Onderzoekers hebben een verband ontdekt tussen het magnetische veld van de zon en de zonnevlekkencycli, en voorspellen dat de piek van de huidige zonnecyclus op handen is. De ontdekking is cruciaal voor het voorspellen van het ruimteweer en markeert een grote vooruitgang in het begrijpen van de zonnedynamiek.
Onderzoekers van het Indian Center for Advanced Research in Space Sciences van het International Institute for Space Science in Kolkata hebben een nieuw verband ontdekt tussen het magnetische veld van de zon en de zonnevlekkencycli. De ontdekking zou pieken in de zonneactiviteit kunnen helpen voorspellen. Volgens hun onderzoek zal de piek van Zonnecyclus 25, die momenteel aan de gang is, naar verwachting binnenkort plaatsvinden, mogelijk al volgend jaar. Hun resultaten werden gepubliceerd in Monthly Notices of the Royal Astronomical Society: Letters.
Onze ster, de zon, is gemaakt van heet, geïoniseerd gas dat plasma wordt genoemd. De enorme plasmastroom en convectie vormen samen een magnetisch veld in de zon, dat als een donkere vlek op het oppervlak verschijnt. Deze zonnevlekken zijn ongeveer zo groot als de aarde en herbergen een sterk magnetisch veld, ongeveer 10.000 keer sterker dan dat van de aarde.
Soms wordt het magnetische veld van een zonnevlek verstoord door gewelddadige gebeurtenissen, waardoor magnetische zonnestormen ontstaan, zoals uitbarstingen of coronale massa-ejecties. Bij deze stormen komt hoogenergetische straling vrij, waardoor grote hoeveelheden gemagnetiseerd plasma de ruimte in worden geworpen. De krachtigste geomagnetische stormen kunnen grote schade aanrichten aan satellieten, elektriciteitsnetwerken en telecommunicatie.
Eeuwenlange waarnemingen vanaf het begin van de 17e eeuw hebben aangetoond dat het aantal waargenomen zonnevlekken op de zon periodiek varieert. Ongeveer elke elf jaar bereiken het aantal zonnevlekken en de intensiteit van de zonneactiviteit een piek, wanneer wordt verwacht dat de planetaire ruimteomgeving (of het ruimteweer) onderhevig zal zijn aan de ernstigste verstoringen. Het is echter lastig te voorspellen wanneer deze piek zich zal voordoen.
Zonnecycli worden gegenereerd door dynamische mechanismen die worden aangedreven door de energie van plasmastromen in de zon. Het is duidelijk dat dit dynamische mechanisme twee hoofdcomponenten van het magnetische veld van de zon omvat, de ene manifesteert zich als de circulatie van zonnevlekken, en de andere manifesteert zich als de recycling van het grootschalige dipoolmagnetische veld van de zon; dit laatste lijkt veel op het magnetische veld van de aarde: het strekt zich uit van de ene pool van de zon naar de andere. Naarmate de zonnevlekken zich herhalen, wordt ook de sterkte van het dipoolveld van de zon zwakker, en wisselen de magnetische polen van het noorden en het zuiden van positie, opnieuw elke elf jaar.
Waldemeiereffect en nieuwe ontdekkingen
In 1935 ontdekte de Zwitserse astronoom Max Waldmeier dat hoe sneller een zonnevlekkencyclus stijgt, hoe groter de intensiteit ervan, en dus hoe korter het duurt voordat een sterkere zonnevlekkencyclus zijn piekintensiteit bereikt. Deze relatie wordt vaak benut om de intensiteit van de zonnevlekkencyclus te voorspellen op basis van waarnemingen van de vroege opkomende fase van zonnevlekken.
Priyansh Jaswal, Chitradeep Saha en Dibyendu Nandy van het IISER Instituut in Kolkata publiceerden een onderzoeksmanuscript in de Monthly Notices of the Royal Astronomical Society (Monthly Notices of the Royal Astronomical Society Letters) waarin zij de ontdekking rapporteerden van een nieuwe relatie waarin de snelheid van de daling van het magnetische dipoolveld van de zon ook verband houdt met de stijgingssnelheid van de voortdurende zonnevlekkencyclus.
De ontdekking, die is gebaseerd op tientallen jaren aan data-archieven van meerdere zonne-observatoria op de grond over de hele wereld, vormt een aanvulling op het Waldmeier-effect, waarbij de twee belangrijkste componenten van het magnetische veld van de zon met elkaar worden verbonden. Daarmee wordt de theorie ondersteund dat de evolutie van zonnevlekken onlosmakelijk verbonden is met de werking van zonnedynamische processen en daar niet alleen maar een symptoom van is.
Wetenschappers hebben aangetoond hoe waarnemingen van de snelheid waarmee het dipoolmagneetveld van de zon afneemt effectief kunnen worden gecombineerd met waarnemingen van zonnevlekken om te voorspellen wanneer de lopende cyclus zijn hoogtepunt zal bereiken. Uit hun analyse blijkt dat het maximum van Zonnecyclus 25 hoogstwaarschijnlijk begin 2024 zal plaatsvinden, waarbij de onzekerheid aanhoudt tot september 2024.
De ontdekking opent een nieuw venster in het voorspellen van de timing van de piek van de zonnecyclus, wanneer de zonneactiviteit naar verwachting het meest intens zal zijn en verstoringen van het ruimteweer het vaakst voorkomen.