gov-civil-vilareal.ptWird der aktuelle Sonnenfleckenzyklus der Sonne zischen oder knistern?
>Vor kurzem, kündigte ein Team von Solarwissenschaftlern an dass sie vorhersagen, dass der aktuelle magnetische Zyklus der Sonne, der gerade vor etwa einem Jahr begonnen hat, ziemlich mild sein wird, ähnlich wie der letzte. Ich habe damals darüber geschrieben, weil das Verhalten der Sonne tiefgreifende Auswirkungen auf die Erde haben kann, einschließlich der Beschädigung von Satelliten, der Gefährdung von Astronauten im Weltraum und weit verbreiteten Stromausfällen auf der Erde. Die Folgen können sehr, sehr schwerwiegend sein.
Aber halten Sie die Presse! Ein weiteres Team von Sonnenastronomen hat gerade eine eigene Studie veröffentlicht , und, basierend auf ihrer eher ungewöhnlichen Hypothese über das Verhalten der Sonne , sagen voraus, dass der aktuelle Zyklus sehr stark sein könnte, tatsächlich einer der stärksten, die es je gab!
Wer hat Recht? Nun, wir werden es früh genug herausfinden.
Beim Sonnenminimum (Dez. 2019, links) ist kein Fleck zu sehen, während das Gesicht der Sonne beim Maximum (Juli 2014, rechts) mit Flecken übersät ist. Kredit: NASA / SDO / Joy Ng
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Die Sonne durchläuft einen Zyklus, in dem ihre magnetische Aktivität über einen Zeitraum von etwa 11 Jahren zunimmt und abschwächt (und tatsächlich kehrt sich die Polarität bei jedem Zyklus um, wobei die magnetischen Nord- und Südpole umkehren, es ist also wirklich ein 22-Jahres-Zyklus). Sonnenflecken sind ein Aspekt dieser magnetischen Aktivität; Wenn der Zyklus weitergeht und die Aktivität zunimmt, sehen wir mehr dunkle Sonnenflecken auf der Sonnenoberfläche. Wir sehen auch mehr Sturmaktivitäten wie mächtige explosive Fackeln und riesige koronale Massenauswürfe (CMEs).
Es ist nicht gut verstanden, warum dieser Zyklus existiert oder was tief im Inneren der Sonne vor sich geht, um ihn zu erzeugen, oder warum manchmal ein Zyklus länger oder kürzer ist. Meistens müssen wir von dem, was wir an der Oberfläche sehen, extrapolieren. Wir wissen auch nicht, warum sich die Aktivitätsstärke von Zyklus zu Zyklus ändert, aber manchmal sehen wir weniger Sonnenflecken und manchmal viel mehr.
Die Anzahl der letzten Sonnenfleckenzyklen zählt zum 01. Dezember 2020. Der letzte Zyklus, 24 (Pfeil), war schwach, aber kurz, und Wissenschaftler sagen voraus, dass kurze Länge Zyklus 25 stark sein wird. Kredit: SILSO / Observatorium von Belgien
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Wir kamen gerade aus Zyklus 24, der ziemlich schwach war, mit weniger Sonnenflecken – er war bei etwa 120 gleichzeitig zu sehen. Das Gesicht der Sonne war dann lange leer, bis wir im Januar 2020 wieder Flecken sahen, und erst letzte Woche ein großes . Es ist nicht klar, was passieren wird, wenn wir uns Mitte 2025 dem nächsten Höhepunkt nähern.
Hier kommt das zweite Astronomenteam ins Spiel; sie stimmen nicht mit dem Konsens überein, dass die Aktivität wie im letzten Zyklus sein wird. Sie stützen dies auf frühere Beobachtungen des komplexen magnetischen Verhaltens der Sonne und haben eine seltsame Hypothese darüber aufgestellt, was mit der Sonne vor sich geht.
Wir wissen seit einiger Zeit, dass sich Sonnenflecken, wenn ein Zyklus beginnt, dazu neigen, sich in beiden Hemisphären der Sonne auf mittlerer Breite (etwa 55° vom Sonnenäquator entfernt) zu bilden, und dann sehen wir sie im Laufe der Zeit immer näher an Der Equator. Wenn Sie also zu Beginn des Zyklus suchen, sehen Sie Flecken um den 55° Breitengrad, und ein Jahr später können sie auf 50° heruntergefahren werden.
Das Band auf der Nordhalbkugel hat die umgekehrte magnetische Polarität als das Band auf der Südhalbkugel. Schließlich, wenn sie sich in der Nähe des Äquators treffen, heben sie sich gegenseitig auf. Die Wissenschaftler nennen das die Beendigungsereignis , und wenn das passiert, ist der Zyklus vorbei.
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Aber hier wird es kompliziert. Es dauert ungefähr 19 Jahre, bis die Bänder eines Zyklus den Äquator erreicht haben, und wenn es ungefähr auf halbem Weg ist, bildet sich ein weiterer Satz von Bändern bei 55°. Sie können dies als eine Zunahme der Sonnenaktivität auf diesem Breitengrad sehen, Blitze von extrem ultraviolettem Licht, die über der Oberfläche auftreten, die auf das Vorhandensein tiefer donutförmiger (toroidaler) magnetischer Felder tief unter der Oberfläche hinweisen.
