Prognoza słoneczna NASA okazuje się błędna

Trwający 25 cykl słoneczny jest zupełnie inny niż prognozowali naukowcy zajmujący się badaniem naszej gwiazdy. Prognostycy myśleli, że będzie łagodny, ale okazuje się, że jest zupełnie odwrotnie. Od samego początku ten cykl słoneczny stale wyprzedza przewidywania, wytwarzając więcej plam słonecznych i wyrzucając znacznie więcej wiatru słonecznego, rozbłysków i erupcji, niż przewidywali wiodący światowi eksperci.

Ale podczas gdy większość naukowców zajmujących się pogodą kosmiczną drapie się po głowach, mówiąc: „Wciąż niewiele wiemy o naszej gwieździe”, jeden z heliofizyków stał się czarnym koniem w prognozowaniu pogody kosmicznej. Jego model zachowania słońca wydaje się trafny.

Krótkie spojrzenie na promienny dysk słoneczny niewiele mówi o dynamicznym życiu gwiazdy. Jako zwykli Ziemianie czujemy się bardziej dotknięci nieznośnymi chmurami zasłaniającymi jego promienie. Ale astronomowie wyposażeni w teleskopy już od XVII wieku wiedzieli, że powierzchnia Słońca zmienia się z dnia na dzień, wybijając ciemne plamy, które rosną i kurczą się, zmieniają kształt i poruszają się po powierzchni Słońca, a z czasem znikają i są zastępowane nowymi. Od 1749 r. astronomowie skrupulatnie rejestrują te plamy słoneczne. W połowie XIX wieku zdali sobie sprawę, że liczba i rozmiar tych plam przypływa i odpływa zgodnie z mniej więcej 11-letnim cyklem słonecznym. Odkąd rozpoczęły się opisywane obserwacje, gwiazda nasza przeszła 24 cykle, a cykl 25 jest obecnie w toku.Liczba plam słonecznych rośnie i maleje w ramach jednego cyklu, wydajność tych cykli zmienia się z jednego cyklu na drugi, zgodnie ze schematami, które wciąż są słabo zbadane.

Dwie prognozy

Cykl 24, który oficjalnie zakończył się w grudniu 2019 roku, ale przez dłuższy czas pokrywał się z kolejnym cyklem 25, był jednym z najsłabszych w historii. Kiedy grupa ekspertów z NASA i Narodowej Administracji Oceanicznej i Atmosferycznej (NOAA) zebrała się, aby oszacować aktywność słoneczną dla cyklu 25, przewidzieli, że nadchodzący cykl będzie równie słaby.

Ale mniej więcej w tym samym czasie pojawiła się kolejna prognoza. Ta prognoza, stworzona przez zespół kierowany przez Scotta McIntosha, fizyka słonecznego i zastępcę dyrektora Narodowego Centrum Badań Atmosferycznych USA, przewidywała dokładnie coś przeciwnego: ten cykl 25 może być jednym z silniejszych w historii.

Spojrzeliśmy ponad 140 lat wstecz na temat aktywności magnetycznej Słońca i jej związku z liczbą plam słonecznych. Istniał wzór, który kształtował, jak duży lub mały będzie nadchodzący cykl plam słonecznych. Przewidywaliśmy, że ten sam wzór będzie miał miejsce przed 25 cyklem słonecznym. Na tej podstawie dokonaliśmy dzikiego naukowego przypuszczenia, że ​​cykl 25 może być tak wysoka jak podwójna amplituda cyklu 24.powiedział McIntosh.

Zespół opublikował swoje przewidywania w czasopiśmie Solar Physics w listopadzie 2020 r. Od tego czasu, podczas gdy eksperci z NOAA i NASA byli zaskoczeni, McIntosh i jego koledzy obserwowali, jak Słońce robi dokładnie to, czego oczekiwali.

Na przykład, podczas gdy NOAA i NASA przewidziały skąpe 27 plam słonecznych na grudzień 2021 r., Słońce wytworzyło 67 – ponad dwukrotnie więcej niż szacunki. A w maju 2022, zamiast 37 plam słonecznych przewidzianych przez NOAA i NASA, było ich 97, wytwarzających rozbłyski słoneczne i koronalne wyrzuty masy. Intensywna aktywność słoneczna spowodowała również burze geomagnetyczne na Ziemi, siejąc spustoszenie na satelitach na orbicie i wywołując wspaniałe pokazy zorzy polarnej.

Oficjalna prognoza szczytu maksimum słonecznego, która ma się odbyć w kwietniu 2025 roku, to 115 plam słonecznych w tym miesiącu. Ale jeśli krzywa podąża za bieżącym trendem, który odzwierciedla prognozę McIntosha i jego zespołu, Słońce z łatwością osiągnie 115 miesięcznych plam słonecznych do końca tego roku i osiągnie szczyt dwa lata później przy ponad 210 miesięcznych plamach słonecznych.

To naprawdę dzikie, że słońce nadal to robi. Miesiąc po miesiącu nadal podąża ścieżką. Ale zobaczymy. Słońce czasami robi dziwne rzeczy, a jutro cykl może całkowicie zapaść.powiedział McIntosh.

