Solen har hidtil ikke givet nogen mangel på mysterier under solcyklus # 24.
Og måske er den største nyhed, som Solen har genereret for nylig, hvad det er ikke gør. Som Space Magazine for nylig rapporteret, har denne cyklus været en særlig svag med hensyn til ydeevne. Den magnetiske polaritetsflip, der angiver toppen af solmaksimumet, er lige nu over os, da den aktuelle solcyklus # 24 kom til en sen start efter et dybt minimum i 2009 ...
Eller er det?
Spændende ny forskning fra University of Michigan i Ann Arbor's Department of Atmospheric, Oceanic and Space Sciences offentliggjort i The Astrophysical Journal denne sidste uge antyder, at vi kun ser på en del af puslespillet, når det kommer til solcyklusaktivitet.
Traditionelle modeller er afhængige af det månedlige gennemsnitlige solfleksnummer. Dette tal korrelerer en statistisk vurdering af antallet af solflekker, der ses på den jordovervendte side af Solen, og har været i brug siden først foreslået af Rudolf Wolf i 1848. Derfor hører du også det relative solfleksnummer, som nogle gange kaldes Ulven eller Zürich nummer.
Men antallet af solflekker fortæller muligvis kun den ene side af historien. I deres nylige artikel med titlen To nye parametre til evaluering af den globale kompleksitet i solens magnetfelt og sporing af solcyklussen, forskere Liang Zhao, Enrico Landi og Sarah E. Gibson beskriver en frisk tilgang til model solaktivitet ved at se på den 3-D dynamiske heliosfæriske strømark.
Det heliosfæriske strømark (eller HCS) er grænsen til solens magnetiske felt, der adskiller de nordlige og sydlige polaritetsregioner, der strækker sig ud i solsystemet. Under solens minimum er pladen næsten flad og nederdelagtig. Men under solmaksimum er det vippet, bølget og komplekst.
To variabler, kendt som SD & SL, blev brugt af forskere i undersøgelsen til at fremstille en måling, der kan karakterisere 3-D-kompleksiteten af HCS. ”SD er standardafvigelsen for breddegraderne for HCS's position på hvert af Carrington-kortene over soloverfladen, som dybest set fortæller os, hvor langt væk HCS er fordelt fra ækvator. Og SL er integralet af HCS-hældningen på det kort, der kan fortælle os, hvor bølget HCS er på hvert kort, ”fortalte Liang Zhao Space Magazine.
Jord- og rumbaserede observationer af Solens magnetfelt udnytter et fænomen kendt som Zeeman-effekten, som først blev demonstreret under solobservationer udført af George Ellery Hale ved hjælp af sin nye fangede opfindelse af spektrohelioskopet i 1908. Til den nylige undersøgelse anvendte forskere data, der dækker en periode fra 1975 til 2013 for at karakterisere de HCS-data, der er tilgængelige online fra Wilcox Solar Observatory.
Sammenligning af HCS-værdien med tidligere solflekkecyklusser giver nogle spændende resultater. Især sammenligning af SD- og SL-værdier med det månedlige solfleksnummer giver en "god pasform" til de foregående tre solcyklusser - helt frem til cyklus # 24.
”Når vi ser på HCS, kan vi se, at Solen begyndte at virke underligt allerede i 2003,” sagde Zhao. "Denne aktuelle cyklus, som er kendetegnet ved det månedlige solfleksnummer, startede et år for sent, men med hensyn til HCS-værdier forekom maksimumet af cyklus nr. 24 lige til tiden med en første top i slutningen af 2011.
”Forskere mener, at der vil være to toppe i solflekketallet i dette solmaksimum som i det foregående maksimum (i ~ 2000 og ~ 2002),” fortsatte Zhao, “da solens magnetiske felter i den nordlige og sydlige halvkugle ser asymmetriske ud, og nord udviklede sig hurtigere end syd for nylig. Men så vidt jeg kan se, er den højeste værdi af det gennemsnitlige solfleksnummer i denne cyklus 24 stadig den i november 2011. Så vi kan sige, at den første top i cyklus 24 kunne være i november 2011, da det er det hittil højeste månedlige solfleksantal i denne cyklus. Hvis der er en anden top, vil vi se det før eller senere. ”
Papiret bemærker også, at selvom cyklus 24 er særlig svag sammenlignet med de seneste cyklusser, er dens aktivitetsområde ikke unik sammenlignet med solcykler i de sidste 260 år.
HCS-værdien karakteriserer Solen over en komplet Carrington-rotation på 27 dage. Dette er en gennemsnitlig værdi for solens rotation, da polerne roterer langsommere end ækvatorregionerne.
Det tidsrum på cirka 22 år, det tager for polerne at vende tilbage til den samme polaritet igen, er lig med to gennemsnitlige 11-årige solflekcykler. Solens magnetfelt har været usædvanligt asymmetrisk under denne cyklus, og fra denne skrivning er Solen allerede færdig med sin vending af nordpolen først.
Denne form for asymmetri under en forestående polvending blev først registreret under solcyklus 19, der spænder fra 1954-1964. Solcykler nummereres fra observationer, der begyndte i 1749, kun fire årtier efter afslutningen af det 70-årige Maunder Minimum.
”Dette er et spændende tidspunkt at studere solens magnetfelt, da vi måske er vidne til en tilbagevenden til en mindre aktiv type cyklus, mere som dem for 100 år siden,” seniorforsker og medforfatter fra NCAR / HAO Sarah Sagde Gibson.
Men denne gang vil en armada af rum og jordbaserede observatorier undersøge vores værtsstjerne som aldrig før. SOlar Heliospheric Observatory (SOHO) har allerede fulgt solen gennem ækvivalent med en komplet solcyklus - og det er nu blevet samlet i rummet af STEREO A & B, JAXA's Hinode, ESA's Proba-2 og NASAs Solar Dynamics Observatory. NASAs Interface Region Imaging Spectrograph (IRIS) blev også lanceret tidligere i år og er netop for nylig åben for forretning.
Er der en anden top efter den magnetiske polaritetsvending af Solens sydpol, eller er cyklus # 24 ved at "forlade bygningen?" Og vil cyklus nr. 25 være fraværende sammen, som nogle forskere antyder? Hvilken rolle spiller solcyklussen i det komplekse klimaændringspuslespil? Disse næste par år vil vise sig at være spændende for solvidenskab, da den forudsigelige betydning af HCS SD & SL-værdier sættes på prøve ... og det er, hvad god videnskab handler om!
-Læs abstraktet med et link til det fulde papir i The Astrophysical Journal af University of Michigan forskere her.
