en wordt nu in de ruimte vergezeld door STEREO A & B, JAXA's Hinode, ESA's Proba-2 en NASA's Solar Dynamics Observatory. NASA's Interface Region Imaging Spectrograph (IRIS) werd eerder dit jaar ook gelanceerd en is onlangs geopend voor zaken.
Komt er een tweede piek na de omkering van de magnetische polariteit van de zuidpool van de zon, of staat cyclus 24 op het punt 'het gebouw te verlaten?' En zal cyclus 25 allemaal samen ontbreken, zoals sommige onderzoekers suggereren? Welke rol speelt de zonnecyclus in de complexe puzzel over klimaatverandering? De komende jaren zullen opwindend zijn voor de zonnewetenschap, aangezien de voorspellende betekenis van HCS SD & SL-waarden op de proef wordt gesteld ... en dat is waar het bij goede wetenschap om draait!
-Lees het abstract met een link naar de volledige paper in The Astrophysical Journal door onderzoekers van de Universiteit van Michigan hier.
