Regelmäßiger Sonnenzyklus könnte unterbrochen werden

Gehen wir in die Version des Maunder-Minimums des 21. Jahrhunderts? Drei Forscher, die drei verschiedene Aspekte der Sonne untersuchen, sind alle zu dem gleichen Schluss gekommen: Die regelmäßigen Sonnenzyklen der Sonne könnten sich abschalten oder in den Winterschlaf gehen. Für den nächsten Sonnenzyklus (Zyklus Nr. 25) wird ein starker Rückgang der Sonnenaktivität vorhergesagt, und unser aktueller Sonnenzyklus (Nr. 24) könnte der letzte typische sein. "Drei sehr unterschiedliche Arten von Beobachtungen, die alle in die gleiche Richtung weisen, sind sehr überzeugend", sagte Dr. Frank Hill vom National Solar Observatory heute bei einer Pressekonferenz. "Zyklus 24 kann der letzte normale sein, und 25 kann nicht einmal passieren."

Obwohl die Sonne vor kurzem aktiv war, als sie sich 2013 dem Sonnenmaximum näherte, gibt es drei Hinweise, die auf einen Sonnenzyklus hinweisen, der möglicherweise unterbrochen wird. Sie sind: ein fehlender Strahl, eine langsamere Aktivität in der Nähe der Sonnenpole und ein schwächendes Magnetfeld, was bedeutet, dass die Sonnenflecken verblassen. Hill untersuchte zusammen mit Dr. Richard Altrock vom Air Force Research Laboratory und Dr. Matt Penn vom National Solar Observatory unabhängig voneinander die verschiedenen Aspekte des Sonneninneren, der sichtbaren Oberfläche und der Korona und alle stimmen mit diesem Zyklus 25 überein stark reduziert oder kann überhaupt nicht passieren.

Die Sonnenaktivität, einschließlich der Anzahl der Sonnenflecken, steigt und fällt im Durchschnitt etwa alle 11 Jahre – manchmal sind die Zyklen nur 9 Jahre lang, manchmal sogar 13 Jahre. Die Magnetpole der Sonne kehren sich ungefähr alle 22 Jahre um, also sind 11 Jahre die Hälfte dieses magnetischen Intervallzyklus.

Die erste Beweislinie ist eine Verlangsamung eines Plasmaflusses innerhalb der Sonne, eines Ost / West-Flusses von Gasen unter der Sonnenoberfläche, der durch Seismologie mit Raumfahrzeugen wie dem Solar Dynamics Observatory (SDO) oder SOHO und auch mit der Global Oscillation nachgewiesen wurde Beobachtungsstationen der Network Group (GONG), ein System, das Pulsationen auf der Sonnenoberfläche misst, um die innere Struktur der Sonne zu verstehen. Der Plasmastrom zeigt normalerweise den Beginn der Sonnenfleckenbildung für den nächsten Sonnenzyklus an. Während dieser Fluss während des Zyklus ab- und abfließt, wurden die „Torsionsschwingungen“, die in mittleren Breiten beginnen und in Richtung Äquator wandern und sich normalerweise für den nächsten Sonnenzyklus bilden, noch nicht erkannt.

Hill sagte, die obige Grafik sei der Schlüssel zum Verständnis des Problems. "Der Ablauf für Zyklus 25 hätte 2008 oder 2009 erscheinen sollen, aber er ist nicht aufgetreten, und wir sehen keine Anzeichen dafür", sagte er. "Dies deutet darauf hin, dass sich der Start von Zyklus 25 möglicherweise auf 2021 oder 2022 verzögert, mit einem Minimum, das größer ist als das, was wir gerade erlebt haben, oder überhaupt nicht."

Die zweite Beweislinie ist die Verlangsamung des "Ansturms zu den Polen", des schnellen Vorwärtsmarsches magnetischer Aktivität, der in der schwachen Korona der Sonne beobachtet wird. Altrock sagte, dass die Aktivität in der Sonnenkorona dem gleichen Schwingungsmuster folgt, das von Hill beschrieben wurde, und dass sie das Muster seit etwa 40 Jahren beobachten. Die Forscher sehen jetzt ein sehr schwaches und langsames Muster in dieser Bewegung.

