Gecorrigeerde zonnevlekkendossiers tonen aan dat het Maunderminimum niet abrupt eindigde

20 augustus 2024 feature

Dit artikel is beoordeeld volgens het redactionele proces en de beleidsregels van Science X. Redacteuren hebben de volgende kenmerken benadrukt bij het waarborgen van de geloofwaardigheid van de inhoud:

• gecontroleerd op feiten
• peer-reviewed publicatie
• betrouwbare bron
• nagekeken

door David Appell, Phys.org

Hoe accuraat zijn de vroegere gegevens van zonnevlekken? In een nieuwe studie gepubliceerd in The Astrophysical Journal heeft een team van multinationale onderzoekers het historische record onderzocht en ontdekt dat na de ongebruikelijke periode van bijna geen zonnevlekken, een periode die de Maunder-minimum wordt genoemd, de overgang naar een meer normaal aantal zonnevlekken niet zo abrupt was als gedacht.

De bevindingen hebben implicaties voor het begrijpen van de zonnedynamo, de fysische processen in de zon die zijn magnetisch veld creëren, en de invloed van de zon op de aarde.

Zonnevlekken, donkere vlekken op het heldere oppervlak van de zon, zijn nuttig voor wetenschappers als een proxy voor de processen in het inwendige van de zon en de output ervan. Astronomen begonnen zonnevlekken te registreren al in 165 voor Christus, zij het met onderbrekingen in de Middeleeuwen en de 15e eeuw. Systematische tellingen van zonnevlekken door telescopen begonnen in de 16e eeuw, en het Solar Influences Data Analysis Center aan de Koninklijke Sterrenwacht van België houdt sinds 1749 een record bij van het maandelijkse gemiddelde dagelijkse zonnevlekkengetal.

Zonnevlekken zijn nuttig voor het voorspellen van ruimteweer, omstandigheden in de ionosfeer, de zonnedynamo (de fysische processen in de zon die zijn magnetisch veld genereren) en als proxy voor de zonne-uitvoer, die op zijn beurt bepaalt hoeveel energie in zonlicht de bovenkant van de atmosfeer van de aarde raakt, wat oppervlaktetemperaturen op de aarde en opwarming van de aarde kan beïnvloeden.

Een van de meest interessante perioden in de geschiedenis van zonnevlekken was de grote zonne-minimum met de naam Maunder-minimum, een periode van 1645 tot 1715 die een zeldzame schaarste aan zonnevlekken zag, in sommige periodes zo laag als 0,1% van die in moderne tijden.

Het Maunder-minimum werd ooit in verband gebracht met de Kleine IJstijd (LIA), een koele periode in sommige delen van het noordelijk halfrond die plaatsvond van de vroege 14e eeuw tot halverwege de 19e eeuw, maar in recente jaren hebben wetenschappers de oorzaak van de LIA voornamelijk gevonden in vulkanische activiteit in de 13e eeuw.

De zonneactiviteit keerde daarna 'normaal' terug. Niets zoals het Maunder-minimum is gezien in het tijdperk van telescopen, zelfs niet het Dalton-minimum van ongeveer 1790 tot 1830.

'We hebben ontdekt dat het herstel van zonneactiviteit na het Maunder-minimum mogelijk geleidelijker en minder intens was dan voorheen gedacht,' zei Victor Carrasco, hoofdauteur en onderzoeksassistent aan de Universidad de Extremadura in Badajoz, Spanje. 'Voor onze studie werd gedacht dat de overgang van het einde van het Maunder-minimum naar de periode van 'normale' zonneactiviteit abrupt was. Deze bevinding heeft belangrijke implicaties voor modellen van zonnedynamo.'

De groep heeft de gegevensrecords van zonnevlekwaarnemers uit die tijd opnieuw onderzocht, waaronder Duitse astronomen Johann L. Rost en Sebastian Alischer, in de periode van 11 jaar 1716 tot 1726. Veel van deze oude gegevens zijn door latere waarnemers voortgezet in databases, velen ervan nu online.

Bij nauwkeurige bestudering van deze gegevens en andere, waaronder tekeningen van het oppervlak van de zon door Johann Christoph Müller, vermoedden ze onmiddellijk dat de waarden die door Rost waren geregistreerd verward leken. In het bijzonder geloofden ze dat Rost, die de meeste verslagen schreef, mogelijk tellingen van individuele zonnevlekken had verward met tellingen van zonnevlekken in groepen.

Zonnevlek-groepen zijn enkelvoudige entiteiten die meerdere zonnevlekken dicht bij elkaar kunnen bevatten; ze zijn gemakkelijker te zien, dus er zouden er minder gemist worden. Het record van Rost toonde ook de meeste zonnevlekken in het zuidelijk halfrond van de zon.

Rost had zowel tekstuele vermeldingen in zijn verslagen, nummering en vermelding van de zonnevlekken die hij observeerde, als diagrammen die aangaven waar ze zich op de schijf van de zon bevonden. Door een nieuwe telling van zonnevlekengroepen uit te voeren, definieerde het team zonnevlekengroepen waar Rost een cluster van zonnevlekken had beschreven - geen gemakkelijke taak, omdat Rost niet altijd de afstanden van elk zonnevlekcluster duidelijk maakte.

Zij vonden aanzienlijke verschillen. Zo werd bijvoorbeeld vastgesteld dat de eerste zonnecyclus na het Maunder-minimum een maximum aantal zonnevlekengroepen had van 12, in vergelijking met eerdere studies. De vorm van die cyclus werd duidelijker, met een stijgende fase die in 1719-1720 een maximum aantal groepen bereikte, vervolgens een dalende fase tot ongeveer 1724, gevolgd door een stijgende fase van de nieuwe zonnecyclus.

Zelfs konden ze meer waarnemingsdagen tellen dan Rost en Alischer, aangezien de informatie die zij verstrekten werd gebruikt om te bepalen dat zonnevlekken bestonden, zelfs als het exacte groepsaantal niet vaststond. En ze ontdekten dat de symmetrie tussen de hemisferen was hersteld.

Waarom zijn dergelijke details belangrijk? 'Zonnedynamo-modellen bevatten 'onderbrekingen' in zonneactiviteit, wat betekent dat er periodes zijn van sterk onderdrukte activiteit die willekeurig worden afgewisseld met intervallen van 'normale' cyclische activiteit,' legde Carrasco uit. 'Het Maunder minimum wordt vaak aangehaald als een voorbeeld van dergelijke rustige periodes. Onze resultaten veranderen de ideeën over hoe zonneactiviteit zich gedraagt tijdens deze overgangen en verbeteren ons begrip van haar langetermijngedrag.'

De groep hoopt dat dit werk het onderzoek van zonne-modellanten verbetert, en dat anderen op dezelfde manier gemotiveerd worden om zonnevlekrecords te onthullen die nog niet zijn opgenomen in de databases, vooral in de 18e eeuw, toen de observatie dekking in sommige periodes vrij laag was.

Meer informatie: V. M. S. Carrasco et al, Begrip van Zonactiviteit na het Maunder Minimum: Zonnevlekrecords door Rost en Alischer, The Astrophysical Journal (2024). DOI: 10.3847/1538-4357/ad3fb9

Tijdschriftinformatie: Astrophysical Journal

© 2024 Science X Network