Ongeveer om de 11 jaar wordt de zon gewelddadig actief, wat een show van magnetische activiteit oproept voor zowel aurora-kijkers als sungazers. Maar de timing van de zonnecyclus is verre van nauwkeurig, waardoor het moeilijk is om de exacte onderliggende fysica te bepalen.
Astronomen gebruiken typisch zonnevlekken om het verloop van de zonnecyclus in kaart te brengen, maar nu heeft een internationaal team van astronomen een nieuwe marker ontdekt: lichtpunten, kleine lichtpuntjes in de zonnesfeer die ons in staat stellen de constante onrust van het materiaal in de zon te observeren.
De nieuwe markers bieden een nieuwe methode om te begrijpen hoe het magnetische veld van de zon in de loop van de tijd evolueert, wat een diepere en langere cyclus suggereert.
Een goed opgevoede zon draait om de 11 jaar zijn magnetische noord- en zuidpool om. De cyclus begint wanneer het veld zwak en dipolair is. Maar de rotatie van de zon is sneller aan de evenaar dan aan de polen, en dit verschil strekt zich uit en raakt de magnetische veldlijnen in de war, waardoor uiteindelijk zonnevlekken, protuberansen en soms overstraling ontstaan.
"Zonnevlekken zijn de eeuwige marker geweest voor het begrijpen van de mechanismen die het interieur van de zon beheersen", zegt hoofdauteur Scott McIntosh, van het National Center for Atmospheric Research, in een persbericht. "Maar de processen die zonnevlekken maken, worden niet goed begrepen, en nog veel minder, degenen die hun migratie regelen en wat hun beweging drijft."
Dus ontwikkelden McIntosh en collega's een nieuw tracking-apparaat: plekken met extreem ultraviolet en röntgenlicht, bekend als lichtpunten in de atmosfeer van de zon, of corona.
"Nu kunnen we zien dat er heldere punten in de zonne-atmosfeer zijn, die werken als boeien die verankerd zijn aan wat er veel dieper aan de hand is", zei McIntosh. "Ze helpen ons een ander beeld te krijgen van het interieur van de zon."
McIntosh en collega's groeven door de schat aan gegevens die beschikbaar zijn van de Solar and Heliospheric Observatory en de Solar Dynamics Observatory. Ze merkten op dat meerdere banden van deze markeringen na verloop van tijd ook gestaag naar de evenaar toe bewegen. Maar ze doen dat op een andere tijdschaal dan zonnevlekken.
Op het minimum van zonne-energie zijn er mogelijk twee banden op het noordelijk halfrond (één positief en één negatief) en twee banden op het zuidelijk halfrond (één negatief en één positief). Vanwege hun nabijheid heffen banden van tegengestelde lading elkaar gemakkelijk op, waardoor het magnetische systeem van de zon rustiger wordt en er minder zonnevlekken en uitbarstingen ontstaan.
Maar zodra de twee banden met een lage breedtegraad de evenaar bereiken, heffen hun polariteiten elkaar op en verdwijnen de banden abrupt - een proces dat gemiddeld 19 jaar duurt.
De zon blijft nu over met slechts twee grote banden die zijn gemigreerd naar ongeveer 30 graden noorderbreedte. Zonder de nabijgelegen band kunnen de polariteiten niet opheffen. Op dit punt begint het kalme gezicht van de zon gewelddadig actief te worden naarmate zonnevlekken snel beginnen te groeien.
Het zonne-maximum duurt echter maar zo lang, omdat het proces van het genereren van een nieuwe band met tegengestelde polariteit al op hoge breedtegraden is begonnen.
In dit scenario is het de cyclus van de magnetische band die de zonnecyclus echt definieert. "Zo kan de 11-jarige zonnecyclus worden gezien als de overlap tussen twee veel langere cycli", zegt co-auteur Robert Leamon van de Montana State University in Bozeman.
De echte test komt echter met de volgende zonnecyclus. McIntosh en collega's voorspellen dat de zon ergens in de laatste helft van 2017 een zonneminimum zal bereiken en dat de eerste zonnevlekken van de volgende cyclus tegen het einde van 2019 zullen verschijnen.
De bevindingen zijn gepubliceerd in het nummer van 1 september van het Astrophysical Journal en zijn online beschikbaar.
