Solen har ikke gitt noen mangel på mysterier hittil under solsyklus # 24.
Og kanskje den største nyhetshistorien som solen har generert nylig, er hva den har er ikke driver med. Som Space Magazine nylig rapportert, har denne syklusen vært spesielt svak når det gjelder ytelse. Den magnetiske polaritetsflippen som signaliserer toppen av solmaksimum er akkurat nå over oss, da den nåværende solsyklus nr. 24 kom til en sen start etter et dypt minimum i 2009 ...
Eller er det?
Spennende ny forskning fra University of Michigan i Ann Arbor’s Department of Atmospheric, Oceanic and Space Sciences publisert i The Astrophysical Journal den siste uken antyder at vi bare ser på en del av puslespillet når det kommer til solsyklusaktivitet.
Tradisjonelle modeller er avhengige av det gjennomsnittlige antall solflekker. Dette tallet korrelerer en statistisk estimering av antall solflekker sett på den jordovervendte siden av sola og har vært i bruk siden først foreslått av Rudolf Wolf i 1848. Derfor hører du også det relative solfleksnummeret noen ganger referert til som Ulven eller Zürich-nummer.
Men antall solflekker forteller kanskje bare den ene siden av historien. I nyere artikkel med tittelen To nye parametere for å evaluere den globale kompleksiteten til solens magnetfelt og spore solsyklusen, forskere Liang Zhao, Enrico Landi og Sarah E. Gibson beskriver en frisk tilnærming til å modellere solaktivitet ved å se på den 3D-dynamiske heliosfæriske strømarket.
Det heliosfæriske strømarket (eller HCS) er grensen for solens magnetiske felt som skiller de nordlige og sørlige polaritetsregionene som strekker seg ut i solsystemet. Under solens minimum er arket nesten flatt og skjørtlignende. Men under solmaksimum er det vippet, bølget og sammensatt.
To variabler, kjent som SD & SL, ble brukt av forskere i studien for å produsere en måling som kan karakterisere 3-D-kompleksiteten til HCS. "SD er standardavviket for breddegradene til HCSs posisjon på hvert av Carrington-kartene over soloverflaten, som i utgangspunktet forteller oss hvor langt unna HCS er distribuert fra ekvator. Og SL er integreringen av HCS-skråningen på det kartet, som kan fortelle oss hvor bølget HCS er på hvert av kartet, ”fortalte Liang Zhao Space Magazine.
Jord- og rombaserte observasjoner av solens magnetiske felt utnytter et fenomen kjent som Zeeman-effekten, som først ble demonstrert under solobservasjoner utført av George Ellery Hale ved å bruke sin nye fangede oppfinnelse av spektrohelioskopet i 1908. For den siste studien brukte forskere data som dekker en periode fra 1975 til 2013 for å karakterisere HCS-dataene som er tilgjengelige online fra Wilcox Solar Observatory.
Sammenligning av HCS-verdien mot tidligere solflekk-sykluser gir noen spennende resultater. Sammenligning av SD- og SL-verdiene med det månedlige solflekknummeret gir spesielt en "god passform" for de tre foregående solsyklusene - helt frem til syklus # 24.
"Når vi ser på HCS, kan vi se at Sola begynte å virke rart allerede i 2003," sa Zhao. "Denne nåværende syklusen, preget av det månedlige solfleksnummeret, startet et år for sent, men når det gjelder HCS-verdier, skjedde det maksimale av syklus nr. 24 rett tid, med en første topp i slutten av 2011."
"Forskere tror det vil være to topper i solflekketallet i dette solmaksimum som i det forrige maksimum (i 2000 og ~ 2002)," fortsatte Zhao, "siden solens magnetiske felt i den nordlige og sørlige halvkule ser asymmetriske ut, og nord utviklet seg raskere enn sør nylig. Men så vidt jeg kan se, er den høyeste verdien av gjennomsnittlig antall solflekker i denne syklusen 24 fortsatt den i november 2011. Så vi kan si at den første toppen av syklus 24 kan være i november 2011, siden det er det høyeste månedlige solflekketallet hittil i denne syklusen. Hvis det er en topp, vil vi se den før eller senere. "
Papiret bemerker også at selv om syklus 24 er spesielt svak sammenlignet med nylige sykluser, er aktivitetsområdet ikke unikt sammenlignet med solsykluser de siste 260 årene.
HCS-verdien kjennetegner Solen over en komplett Carrington-rotasjon på 27 dager. Dette er en gjennomsnittlig verdi for solens rotasjon, ettersom polene roterer saktere enn ekvatorialområdene.
Det omtrent 22 år lange tidsrommet det tar for polene å snu tilbake til samme polaritet igjen, er lik to gjennomsnittlige 11 års solflekksykluser. Solens magnetfelt har vært eksepsjonelt asymmetrisk i løpet av denne syklusen, og fra og med denne skrivingen har solen allerede avsluttet sin reversering av nordpolen først.
Denne typen asymmetri under en forestående pol reversering ble først registrert under solcyklus 19, som spant 1954-1964. Solcykler er nummerert fra observasjoner som begynte i 1749, bare fire tiår etter slutten av det 70 år lange Maunder Minimum.
"Dette er et spennende tidspunkt å studere solfeltets magnetfelt, ettersom vi kan være vitne til en tilbakevending til en mindre aktiv syklus, mer som for 100 år siden," seniorforsker og medforfatter i NCAR / HAO, Sarah Sa Gibson.
Men denne gangen vil en armada av verdensrommet og bakkebaserte observatorier granske vår vertsstjerne som aldri før. SOlar Heliospheric Observatory (SOHO) har allerede fulgt solen gjennom ekvivalenten til en komplett solsyklus - og den er nå blitt samlet i verdensrommet av STEREO A & B, JAXAs Hinode, ESAs Proba-2 og NASAs Solar Dynamics Observatory. NASAs Interface Region Imaging Spectrograph (IRIS) ble også lansert tidligere i år og har nettopp åpnet for virksomhet.
Blir det en ny topp etter magnetisk polaritets reversering av Solens sørpol, eller er syklus # 24 i ferd med å "forlate bygningen?" Og vil syklus nr. 25 være fraværende sammen, som noen forskere antyder? Hvilken rolle spiller solsyklusen i det komplekse klimaendringspuzzlet? Disse neste årene vil vise seg å være spennende for solvitenskap, ettersom den prediktive betydningen av HCS SD & SL-verdier blir satt på prøve ... og det er det god vitenskap handler om!
-Les sammendraget med en lenke til hele papiret i The Astrophysical Journal av forskere fra University of Michigan her.
