Die Sonne scheint endlich ernsthaft aus dem langen Schlaf des letzten Zyklus aufzuwachen. Die Ursache für die jüngste Flaute in der Aktivität der Sonne ist etwas rätselhaft, kann jedoch durch das „Förderband“ des Plasmas erklärt werden, das in der Chromosphäre und Photosphäre der Sonne zirkuliert. Wie weit sich dieses Förderband aus Plasma unter der Sonne erstreckt, kann die Dauer der Sonnenzyklen stark beeinflussen.
In einem kürzlich erschienenen Artikel in Geophysikalische ForschungsbriefeDr. Mausumi Dikpati vom Nationalen Zentrum für Atmosphärenforschung des Höhenobservatoriums in Boulder, Colorado, und ihr Team modellierten Daten des Mount Wilson Observatoriums für die Dauer des letzten Sonnenzyklus. Bei der Analyse und Modellierung von Oberflächendoppler-Messungen des Flusses von Plasmaströmen, die unter der Sonnenoberfläche verlaufen, stellten sie fest, dass sich der Fluss bis zu den Polen erstreckte.
Dies steht im Gegensatz zu Daten aus früheren Sonnenzyklen mittlerer Länge, bei denen der meridionale Plasmastrom - oder das Förderband der Sonne - nur bis zu einem Breitengrad von etwa 60 Grad floss. Diese Strömung ist der thermohalinen Zirkulation hier auf der Erde nicht unähnlich, in der der Ozean Wärme um den Globus transportiert.
Dr. Dikpati sagte in einem E-Mail-Interview: „Dies ist das erste Mal, dass das Förderband der Sonne für zwei aufeinanderfolgende Zyklen genau genug gemessen wurde (Zyklen 22 von ungefähr 1986-1996.5 und Zyklus 23 von 1996.5-2009). Aus diesen Daten wissen wir jetzt, dass Zyklus 22 ein kürzeres Förderband hatte, das nur einen Breitengrad von 60 Grad erreichte, während Zyklus 23 ein langes Förderband hatte, das sich bis zum Pol erstreckte. “
Die Zyklen der Sonne sind eng mit dem Magnetfeld verbunden, das unseren nächsten Stern durchdringt. Gigantische Schleifen des Magnetfelds der Sonne verursachen Sonnenflecken, und wenn sich die Konturen des Magnetfelds im Laufe des Sonnenzyklus ändern, werden mehr oder weniger Sonnenflecken sowie Sonneneruptionen und andere Aktivitäten gesehen. Zwischen den Zyklen fehlen immer Sonnenflecken, aber das Minimum am Ende von Zyklus 23 war ungewöhnlich lang.
Das Förderband des in der Chromosphäre und Photosphäre fließenden Plasmas zieht im wesentlichen den magnetischen Fluss der Sonne mit sich. Da die Ausdehnung des Förderbandes einen höheren Breitengrad erreichte, dauerte es länger, bis der Magnetfluss zum Äquator zurückkehrte, was zu einer Verzögerung der Sonnenflecken führte, die den Beginn des Zyklus 24 markierten.
Dr. Dikpati und ihr Team stellten fest, dass es nicht die Geschwindigkeit des Flusses des Plasmaförderbandes war, die den Sonnenzyklus verlängerte, sondern das Ausmaß in höhere Breiten und die langsamere Rückkehr zum Äquator. Obwohl die Geschwindigkeit des Förderbandes in den letzten fünf Jahren etwas höher war als gewöhnlich, dehnte es sich auch viel weiter als während eines normalen Zyklus.
Dr. Dikpati sagte, Daten aus früheren Sonnenzyklen zu verwenden, um das Modell des Förderbandes besser zu verfeinern:
Aus derselben Datenquelle (Mount Wilson-Daten von Roger Ulrich) gibt es auch in den Zyklen 19, 20 und 21 Hinweise auf ein kurzes Förderband. Alle diese Zyklen hatten Perioden (10,5 Jahre) wie Zyklus 22. Darüber hinaus hoffen wir, dass andere in der Gemeinde in noch früheren Zyklen nach Beweisen für die Breitenausdehnung des Förderbandes suchen. Tatsächlich zeigt die Theorie des Förderbandes in hohen Breiten, dass ein kürzeres Förderband in der Sonne häufiger vorkommen sollte, vielmehr kann dieses lange Förderband in Zyklus 23 die Ausnahme sein. Aus Mount Wilson-Daten geht bereits hervor, dass sich das Förderband zu Beginn des Zyklus 24 wieder verkürzt, was darauf hindeutet, dass der Zyklus 24 eher den Zyklen 19 bis 22 ähnelt.
Durch ein besseres Modell des Zusammenspiels zwischen dem Plasmastrom und dem Magnetfeld der Sonne können Solarwissenschaftler möglicherweise die Länge zukünftiger und vergangener Sonnenzyklen besser vorhersagen und erklären.
Dr. Dikpati sagte: „Das Förderband regelt auch die Erinnerung der Sonne an ihre vergangenen magnetischen Merkmale. Dies ist ein wichtiger Bestandteil für die Erstellung von Vorhersagemodellen für Sonnenzyklen. “
Quelle: Geophysical Research Letters, E-Mail-Interview mit Dr. Mausumi Dikpati
