science >> Wetenschap >  >> Astronomie

Plasmastralen in de zon voorspellen ongelijke activiteit van de twee hemisferen

Figuur 1:Afbeelding toont de migratie van torsietrillingen van de middelste breedtegraden naar de evenaar van de zon. Blauwe en rode banden vertegenwoordigen langzamer en sneller dan de gemiddelde rotatiesnelheid, respectievelijk. Zwarte stippen geven de locaties aan waar zonnevlekken op het zonneoppervlak verschijnen. De studieperiode, aangegeven op de x-as beslaat 16 jaar grondobservaties van variaties in de rotatiesnelheid van de zon met behulp van helioseismologie. Krediet:Center of Excellence in Space Sciences India

De activiteit van de zon neemt periodiek toe en neemt af en heerst over onze ruimteomgeving. Zonnevlekken, sterk gemagnetiseerde vlekken op het zonneoppervlak, laten soms hevige stormen los in de ruimte die ernstige gevolgen hebben voor onze op satellieten gebaseerde communicatie- en navigatiesystemen en af ​​en toe, satellieten onbruikbaar maken. Echter, een volledig begrip van alle aspecten van de zonnevlekactiviteitscyclus blijft ongrijpbaar. Een van zijn merkwaardige kenmerken is de lang waargenomen scheve activiteit van zijn twee hersenhelften. Soms, het noordelijk halfrond wordt actiever, soms het zuiden, zonder duidelijke manier om te voorspellen wanneer dit zou kunnen gebeuren.

Nutsvoorzieningen, een team van wetenschappers van het Center of Excellence in Space Sciences India van IISER Kolkata en het Tata Institute of Fundamental Research in Mumbai hebben een tot nu toe onbekende link ontdekt tussen plasmastralen in het binnenste van de zon en de zonnevlekkencyclus die de ongelijke activiteit van de halfrond van de zon.

Plasmamateriaal op verschillende locaties in de zon roteert met verschillende snelheden en drijft een dynamomechanisme aan dat de magnetische zonnevlekken creëert. Eerder is waargenomen dat de rotatiesnelheid in de loop van de tijd verandert met snellere en langzamere stromen plasmajets die bekend staan ​​​​als torsie-oscillaties bovenop de gemiddelde rotatie. Deze jets begeleiden de voortgang van de zonnevlekkencyclus, waarbij hun migratiepatronen vergelijkbaar zijn met die van zonnevlekken op het oppervlak van de zon, wat duidt op een causaal verband. In een krant in de Astrofysisch tijdschrift van de American Astronomical Society, Lekshmi B., Dibyendu Nandi en H.M. Antia meldt dat asymmetrieën in plasmastralen net onder het oppervlak van de zon ongeveer een jaar voorafgaan aan asymmetrieën in zonnevlekactiviteit, een ontdekking waar nog geen duidelijke theoretische verklaring voor is.

Figuur 2:Deze figuur laat zien hoe de hemisferische asymmetrie in torsie-oscillaties van de zon (rode curve) ongeveer een jaar voorafgaat aan de asymmetrie in de zonnevlekactiviteit (groene curve). Statistische tests leveren een significant vertraagde correlatie op tussen deze grootheden, wat duidt op de mogelijkheid om ongelijke activiteit op het noordelijk en zuidelijk halfrond van de zon te voorspellen. Krediet:Center of Excellence in Space Sciences India

"De kracht van de torsieoscillatie van de zon is erg klein in vergelijking met de differentiële rotatie, waardoor het moeilijk te meten is. Onze zorgvuldige analyse van 16 jaar van zowel grond- als ruimteobservaties heeft ons in staat gesteld dit verband te ontdekken", zei afgestudeerde student Lekshmi B. Het team gebruikte een techniek genaamd helioseismologie die oscillaties op het oppervlak van de zon waarneemt die worden geproduceerd door de voortplanting van akoestische golven in het binnenste. Door gebruik te maken van helioseismische technieken, plasmasnelheidsveranderingen in de twee hemisferen van de zon worden vervolgens uitgeplaagd.

"Onze studie onderzoekt alleen de nabije oppervlaktebanden van snellere en langzamere rotatie. de huidige consensus is dat magnetische velden die zonnevlekken vormen dieper in de zon worden gecreëerd. Het is buitengewoon intrigerend, daarom, dat de asymmetrie van de zonnevlekkencyclus wordt weerspiegeld over de enorme diepte van de convectiezone van de zon die de diepe en de nabije oppervlaktelagen van de zon met elkaar verbindt", zei Dibyendu Nandi, die het onderzoek leidde in samenwerking met HM Antia. "Dit kan een vroege manifestatie zijn van het creëren van magnetische velden diep in de zon en kan leiden tot technieken om de hemisferische activiteitsniveaus te voorspellen", voegt hij eraan toe.

Voor deze studie is het team gebruikte grondgegevens van de Global Oscillation Network Group - een multinationaal consortium van observatoria waarbij de VS, Indië, Spanje, Australië en Chili, en ruimtegebaseerde gegevens van het Helioseismic and Magnetic Imager-instrument aan boord van NASA's Solar Dynamics Observatory. Dit onderzoek werd gesponsord door het ministerie van Human Resource Development, Overheid van India, NASA Heliophysics Program en het Indo-US Science and Technology Forum en verschijnt in het nummer van 12 juli 2018 van de Astrofysisch tijdschrift gepubliceerd door de American Astronomical Society.