Następny cykl słoneczny Słońca wykryty wcześnie w falach dźwiękowych

24 lutego 2014 r. słońce wyemitowało istotny rozbłysk słoneczny, osiągający szczyt o godz. 1:49 p.m. EST. Te obrazy z Solar Dynamics Observatory z 7:25 p.m. EST 24 lutego przedstawiają pierwsze chwile tego rozbłysku klasy X w różnych długościach fali świetlnej. Autor: NASA/SDO

Następny 11-letni cykl słoneczny Słońca został wykryty wewnętrznych falach dźwiękowych, chociaż obecny Cykl 25 jest w swoim maksimum słonecznym i nie zakończy się do połowy 2025 r. Okres szczytowy zwiększa plamy słoneczne, rozbłyski i e-mocje koronalne, wysyłając więcej energii elektromagnetycznej w stronę Ziemi.

Mimo że Słońce jest dopiero w połowie swojego obecnego 11-letniego cyklu słonecznego, pierwsze dźwięki kolejnego zostały już wykryte w falach dźwiękowych wewnątrz naszej gwiazdy domowej.

Obecny cykl jest teraz w swoim maksimum słonecznym - kiedy pole magnetyczne Słońca odwraca się, a jego bieguny zmieniają miejsca - aż do połowy 2025 roku.

Wpływa to na aktywność na powierzchni Słońca, gdzie plamy słoneczne, rozbłyski i e-misje koronalne są wszystkie bardziej rozpowszechnione w maksimum słonecznym. Powoduje to wzrost energii elektromagnetycznej zmierzającej w stronę Ziemi i sprawia, że zjawiska zorzy polarnej są widoczne częściej i na niższych wysokościach.

Obraz Helioseismic and Magnetic Imager (HMI) wielkiej plamy słonecznej, która wystąpiła 5 maja 2024 r., w intensywności kontynuum ('biel światła'). Autor: NASA/SDO i zespół naukowy HMI

Obecny cykl słoneczny, nazwany Cyklem 25, ponieważ jest to 25. od 1755 r., kiedy rozpoczęto obszerne rejestrowanie aktywności słonecznej plam słonecznych, rozpoczął się w 2019 r.

Nie spodziewa się, że zakończy się przez kolejne sześć lat, ale pierwsze sygnały, że zaczyna się kolejny cykl słoneczny, zostały zauważone przez naukowców z Uniwersytetu w Birmingham i przedstawione na Narodowym Zebraniu Astronomów Królewskiego Towarzystwa Astronomicznego w Hull.

Astronomowie używają wewnętrznych fal dźwiękowych Słońca do pomiaru jego obrotu, co pozwala zobaczyć wzorzec pasów (oscylacje torsyjne słoneczne), które obracają się nieco szybciej lub wolniej. Te poruszają się w stronę równika Słońca i jego biegunów w trakcie cyklu aktywności.

Pasy o szybszym obrocie zwykle pojawiają się przed oficjalnym rozpoczęciem następnego cyklu słonecznego.

Obraz Helioseismic and Magnetic Imager (HMI) wielkiej plamy słonecznej, która wystąpiła 5 maja 2024 r., w polu magnetycznym. Autor: NASA/SDO i zespół naukowy HMI

Dr Rachel Howe i jej międzynarodowi współpracownicy odkryli delikatne wskazówki, że następny cykl słoneczny zaczyna się pojawiać w analizowanych przez nich danych z pasów obrotu.

„Jeśli cofniemy się o jeden cykl słoneczny - 11 lat - na wykresie, zobaczymy coś podobnego, co wydaje się łączyć z kształtem, który zobaczyliśmy w 2017 roku. Później pojawił się jako cecha obecnego cyklu słonecznego, Cyklu 25” - powiedziała dr Howe, stypendystka badawcza na Uniwersytecie w Birmingham.

„Prawdopodobnie widzimy pierwsze ślady Cyklu 26, który oficjalnie nie rozpocznie się do około 2030 roku”.

Oddźwięki oscylacji torsyjnych słonecznych były badane przy użyciu danych helioseismicznych z Globalnej Grupy Oscylacyjnej (GONG), Michelson Doppler Imager (MDI) na pokładzie Solar and Heliospheric Observatory i Helioseismic and Magnetic Imager (HMI) na pokładzie Solar Dynamics Observatory od 1995 r.

Dane obejmują teraz pierwsze cztery lata cykli słonecznych 23, 24 i 25, pozwalając badaczom porównać fazę wzrostu tych cykli.

Ta mapa pokazuje, które szerokości geograficzne Słońca obracały się szybciej (pokazane w czerwieni i żółci) lub wolniej (pokazane w niebieskim i zielonym) niż średnio w ciągu ostatnich 29 lat, na podstawie helioseizmologii (analizy fal dźwiękowych słonecznych). Dla każdego cyklu słonecznego istnieje pas szybszego obrotu, który przemieszcza się w dół w stronę równika. Żółte linie pokazują obszary, w których pola magnetyczne są najbardziej skoncentrowane. Autor: Rachel Howe

Można zobaczyć całość cykli słonecznych 23 i 24 oraz pierwszą połowę Cyklu 25. Dla każdego cyklu pas szybszego obrotu zaczyna się znacznie przed aktywnością magnetyczną dla tego cyklu. Po prawej stronie rysunku trochę czerwieni oznacza to, co zespół uważa za początek pasu szybkiego obrotu dla Cyklu 26. Autor: Rachel Howe

Dr Howe śledzi zmiany w obrocie Słońca od około 25 lat, kiedy naukowcy mieli tylko część danych z Cyklu 23 ze GONG i MDI.

Mogli zobaczyć wzorzec szybciej poruszającego się materiału dryfującego w kierunku równika wraz z plamami słonecznymi. Od tego czasu obserwowali powtarzający się wzorzec (ale nie dokładnie) po jawowym odejściu Cyklu 24 i ponownie w miarę wzrostu Cyklu 25.

„To ekscytujące zobaczyć pierwsze wskazówki, że wzorzec powtórzy się ponownie w Cyklu 26, który ma się zacząć za około sześć lat.

„Z większą ilością danych mam nadzieję, że będziemy mogli zrozumieć więcej na temat roli, jaką odgrywają te przepływy w złożonym tańcu plazmy i pól magnetycznych, które tworzą cykl słoneczny” - powiedziała.