Die Sonne hat bisher während des Sonnenzyklus Nr. 24 nicht an Rätseln gefehlt.
Und vielleicht ist die größte Nachricht, die die Sonne in letzter Zeit generiert hat, was sie ist ist nicht tun. Wie Space Magazine Kürzlich berichtet, war dieser Zyklus in Bezug auf die Leistung besonders schwach. Der Flip der magnetischen Polarität, der den Höhepunkt des Sonnenmaximums anzeigt, steht gerade vor der Tür, da der aktuelle Sonnenzyklus Nr. 24 nach einem tiefgreifenden Minimum im Jahr 2009 spät gestartet ist…
Oder ist es?
Spannende neue Forschungsergebnisse der University of Michigan im Department of Atmospheric, Oceanic and Space Sciences von Ann Arbor, veröffentlicht in Das astrophysikalische Journal Die vergangene Woche deutet darauf hin, dass wir nur einen Teil des Puzzles betrachten, wenn es um die Aktivität des Sonnenzyklus geht.
Herkömmliche Modelle basieren auf der monatlich gemittelten Sonnenfleckenzahl. Diese Zahl korreliert mit einer statistischen Schätzung der Anzahl der Sonnenflecken auf der der Erde zugewandten Seite der Sonne und wird seit dem ersten Vorschlag von Rudolf Wolf im Jahr 1848 verwendet. Deshalb hören Sie auch die relative Sonnenfleckenzahl, die manchmal als Wolf oder bezeichnet wird Zürich Nummer.
Aber Sonnenfleckenzahlen können nur eine Seite der Geschichte erzählen. In ihrer jüngsten Arbeit mit dem Titel Zwei neuartige Parameter zur Bewertung der globalen Komplexität des Magnetfelds der Sonne und zur Verfolgung des SonnenzyklusDie Forscher Liang Zhao, Enrico Landi und Sarah E. Gibson beschreiben einen neuen Ansatz zur Modellierung der Sonnenaktivität anhand des heliosphärischen Stromblatts der 3D-Dynamik.
Das heliosphärische Stromblatt (HCS) ist die Grenze des Magnetfelds der Sonne, das die nördlichen und südlichen Polaritätsbereiche trennt und sich in das Sonnensystem hinein erstreckt. Während des Sonnenminimums ist das Blatt fast flach und rockartig. Aber während des Sonnenmaximums ist es geneigt, wellig und komplex.
Zwei Variablen, bekannt als SD & SL, wurden von Forschern in der Studie verwendet, um eine Messung zu erstellen, die die 3-D-Komplexität des HCS charakterisieren kann. „SD ist die Standardabweichung der Breiten der Position des HCS auf jeder der Carrington-Karten der Sonnenoberfläche, die uns im Grunde sagt, wie weit das HCS vom Äquator entfernt ist. Und SL ist das Integral der Steigung von HCS auf dieser Karte, was uns sagen kann, wie wellig das HCS auf jeder Karte ist “, sagte Liang Zhao Space Magazine.
Boden- und weltraumgestützte Beobachtungen des Magnetfelds der Sonne nutzen ein Phänomen, das als Zeeman-Effekt bekannt ist und erstmals bei Sonnenbeobachtungen demonstriert wurde, die George Ellery Hale 1908 mit seiner neuen Erfindung des Spektrohelioskops durchführte. Für die jüngste Studie verwendeten die Forscher Daten für einen Zeitraum von 1975 bis 2013 zur Charakterisierung der online vom Wilcox Solar Observatory verfügbaren HCS-Daten.
Der Vergleich des HCS-Werts mit früheren Sonnenfleckenzyklen liefert einige interessante Ergebnisse. Insbesondere der Vergleich der SD- und SL-Werte mit der monatlichen Sonnenfleckenzahl bietet eine „gute Anpassung“ für die vorherigen drei Sonnenzyklen - bis zum 24. Zyklus.
