Die Sonne aufgenommen von SOHO am Feb. Bildnachweis: SOHO Zum Vergrößern anklicken
Solarwissenschaftler glauben, dass sie endlich die Vorhersage der Sonnenzyklen in den Griff bekommen. Astronomen haben die beiden Hauptplasmaströme verfolgt, die die Zyklen der Sonne durchlaufen haben. Einer wirkt wie ein Förderband und zieht Plasma von den Polen zum Äquator, der andere wird gedehnt, da sich die Sonne am Äquator schneller dreht als an den Polen. Dadurch konzentriert sich das Magnetfeld der Sonne und erzeugt das Sonnenmaximum.
Wissenschaftler sagen voraus, dass der nächste Zyklus der Sonnenaktivität 30 bis 50 Prozent stärker sein wird als der vorherige und bis zu einem Jahr zu spät. Die genaue Vorhersage der Sonnenzyklen hilft bei der Planung der Auswirkungen von Sonnenstürmen. Die Stürme können Satellitenbahnen und Elektronik stören. die Funkkommunikation stören; Stromversorgungssysteme beschädigen; und kann für ungeschützte Astronauten gefährlich sein.
Der von Mausumi Dikpati und Kollegen vom Nationalen Zentrum für Atmosphärenforschung in Boulder, Colorado, prognostizierte Durchbruch des „Sonnenklimas“ wurde mit einer Kombination aus Computersimulation und bahnbrechenden Beobachtungen des Sonneninneren aus dem Weltraum unter Verwendung des Solar and Heliospheric Observatory (SOHO) der NASA erzielt. . Das Living With a Star-Programm der NASA und die National Science Foundation finanzierten die Forschung.
Die Sonne durchläuft einen etwa elfjährigen Aktivitätszyklus, von stürmisch bis ruhig und wieder zurück. Sonnenstürme beginnen mit verwickelten Magnetfeldern, die durch das aufgewühlte elektrisch geladene Gas (Plasma) der Sonne erzeugt werden. Wie ein zu weit verdrehtes Gummiband können solare Magnetfelder plötzlich eine neue Form annehmen und enorme Energie als Fackel oder koronaler Massenauswurf (CME) freisetzen. Diese heftige Sonnenaktivität tritt häufig in der Nähe von Sonnenflecken auf, dunklen Regionen der Sonne, die durch konzentrierte Magnetfelder verursacht werden.
Das Verständnis der Plasmaströme im Inneren der Sonne ist für die Vorhersage des Sonnenaktivitätszyklus von entscheidender Bedeutung. Plasmaströme innerhalb der Sonne transportieren, konzentrieren und helfen, solare Magnetfelder abzuleiten. "Wir haben diese Abläufe allgemein verstanden, aber die Details waren unklar, sodass wir sie vorher nicht für Vorhersagen verwenden konnten", sagte Dikpati. Ihr Artikel über diese Forschung wurde in der Online-Ausgabe der Geophysical Research Letters vom 3. März veröffentlicht.
Die neue Technik der „Helioseismologie“ enthüllte diese Details, indem sie es Forschern ermöglichte, in die Sonne zu sehen. Die Helioseismologie zeichnet Schallwellen nach, die in der Sonne widerhallen, um ein Bild des Innenraums zu erstellen, ähnlich wie mit einem Ultraschall ein Bild eines ungeborenen Kindes erstellt wird.
Zwei Hauptplasmaströme bestimmen den Zyklus. Das erste wirkt wie ein Förderband. Tief unter der Oberfläche fließt Plasma von den Polen zum Äquator. Am Äquator steigt das Plasma auf und fließt zurück zu den Polen, wo es sinkt und sich wiederholt. Der zweite Fluss wirkt wie ein Taffy Pull. Die Oberflächenschicht der Sonne dreht sich am Äquator schneller als in der Nähe der Pole. Da das große solare Magnetfeld den Äquator von Pol zu Pol durchquert, wird es durch die schnellere Rotation dort immer wieder um den Äquator gewickelt. Dies ist es, was das solare Magnetfeld periodisch konzentriert und zu Spitzen in der Aktivität des Sonnensturms führt.
"Präzise helioseismische Beobachtungen der Strömungsgeschwindigkeit des Förderbandes mit dem Michelson Doppler Imager (MDI) an Bord von SOHO haben uns einen Durchbruch gebracht", sagte Dikpati. „Wir wissen jetzt, dass es zwei Zyklen dauert, um die Hälfte des Riemens mit Magnetfeld zu füllen, und zwei weitere Zyklen, um die andere Hälfte zu füllen. Aus diesem Grund hängt der nächste Sonnenzyklus von Eigenschaften ab 40 Jahren ab - die Sonne hat ein magnetisches „Gedächtnis“. “
Die magnetische Dateneingabe stammt vom SOHO / MDI-Instrument und von historischen Aufzeichnungen. Die Computeranalyse der magnetischen Daten der letzten acht Jahre stimmte mit den tatsächlichen Beobachtungen der letzten 80 Jahre überein. Das Team fügte magnetische Daten hinzu und ließ das Modell 10 Jahre laufen, um ihre Vorhersage für den nächsten Zyklus zu erhalten. Die Sonne befindet sich in der Ruhephase für den aktuellen Zyklus (Zyklus 23).
Das Team prognostiziert, dass der nächste Zyklus mit einem Anstieg der Sonnenaktivität Ende 2007 oder Anfang 2008 beginnen wird und dass in Zyklus 24 30 bis 50 Prozent mehr Sonnenflecken, Fackeln und CMEs auftreten werden. Dies ist etwa ein Jahr später als bei der Vorhersage frühere Methoden, die sich auf Statistiken wie die Stärke des großen solaren Magnetfelds und die Anzahl der Sonnenflecken stützen, um Schätzungen für den nächsten Zyklus vorzunehmen. Diese Arbeit wird durch detailliertere Beobachtungen des Solar Dynamics Observatory vorangetrieben, die im August 2008 starten sollen.
SOHO ist ein Projekt der internationalen Zusammenarbeit zwischen der NASA und der Europäischen Weltraumorganisation. Bilder, die die Daten im Web erläutern, finden Sie unter:
http://www.nasa.gov/vision/universe/solarsystem/solar_cycle_graphics.html
Originalquelle: NASA-Pressemitteilung