"Eine wichtige Sache zu verstehen ist, dass diese wunderbaren, empfindlichen koronalen Merkmale tatsächlich mächtige, robuste magnetische Strukturen sind, die im Inneren der Sonne verwurzelt sind", sagte Altrock. "Veränderungen, die wir in der Korona sehen, spiegeln Veränderungen tief in der Sonne wider."

In einem bekannten Muster tritt neue Sonnenaktivität zu Beginn eines Zyklus zuerst bei etwa 70 Grad Breite auf, dann in Richtung Äquator, wenn der Zyklus altert. Gleichzeitig drücken die neuen Magnetfelder Reste des älteren Zyklus bis zu 85 Grad nach oben. "In früheren Sonnenzyklen trat das Sonnenmaximum auf, als der Ansturm zu den Polen einen durchschnittlichen Breitengrad von 76 Grad erreichte", sagte Altrock. „Zyklus 24 begann spät und langsam und ist möglicherweise nicht stark genug, um einen Ansturm auf die Pole zu erzeugen, was darauf hinweist, dass wir 2013, wenn überhaupt, ein sehr schwaches Sonnenmaximum sehen werden. Es ist nicht klar, ob Solar Max, wie wir es kennen. “

Altrock fügte hinzu, dass niemand weiß, was in Zukunft passieren wird, wenn der "Ansturm" nicht auftritt, da niemand modelliert hat, was ohne diesen Ansturm auf die Pole geschieht.

Die dritte Beweislinie ist ein langfristiger Abschwächungstrend bei der Stärke von Sonnenflecken. Penn und sein Kollege William Livingston sagen voraus, dass bis zum 25. Zyklus Magnetfelder, die auf der Sonne ausbrechen, so schwach sein werden, dass sich nur wenige oder gar keine Sonnenflecken bilden.

Unter Verwendung von mehr als 13 Jahren Sonnenfleckendaten, die am McMath-Pierce-Teleskop am Kitt Peak in Arizona gesammelt wurden, beobachteten Penn und Livingston, dass die durchschnittliche Feldstärke während Zyklus 23 und jetzt in Zyklus 24 um etwa 50 Gauß pro Jahr abnahm. Sie beobachteten auch diesen Punkt Die Temperaturen sind genau wie erwartet für solche Änderungen im Magnetfeld gestiegen. Wenn sich der Trend fortsetzt, fällt die Feldstärke unter die Schwelle von 1.500 Gauß und Flecken verschwinden weitgehend, da das Magnetfeld nicht mehr stark genug ist, um die Konvektionskräfte auf der Sonnenoberfläche zu überwinden.

"Die Dinge brechen in der Sonne aus", sagte Penn, "aber sie haben nicht die Energie, Sonnenflecken zu erzeugen."
Aber zwischen 1645 und 1715 war die Zeit als Maunder Minimum bekannt, eine 70-jährige Periode ohne Sonnenflecken. Das Maunder-Minimum fiel mit dem mittleren und kältesten Teil der Kleinen Eiszeit zusammen, in der Europa und Nordamerika bitterkalte Winter erlebten. Es wurde nicht nachgewiesen, ob ein ursächlicher Zusammenhang zwischen geringer Sonnenfleckenaktivität und kalten Wintern besteht. Bei geringer Sonnenfleckenaktivität wurden jedoch niedrigere Erdtemperaturen beobachtet. Wenn die Forscher in ihren Vorhersagen korrekt sind, werden wir dann einen ähnlichen Temperaturabfall erleben?

Hill sagte, dass einige Forscher sagen, dass die Aktivität der Sonne auch eine Rolle beim Klimawandel spielen kann, aber seiner Meinung nach sind die Beweise nicht eindeutig. Altrock kommentierte, dass er nicht darüber nachdenken möchte, wie sich die abnehmende Aktivität der Sonne auf das Erdklima auswirken könnte, und Penn fügte hinzu, dass Zyklus 25 eine gute Gelegenheit bieten könnte, herauszufinden, ob die Aktivität auf der Sonne zum Klimawandel auf der Erde beiträgt.

Quelle: Southwest Research Institute, Pressekonferenz

Hauptbild dank César Cantú in Monterrey, Mexiko am Chilidog Observatory. Weitere Informationen finden Sie auf seiner Website Astronomía Y Astrofotografía.

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