Zijn we op weg naar de 21e-eeuwse versie van het Maunder Minimum? Drie onderzoekers die drie verschillende aspecten van de zon bestuderen, komen allemaal tot dezelfde conclusie: de normale zonnecycli van de zon kunnen worden uitgeschakeld of in winterslaap gaan. Er wordt voorspeld dat er een grote afname van zonneactiviteit zal optreden voor de volgende zonnecyclus (cyclus # 25), en onze huidige zonnecyclus (# 24) zou de laatste typische kunnen zijn. "Drie zeer verschillende soorten waarnemingen die allemaal in dezelfde richting wijzen, zijn zeer overtuigend", zei Dr. Frank Hill van de National Solar Observatory tijdens een persconferentie vandaag. "Cyclus 24 is misschien de laatste normale en 25 komt misschien niet eens voor."
Hoewel de zon recentelijk actief was toen hij in 2013 op weg was naar het maximum van de zon, zijn er drie aanwijzingen dat er een zonnecyclus aan de gang is. Dat zijn: een ontbrekende straalstroom, langzamere activiteit nabij de polen van de zon en een verzwakkend magnetisch veld, wat betekent dat de zonnevlekken vervagen. Hill heeft samen met dr. Richard Altrock van het Air Force Research Laboratory en dr. Matt Penn van het National Solar Observatory onafhankelijk de verschillende aspecten van het binnenste van de zon, het zichtbare oppervlak en de corona bestudeerd en zijn het er allemaal over eens dat cyclus 25 sterk verminderd of gebeurt helemaal niet.
Zonneactiviteit, inclusief zonnevlekkenaantallen, stijgt en daalt gemiddeld om de 11 jaar - soms zijn de cycli maar 9 jaar, soms is het 13 jaar. De magnetische polen van de zon keren ongeveer elke 22 jaar om, dus 11 jaar is de helft van die magnetische intervalcyclus.
De eerste bewijslijn is een vertraging van een plasmastroom in de zon, een oost / west-stroom van gassen onder het oppervlak van de zon die via seismologie is gedetecteerd met ruimtevaartuigen zoals het Solar Dynamics Observatory (SDO) of SOHO en ook met de Global Oscillation Network Group (GONG) observatiestations, een systeem dat pulsaties op het zonneoppervlak meet om de interne structuur van de zon te begrijpen. De plasmastroom geeft normaal gesproken het begin van zonnevlekvorming aan voor de volgende zonnecyclus. Terwijl deze rivier tijdens de cyclus ebt en stroomt, zijn de 'torsietrillingen' - die begint op de middelste breedtegraden en naar de evenaar migreert - en normaal begint te vormen voor de volgende zonnecyclus nog niet gedetecteerd.
Hill zei dat de bovenstaande afbeelding de sleutel is om het probleem te begrijpen. "De stroom voor cyclus 25 had in 2008 of 2009 moeten verschijnen, maar dat is niet het geval en we zien er geen tekenen van", zei hij. "Dit geeft aan dat de start van cyclus 25 kan worden uitgesteld tot 2021 of 2022, met een minimum dat groter is dan wat we zojuist hebben meegemaakt, of misschien helemaal niet gebeurt."
De tweede bewijslijn vertraagt de 'rush naar de polen', de snelle poleward-mars van magnetische activiteit die wordt waargenomen in de zwakke corona van de zon. Altrock zei dat de activiteit in de zonnecorona hetzelfde oscillatiepatroon volgt dat Hill beschrijft, en dat ze het patroon al ongeveer 40 jaar observeren. De onderzoekers zien nu een heel zwak en langzaam patroon in deze beweging.
'Een belangrijk ding om te begrijpen is dat die prachtige, delicate coronale kenmerken eigenlijk krachtige, robuuste magnetische structuren zijn die in het binnenste van de zon zijn geworteld', zei Altrock. 'Veranderingen die we in de corona zien, weerspiegelen veranderingen diep in de zon.'