"Wenn wir uns das HCS ansehen, können wir sehen, dass die Sonne bereits 2003 seltsam wirkte", sagte Zhao. „Dieser aktuelle Zyklus, der durch die monatliche Sonnenfleckenzahl gekennzeichnet ist, begann ein Jahr zu spät, aber in Bezug auf die HCS-Werte trat das Maximum von Zyklus Nr. 24 pünktlich auf, mit einem ersten Höhepunkt Ende 2011.“
"Wissenschaftler glauben, dass es in diesem Sonnenmaximum zwei Spitzen in der Sonnenfleckenzahl geben wird, wie im vorherigen Maximum (in ~ 2000 und ~ 2002)", fuhr Zhao fort, "da die Magnetfelder der Sonne in der Nord- und Südhalbkugel asymmetrisch aussehen und Der Norden hat sich in letzter Zeit schneller entwickelt als der Süden. Soweit ich sehen kann, ist der höchste Wert der monatlich gemittelten Sonnenfleckenzahl in diesem Zyklus 24 immer noch der im November 2011. Wir können also sagen, dass der erste Höhepunkt von Zyklus 24 im November 2011 sein könnte, da dies der Fall ist die bisher höchste monatliche Sonnenfleckenzahl in diesem Zyklus. Wenn es einen zweiten Gipfel gibt, werden wir ihn früher oder später sehen. “
Das Papier stellt auch fest, dass Zyklus 24 zwar im Vergleich zu den jüngsten Zyklen besonders schwach ist, sein Aktivitätsbereich jedoch im Vergleich zu Sonnenzyklen der letzten 260 Jahre nicht eindeutig ist.
Der HCS-Wert kennzeichnet die Sonne über eine vollständige Carrington-Rotation von 27 Tagen. Dies ist ein gemittelter Wert für die Rotation der Sonne, da sich die Pole langsamer drehen als die Äquatorregionen.
Die Zeitspanne von ungefähr 22 Jahren, die die Pole benötigen, um wieder zur gleichen Polarität zurückzukehren, entspricht zwei durchschnittlichen 11-Jahres-Sonnenfleckenzyklen. Das Magnetfeld der Sonne war während dieses Zyklus außergewöhnlich asymmetrisch, und zum jetzigen Zeitpunkt hat die Sonne bereits ihre Umkehrung des Nordpols abgeschlossen.
Diese Art von Asymmetrie während einer bevorstehenden Polumkehr wurde erstmals während des Sonnenzyklus 19 aufgezeichnet, der sich von 1954 bis 1964 erstreckte. Die Sonnenzyklen werden ausgehend von Beobachtungen gezählt, die 1749, nur vier Jahrzehnte nach dem Ende des 70-jährigen Maunder-Minimums, begannen.
"Dies ist eine aufregende Zeit, um das Magnetfeld der Sonne zu untersuchen, da wir möglicherweise eine Rückkehr zu einem weniger aktiven Zyklustyp erleben, der eher dem von vor 100 Jahren ähnelt", so die leitende Wissenschaftlerin und Co-Autorin Sarah von NCAR / HAO Sagte Gibson.
Aber dieses Mal wird eine Armada von Weltraum- und bodengestützten Observatorien unseren Wirtsstar wie nie zuvor unter die Lupe nehmen. Das SOlar Heliospheric Observatory (SOHO) ist der Sonne bereits durch das Äquivalent eines vollständigen Sonnenzyklus gefolgt - und jetzt sind STEREO A & B, JAXAs Hinode, ESAs Proba-2 und NASAs Solar Dynamics Observatory im Weltraum hinzugekommen. Der Interface Region Imaging Spectrograph (IRIS) der NASA wurde ebenfalls Anfang dieses Jahres eingeführt und erst kürzlich eröffnet.
Wird es nach der Umkehrung der magnetischen Polarität des Südpols der Sonne einen zweiten Peak geben, oder steht Zyklus 24 kurz vor dem „Verlassen des Gebäudes“? Und wird Zyklus Nr. 25 insgesamt fehlen, wie einige Forscher vorschlagen? Welche Rolle spielt der Sonnenzyklus im komplexen Rätsel des Klimawandels? Diese nächsten Jahre werden sich für die Solarwissenschaft als aufregend erweisen, da die prädiktive Bedeutung der HCS SD & SL-Werte auf die Probe gestellt wird ... und darum geht es in der guten Wissenschaft!
-Lesen Sie die Zusammenfassung mit einem Link zum vollständigen Artikel in Das astrophysikalische Journal von Forschern der University of Michigan hier.
