Solen har hittills inte gett någon brist på mysterier under solcykeln # 24.
Och kanske den största nyheterna som solen har genererat nyligen är vad den har är inte håller på med. Som Space Magazine nyligen rapporterade har denna cykel varit särskilt svag när det gäller prestanda. Den magnetiska polaritetsfliken som indikerar toppmomentet för solmaksimumet är just nu över oss, eftersom den nuvarande solcykeln # 24 kom till en sen start efter ett djupgående minimum 2009 ...
Eller är det?
Spännande ny forskning från University of Michigan i Ann Arbor Department of Atmospheric, Oceanic and Space Sciences publicerad i The Astrophysical Journal den senaste veckan antyder att vi bara tittar på en del av pusslet när det gäller solcykelaktivitet.
Traditionella modeller förlitar sig på det genomsnittliga antalet solfläckar. Detta antal korrelerar en statistisk uppskattning av antalet solfläckar som har sett på den jordvända sidan av solen och har använts sedan Rudolf Wolf föreslogs första gången 1848. Det är därför du också hör det relativa solfläcknumret som ibland kallas vargen eller Zürich nummer.
Men antalet solfläckar kanske bara berättar en sida av historien. I deras senaste titeln Två nya parametrar för att utvärdera den globala komplexiteten i solens magnetfält och spåra solcykeln, forskarna Liang Zhao, Enrico Landi och Sarah E. Gibson beskriver ett nytt tillvägagångssätt för att modellera solaktivitet genom att titta på den 3-D dynamiska heliosfäriska strömbladet.
Det heliosfäriska strömarket (eller HCS) är gränsen för solens magnetfält som separerar de nordliga och södra polaritetsområdena som sträcker sig ut i solsystemet. Under solminimumet är arket nästan platt och kjolliknande. Men under solen maximalt är det lutande, vågigt och komplex.
Två variabler, kända som SD & SL, användes av forskare i studien för att producera en mätning som kan karakterisera 3-D-komplexiteten hos HCS. ”SD är standardavvikelsen för breddgraderna i HCS: s position på var och en av Carrington-kartorna över solytan, som i princip säger hur långt bort HCS är distribuerat från ekvatorn. Och SL är integralen i sluttningen av HCS på den kartan, som kan berätta hur vågigt HCS är på var och en av kartan, ”berättade Liang Zhao Space Magazine.
Mark- och rymdbaserade observationer av solens magnetfält utnyttjar ett fenomen som kallas Zeeman-effekten, som först demonstrerades under solobservationer genomförda av George Ellery Hale med sin nya snedställda uppfinning av spektrohelioskopet 1908. För den senaste studien använde forskare data som täcker en period från 1975 till 2013 för att karakterisera HCS-data som finns tillgängliga online från Wilcox Solar Observatory.
Att jämföra HCS-värdet med tidigare solfläckcykler ger några spännande resultat. I synnerhet att jämföra SD- och SL-värdena med det månatliga solfläcknumret ger en "bra passform" för de tre föregående solcyklerna - fram till cykel # 24.
"När vi tittar på HCS kan vi se att solen började agera konstigt redan 2003," sade Zhao. "Denna nuvarande cykel, som kännetecknas av det månatliga solfläcknumret, startade ett år sent, men när det gäller HCS-värden, inträffade maximalt för cykel # 24 direkt i tid, med en första topp i slutet av 2011."
"Forskare tror att det kommer att finnas två toppar i solflekstalet i detta solmaksimum som i det föregående maximumet (år 2000 och ~ 2002)," fortsatte Zhao, "eftersom solens magnetfält i norra och södra halvklotet ser asymmetriska ut, och norra utvecklades snabbare än söder nyligen. Men såvitt jag kan se, är det högsta värdet på det genomsnittliga solflekstalet i månaden i denna cykel 24 fortfarande det i november 2011. Så vi kan säga att den första toppen av cykel 24 kan vara i november 2011, eftersom det är det högsta månatliga solfleknumret hittills i denna cykel. Om det finns en andra topp kommer vi att se det förr eller senare. ”
I uppsatsen noteras också att även om cykel 24 är särskilt svag jämfört med senaste cykler, är dess aktivitetsområde inte unikt jämfört med solcykler under de senaste 260 åren.
HCS-värdet kännetecknar solen över en komplett Carrington-rotation på 27 dagar. Detta är ett medelvärde för solens rotation, eftersom polerna roterar långsammare än ekvatorialregionerna.
Den ungefär 22 år långa tid som det tar för polerna att återvända till samma polaritet igen är lika med två genomsnittliga 11 års solfläckcykler. Solens magnetfält har varit exceptionellt asymmetriskt under denna cykel, och från och med detta skrivande har solen redan avslutat sin vändning av nordpolen först.
Den här typen av asymmetri under en överhängande pol reversering registrerades först under solcykel 19, som sträckte sig 1954-1964. Solcykler är numrerade från observationer som började 1749, bara fyra decennier efter det 70-åriga Maunder Minimum.
"Detta är en spännande tid att studera solfältets magnetfält, eftersom vi kan se en återgång till en mindre aktiv typ av cykel, mer som för 100 år sedan," NCAR / HAO senior forskare och medförfattare Sarah Sa Gibson.
Men den här gången kommer en armada av rymden och markbaserade observatorier granska vår värdstjärna som aldrig tidigare. SOlar Heliospheric Observatory (SOHO) har redan följt solen genom motsvarigheten till en komplett solcykel - och den har nu förenats i rymden av STEREO A & B, JAXAs Hinode, ESAs Proba-2 och NASAs Solar Dynamics Observatory. NASA: s Interface Region Imaging Spectrograph (IRIS) lanserades också tidigare i år och har nyligen öppnat för företag.
Kommer det att bli en andra topp efter magnetisk polaritetsförskjutning av solens södra pol, eller är cykel # 24 på väg att "lämna byggnaden?" Och kommer cykel nr 25 att vara frånvarande tillsammans, som vissa forskare föreslår? Vilken roll spelar solcykeln i det komplexa klimatförändringspusslet? Dessa nästa år kommer att visa sig vara spännande för solvetenskapen, eftersom den prediktiva betydelsen av HCS SD & SL-värden testas ... och det är vad god vetenskap handlar om!
-Läs sammanfattningen med en länk till hela artikeln i The Astrophysical Journal av University of Michigan forskare här.
