Wetenschappers van Skoltech, de Universiteit van Graz en de Koninklijke Sterrenwacht van België hebben een methode ontwikkeld om de sterkte van de 11-jarige zonneactiviteitscyclus te voorspellen. De resultaten van dit onderzoek kunnen licht werpen op het proces waarmee magnetische velden op de zon worden opgewekt. Dit is de sleutel, omdat deze magnetische velden de gezondheid en de bruikbaarheid van verschillende aardgebonden apparaten beïnvloeden.

Na de uitvinding van de telescoop, astronomen Galileo Galileo, Thomas Harriot, Christoph Scheiner en Jan Fabricius ontdekten vlekken op de zonneschijf. Maar het zou nog 250 jaar duren voordat men zou begrijpen dat het gedrag van de zon onderhevig is aan cycli van 11 jaar. De 11-jarige periodiciteit van zonneactiviteit werd bij toeval ontdekt in de 19 ^e eeuw door de Duitse chemicus Henry Schwabe. Hij was dol op astronomie, en met behulp van een amateurtelescoop, op zoek naar een hypothetische kleine planeet binnen de baan van Mercurius. Hij heeft de planeet nooit gevonden, maar dankzij systematische waarnemingen ontdekte hij de cycli van zonneactiviteit. Momenteel, dergelijke waarnemingen van zonnevlekken worden het hele jaar door tweemaal per dag uitgevoerd door observatoria over de hele wereld en de voorspelling van de 11-jarige zonnecyclus is erg belangrijk in veel gebieden van menselijke activiteit in de ruimte en op aarde.

Aan het begin van de 20 ^e eeuw, De beroemde Russische wetenschapper Alexander Chizhevsky stelde het idee van ruimteweer voor en legde de basis voor de opkomst van een nieuwe tak van wetenschap die de relatie tussen de zon en de aarde onderzoekt. Hij theoretiseerde dat zonnewind constant uit de zonnecorona stroomt, de atmosfeer van de zon. Deze wind is een stroom van geladen deeltjes die naar de aarde en andere planeten van het zonnestelsel waait. De zonnewind draagt ​​de energie van de zon, en rekt het magnetische veld van de zon uit en voert het de ruimte in. Als resultaat, het hele zonnestelsel wordt beïnvloed door de zonnewind en het magnetische veld van de zon. En aangezien de zon draait, het magnetische veld in de interplanetaire ruimte neemt de vorm aan van golvende spiraalvormige plooien, als een ballerinarok. De aarde en alle planeten van het zonnestelsel bevinden zich binnen deze plooien.

Mensen houden regelmatig rekening met voorspellingen van zonneactiviteit. Door satellieten in de veilige modus te zetten tijdens actieve gebeurtenissen op de zon, kan verstoring van de werking van zonnecellen en belangrijke satellietsystemen worden voorkomen. Ruimteweer kan een bedreiging vormen voor astronauten in de ruimte, die te maken hebben met aanzienlijke blootstelling aan straling en het risico lopen op stralingsziekte. Actieve gebeurtenissen op de zon kunnen leiden tot interferentie in de voortplanting van radiosignalen. Ruimteweer beïnvloedt de stralingsdoses die piloten en passagiers van luchtvaartmaatschappijen ontvangen, vooral bij transpolaire vluchten. Het tijdig voorspellen van ruimteweer is van groot belang voor de luchtvaartindustrie en de bescherming van een aantal technische grondsystemen, evenals voor bemande ruimtevluchten en de lancering van wetenschappelijke en commerciële satellieten.

De zonnecyclus begint met de geboorte van zonnevlekken op de polen van de zon. Naarmate de cyclus vordert, meer zonnevlekken ontstaan, verplaatsen van de polen naar de evenaar van de zon. Tijdens pauzes in zonneactiviteit, wanneer zonnevlekken op de zon praktisch afwezig zijn, het magnetische veld van de zon lijkt op een gewone magneet, met cirkelvormige magnetische lijnen en twee polen. Omdat de evenaar van de zon sneller draait dan de polen, tijdens de rotatie van de zon, het magnetische veld is verward als draad. Naarmate we de piek van de zonneactiviteit naderen, het gebruikelijke magnetische veld met twee polen verandert in veel lokale magnetische velden op het oppervlak van de zon, in de atmosfeer van de zon, de verstrengelde lussen die zonnematerie bevatten.

Deze kunnen worden uitgestoten als fakkels en coronale massa-ejecties en de aarde bereiken. Bijgevolg, tijdens piek zonneactiviteit, het aantal actieve gebeurtenissen op de zon neemt aanzienlijk toe. Anderzijds, op het hoogtepunt van zijn activiteit, het magnetische veld van de zon is zo sterk dat het galactische kosmische stralen uit het zonnestelsel verdrijft. Deze vormen een groot gevaar voor technologische systemen in de ruimte. Elke 11 jaar, de polen van de zonneschakelaar; de zuidelijke pool neemt de plaats in van de noordelijke, en vice versa. Dit is een complex proces dat nog niet volledig is begrepen. Het zonnedynamomodel is een van de meest complexe niet-lineaire problemen in de wiskundige fysica.

Elke zonnecyclus krijgt een nummer toegewezen; bijvoorbeeld, we naderen nu het dieptepunt van de 24e cyclus van zonneactiviteit. Het wetenschappelijke doel is om de sterkte van de 25e cyclus zo vroeg mogelijk te voorspellen. Wetenschappers van Skoltech, de Universiteit van Graz en de Koninklijke Sterrenwacht van België hebben een methode ontwikkeld die het mogelijk maakt om de sterkte van de volgende 11-jarige cyclus te voorspellen, ver vooruit op wat eerder voor mogelijk werd gehouden, namelijk:tijdens het hoogtepunt van de huidige zonnecyclus. Met andere woorden, zodra de huidige zonnecyclus piekt en de polen van de zon van plaats wisselen, onderzoekers zullen weten hoe sterk de volgende 11-jarige cyclus zal zijn.

Deze ontdekkingen dragen bij aan de studie van de zonnedynamo. Uit de analyse bleek dat de kortetermijnvariabiliteit van zonneactiviteit in de afnemende fase van een cyclus verband houdt met de sterkte van de volgende cyclus. Plotselinge variaties van activiteit in de afnemende fase worden geassocieerd met een vertraging van de afname van de zonnevlekken, wat een bewijs kan zijn van activiteit die zich manifesteert als een grotere amplitude in de volgende cyclus. In de huidige studie, er wordt een nieuwe en robuuste methode geïntroduceerd om de kortetermijnvariaties van zonnevlekactiviteit rond de piek van een huidige cyclus te kwantificeren, het produceren van een relevante indicator met voorspellende kracht voor de sterkte van de volgende cyclus. Volgens de prognose, de toekomstige zonneactiviteit zal laag zijn en de sterkte van de volgende 25ste cyclus van zonneactiviteit zal zelfs lager zijn dan de huidige cyclus. De resultaten van het onderzoek zijn gepubliceerd in de The Astrofysisch tijdschrift .

"Het ruimteweer is de wetenschap van de toekomst. Het is wat ons allemaal verenigt, maakt ons leven beter, stelt ons in staat om voor onze planeet te zorgen. Dit is de volgende stap in de verkenning van de ruimte. En welke stormen er ook razen, we wensen je goed weer in de ruimte, " zei Skoltech-professor Tatyana Podladchikova, hoofdauteur van de studie.