In een bekend patroon komt de nieuwe zonneactiviteit eerst aan het begin van een cyclus op ongeveer 70 graden noorderbreedte en vervolgens naar de evenaar toe naarmate de cyclus ouder wordt. Tegelijkertijd duwen de nieuwe magnetische velden de restanten van de oudere cyclus tot 85 graden naar beneden. "In eerdere zonnecycli kwam het maximale zonnevermogen voor toen de rush naar de polen een gemiddelde breedtegraad van 76 graden bereikte," zei Altrock. "Cyclus 24 begon laat en langzaam en is mogelijk niet sterk genoeg om de polen te bespoedigen, wat aangeeft dat we in 2013 een zeer zwak zonne-maximum zullen zien, of helemaal niet. Het is niet duidelijk of solar max zoals wij die kennen. ”
Altrock voegde eraan toe dat als de 'rush' niet plaatsvindt, niemand weet wat er in de toekomst zal gebeuren, omdat niemand heeft gemodelleerd wat er gebeurt zonder deze rush naar de polen.
De derde bewijslijn is een langdurige verzwakkende trend in de sterkte van zonnevlekken. Penn, samen met zijn collega William Livingston, voorspellen dat tegen cyclus 25 de magnetische velden die op de zon uitbarsten zo zwak zullen zijn dat er weinig of geen zonnevlekken zullen worden gevormd.
Met behulp van meer dan 13 jaar zonnevlekgegevens verzameld met de McMath-Pierce Telescope op Kitt Peak in Arizona, merkten Penn en Livingston op dat de gemiddelde veldsterkte tijdens cyclus 23 en nu in cyclus 24 met ongeveer 50 gauss per jaar afnam. Ze observeerden die plek ook de temperaturen zijn precies gestegen zoals verwacht voor dergelijke veranderingen in het magnetische veld. Als de trend zich voortzet, daalt de veldsterkte onder de 1.500 gauss-drempel en verdwijnen vlekken grotendeels omdat het magnetische veld niet langer sterk genoeg is om convectiekrachten op het zonnevlak te overwinnen.
"Dingen barsten uit op de zon", zei Penn, "maar ze hebben niet de energie om zonnevlekken te creëren."
Maar in 1645-1715 was de periode bekend als het Maunder Minimum, een periode van 70 jaar met vrijwel geen zonnevlekken. Het Maunder Minimum viel samen met het midden - en koudste deel - van de Kleine IJstijd, waarin Europa en Noord-Amerika bitter koude winters kenden. Het is niet bewezen of er een oorzakelijk verband bestaat tussen lage zonnevlekactiviteit en koude winters. Bij lage zonnevlekactiviteit zijn echter lagere aardetemperaturen waargenomen. Als de onderzoekers hun voorspellingen correct hebben, zullen we dan een vergelijkbare temperatuurdaling ervaren?
Hill zei dat sommige onderzoekers zeggen dat de activiteit van de zon ook een rol kan spelen bij klimaatverandering, maar volgens hem is het bewijs niet duidelijk. Altrock merkte op dat hij niet zijn nek wil uitsteken over hoe de afnemende activiteit van de zon het klimaat op aarde zou kunnen beïnvloeden, en Penn voegde eraan toe dat cyclus 25 een goede gelegenheid kan zijn om erachter te komen of de activiteit op de zon bijdraagt aan de klimaatverandering op aarde.
Bron: Southwest Research Institute, persteleconferentie
Leid het beeld dankzij César Cantú in Monterrey, Mexico bij het Chilidog Observatory. Zie meer op zijn website, Astronomía Y Astrofotografía.
Je kunt Nancy Atkinson, hoofdredacteur van Space Magazine, volgen op Twitter: @Nancy_A. Volg Space Magazine voor het laatste nieuws over ruimte en astronomie op Twitter @universetoday en op Facebook.