Tzu-Wei Fang, naukowiec zajmujący się kosmosem z Centrum Prognozowania Pogody Kosmicznej NOAA, zgadza się, że oficjalna prognoza cyklu słonecznego się nie sprawdza i przyznaje, że obecna wiedza naukowców na temat czynników wpływających na zachowanie Słońca jest raczej ograniczona.

Nie wiemy, co napędza tę silną aktywność słoneczną. Zachowanie Słońca zmienia się w zależności od różnych cykli, od krótkich 11-dniowych do długich 80-letnich. Nadal istnieje wiele niewiadomych, a my po prostu nie mamy wystarczającej ilości danych ani wiedzy, aby przewidzieć dokładnie aktywność słoneczną .powiedział Fang.

Cykl Hale’a

Więc na czym dokładnie McIntosh i jego kolega opierają swoje „dzikie naukowe domysły”? Zespół zbadał związek między około 11-letnim cyklem powstawania plam słonecznych a tak zwanym cyklem Hale’a, 22-letnim cyklem aktywności magnetycznej, podczas którego fale magnetyczne o przeciwnej biegunowości przemieszczają się z biegunów Słońca w kierunku równika, gdzie ostatecznie spotykać się i wygasić.

Cykl Hale’a, odkryty na początku XX wieku przez amerykańskiego astronoma George’a Ellery’ego Hale’a, jest prawdopodobnie napędzany przez tak zwane dynamo słoneczne, ruch stopionej materii w jądrze Słońca, który generuje pole magnetyczne Słońca. Cykl Hale’a obejmuje dwa cykle plam słonecznych, przy czym bieguny magnetyczne gwiazdy zmieniają się po zakończeniu każdego cyklu plam słonecznych. Cykl Hale’a kończy się po 22 latach, kiedy pole magnetyczne powraca do pierwotnego stanu. McIntosh i jego koledzy uważają, że interferencja fal magnetycznych podczas cyklu Hale’a powoduje powstawanie plam na powierzchni Słońca.

„Od około dekady temu śledziliśmy ewolucję cyklu Hale. Gdy już wiesz, czego szukasz, możesz cofnąć się do 1860 roku i wydobyć te cechy z obserwacji u zarania fotografii.powiedział McIntosh.

Naukowcy przeprowadzili modelowanie przebiegu cyklu magnetycznego i porównali go z historycznymi obserwacjami plam słonecznych. Znaleźli odpowiedni wzór: na początku każdego nowego 11-letniego cyklu plamy słoneczne pojawiają się na średnich szerokościach geograficznych Słońca, a dopiero później zaczynają pojawiać się coraz bliżej równika, co odpowiada ruchowi tych fal magnetycznych.

Dotarcie do równika zajmuje falom magnetycznym około 19 lat, ale kiedy się spotykają, to dosłownie w ciągu kilku miesięcy słońce przechodzi z aktywności [plam słonecznych] na równiku do niczego. A kiedy dochodzi do niczego, na średnich szerokościach geograficznych pojawia się nowa aktywność i zaczyna się nowy cykl plam słonecznych.powiedział McIntosh.

“Terminator”

To “spotkanie w środku” ma miejsce, gdy przeciwstawne pola magnetyczne neutralizują się nawzajem. Wydarzenie wydaje się kończyć poprzedni cykl słoneczny i uruchamiać nowy, co skłoniło naukowców do nazwania wydarzenia „terminatorem”. Wydaje się, że dokładnie sposób, w jaki zachodzi to wydarzenie terminatora, ma szczególne znaczenie dla siły następnego cyklu słonecznego, powiedział McIntosh.

Po raz pierwszy zauważyliśmy “terminatora” około dziewięć lat temu. Kiedy przejrzeliśmy dane ze 140 lat, byliśmy w stanie dokonać prymitywnych pomiarów tych terminatorów na równiku i zmierzyć nakładanie się układów magnetycznych. zależność liniowa.powiedział McIntosh.

Dane wydawały się sugerować, że im więcej czasu między terminatorami, tym słabszy następny cykl słoneczny. Terminator między cyklami słonecznymi 24 i 25 był nieco opóźniony, powiedział McIntosh; 24. cykl słoneczny wydawał się, że nie chcieć odejść. Wydarzenie ostatecznie miało miejsce w grudniu 2021 r., co umożliwiło zespołowi McIntosha sfinalizowanie prognozy cyklu słonecznego.

Będzie nieco powyżej średniej historycznej z miesięczną wygładzoną liczbą plam słonecznych na poziomie 190 ± 20.powiedział McIntosh w lutym w Space Weather Archive.

Fang ostrzega jednak, że jest za wcześnie, aby wyciągać wnioski na temat obecnego cyklu słonecznego.

Fakt, że mamy teraz silną aktywność słoneczną, nie oznacza, że ​​z pewnością patrzymy na znacznie wyższy cykl słoneczny. Nadal wymaga trochę pracy naukowców, zanim będziemy mogli wyciągnąć ten wniosek.powiedziała.
info: Space.com

______________________
Spodobał Ci się wpis ? To postaw kawę
Postaw mi kawę na buycoffee.to