Manchmal verlangsamt sich die Wanderung dieser Bänder durch die mittleren Breiten. Es ist nicht klar, warum. Die Wissenschaftler gehen jedoch davon aus, dass diese Verlangsamung es den am Äquator treffenden Bändern ermöglicht, über längere Zeiträume zu interagieren. Dies führt dazu, dass das Sonnenminimum (wenn die magnetische Aktivität schwach ist und es wenige bis keine Flecken gibt) länger anhält, aber sie stellten bei ihren Beobachtungen fest, dass dies auch bedeutet, dass der nächste Zyklus auch schwächer ist und weniger Sonnenflecken produziert.
Umgekehrt gilt: Je schneller die Bänder über die mittleren Breiten der Sonne wandern, desto stärker ist der nächste Zyklus.
Ein Sonnenfleck von ungefähr der gleichen Größe wie die Erde wurde vom Daniel K. Inouye Solar Telescope beobachtet und enthüllte Details von nur 20 km Durchmesser. Das Bild ist etwa 16.000 km breit. Die Farben sind in Orange, Rot und Braun dargestellt, aber die tatsächlich verwendete Wellenlänge betrug 530 Nanometer im grünen Teil des Spektrums. Kredit: NSO / AURA / NSF
Normalerweise werden Zyklen von Minimum zu Minimum gemessen, aber das ist eigentlich ziemlich schwer zu messen. Diese Abbruchereignisse sind leichter zu messen und liefern eine konkretere Grundlage für Zykluslängen. Auf diese Weise, so behaupten die Wissenschaftler, ist der Zusammenhang zwischen der Zykluslänge und der Aktivität des nächsten Zyklus deutlicher und kann bis zu den ersten im 18. Jahrhundert beobachteten Zyklen verlängert werden.
Wenn man sich die verschiedenen Zyklen ansieht, beträgt die durchschnittliche Länge 11 Jahre, aber einige dauern länger, und sie fanden heraus, dass der Zyklus danach jene waren schwächer. Und wenn ein Zyklus kürzer war, war der nächste Zyklus stärker.
Die Anzahl der Sonnenflecken im Vergleich zur Zykluslänge (links) zeigt, dass der letzte Zyklus, 24, schwach, aber kurz war und nur 9,5 Jahre dauerte. Die Anzahl der Sonnenflecken pro Zyklus, aufgetragen gegen die Länge des vorherigen Zyklus, zeigt einen starken Trend und sagt voraus, dass der aktuelle Zyklus (25) ziemlich stark sein sollte. Kredit: McIntoshet al.
Zyklus 24, der letzte Zyklus, dauerte nach ihrer neuen Methode nur etwa 9,5 Jahre. Das ist viel weniger als der Durchschnitt und gehört zu den kürzesten Zyklen, die man gesehen hat. Daher sagen sie voraus, dass Zyklus 25, in dem wir uns gerade befinden, ziemlich stark sein wird. Sie sagen voraus, dass es ungefähr 233 Punkte haben sollte, obwohl alles in einem Bereich von 204 bis 254 innerhalb ihrer Unsicherheit liegt.
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Aber selbst am unteren Ende ist das fast zweimal was das andere Team für diesen Zyklus vorhersagt. Wir haben also eine klare Unterscheidung zwischen den beiden und das bedeutet, dass wir bald sehen werden, wer Recht hat. Es ist selten, dass zwei konkurrierende Hypothesen so unterschiedlich sind, also ist das Rennen eröffnet!
Die Anzahl der Sonnenflecken – ein Proxy für die magnetische Aktivität der Sonne – seit 1749, was den etwa 11-jährigen Zyklus zeigt. Wissenschaftler sagen voraus, dass unser aktueller Zyklus, 25, sehr stark sein könnte, einer der stärksten, die jemals gesehen wurden. Kredit: McIntoshet al.
Wenn sie richtig liegen, können wir in den nächsten Jahren viel Aktivität von der Sonne erwarten. Das ist kritisch . Es gibt Satelliten im Wert von Hunderten von Milliarden Dollar im Orbit um die Erde, und sie sind durch große Sonnenereignisse wie Flares und CMEs gefährdet , die ihre Schaltung beschädigen oder zerstören können. Astronauten auf der Raumstation müssen im tiefsten Teil der Station Schutz suchen, wenn die Sonne wütend wird, und 1989 (während Zyklus 23) ein großer CME verursachte weit verbreitete Stromausfälle in Kanada , auch in Quebec.
Dies ist eine Bedrohung, die wir ernst nehmen müssen. Leben stehen auf dem Spiel und unsere technologische Lebensweise steht auf dem Spiel. Das sind wichtige Gründe, warum die Solarastrophysik und das Weltraumwetter so intensiv von Wissenschaftlern untersucht werden. Wir müssen diesen Stern, neben dem wir leben, besser verstehen.
