Wetenschappers van de Universiteit van Graz, Kanzelhöhe-observatorium, Skoltech, en het World Data Center SILSO van de Koninklijke Sterrenwacht van België, hebben de Catalogus van Hemispheric Sunspot Numbers gepresenteerd. Het zal nauwkeurigere voorspellingen van de zonnecyclus en het ruimteweer mogelijk maken, die van invloed kan zijn op door mensen gemaakte infrastructuur, zowel op aarde als in een baan om de aarde. De studie kwam uit in de Astronomie en astrofysica logboek, en de catalogus is verkrijgbaar bij SILSO, het World Data Center voor de productie, behoud, en verspreiding van het internationale zonnevlekkengetal.

Onze zon is een grote kokende bal van gas, waarvan de meeste zo heet zijn dat elektronen van atomen worden afgerukt, het creëren van een circulerende mix van geladen deeltjes, plasma genoemd. Deze bewegende ladingen geven de zon een enorm magnetisch veld, die zich bundelt als het opstijgt uit het binnenste van de zon en donkere gebieden creëert die bekend staan ​​als zonnevlekken op het oppervlak.

Zonnevlekken zijn de belangrijkste bronnen van zonnevlammen en coronale massa-ejecties, of CME's. Dit zijn enorme magnetische plasmawolken die met grote snelheden door de zon worden vrijgegeven. Wanneer gericht naar de aarde, ze veroorzaken krachtige magnetische storingen die de apparatuur op satellieten kunnen beschadigen, ongeschikte telecommunicatie, en zelfs stroomstoringen veroorzaken in een stad - met verwoestende gevolgen voor de economie.

Het verschijnen en verdwijnen van zonnevlekken varieert volgens een cyclus van ongeveer 11 jaar. Het begint met bijna geen zonnevlekken. Naarmate het vordert, steeds meer vlekken ontstaan ​​op de middelste breedtegraden en migreren naar de zonne-evenaar. Omdat de evenaar van de zon sneller draait dan de polen, zijn magnetische veld raakt in de loop van de cyclus verstrikt en versterkt in bundels. Eventueel, de veldlijnbundels worden sterk genoeg om door de fotosfeer te worden geduwd als lussen die plasma vangen en uitwerpen als CME's.

Het monitoren van zonnevlekken is daarom cruciaal voor het voorspellen van gevaarlijke ruimteweergebeurtenissen en hun effecten op luchtreizigers, astronauten, en de apparatuur en infrastructuur - zowel op aarde, in een baan, en op langdurige ruimtemissies.

Aanvankelijk waargenomen door Galileo in de 17e eeuw, zonnevlekken worden nu dagelijks gecontroleerd door ongeveer 80 observatoria over de hele wereld. Het World Data Center SILSO van de Koninklijke Sterrenwacht van België is de wereldwijde hub voor alle zonnevlekkengegevens. Systematische gegevens over het totale aantal zonnevlekken zijn beschikbaar vanaf de 18e eeuw. Echter, recente modellen suggereren dat zonneactiviteit beter begrepen kan worden als een samenspel tussen de activiteiten op het noordelijk en zuidelijk halfrond afzonderlijk beschouwd. Dergelijke gegevens zijn veel schaarser, met de belangrijkste zonneactiviteitsindex - het internationale zonnevlekkennummer - die sinds 1992 alleen het aantal zonnevlekken per halfrond registreert.

De auteurs van de recente studie in Astronomie en astrofysica kwam met een methode om de beschikbare gegevens aanzienlijk uit te breiden door historische hemisferische zonnevlekkengetallen te reconstrueren. Als resultaat, ze brachten een doorlopende catalogus uit van dagelijkse en maandelijkse gegevens van de zonnevlekkengetallen op het noordelijk en zuidelijk halfrond die teruggaat tot 1874. Het team toonde de hoge overeenstemming met de bestaande hemisferische gegevens en toonde aan dat voorspellingen van de zonnecyclus inderdaad nauwkeuriger zijn wanneer de evolutie van zonnevlekkengetallen wordt afzonderlijk beschouwd voor de twee hemisferen.

"Onze zon is een intrigerende ster, en de fysica ervan is zowel eenvoudig als gecompliceerd. We hebben van onze studie geleerd dat we een beter begrip kunnen krijgen van de langetermijnevolutie van de activiteit van de zon door simpelweg eerst de twee hemisferen afzonderlijk te behandelen en pas daarna beide bijdragen op te tellen om de totale activiteit te verkrijgen. De nieuw gereconstrueerde gegevens over hemisferische zonnevlekken zullen beschikbaar zijn voor de wetenschappelijke gemeenschap, en we geloven dat ze een belangrijke basis kunnen vormen voor de ontwikkeling van nieuwe, nauwkeurigere voorspellingsschema's van zonneactiviteit, " zei Astrid Veronig, de hoofdauteur van de studie, hoogleraar aan de Universiteit van Graz, en hoofd van het Kanzelhöhe Observatorium voor zonne- en milieuonderzoek.

Shantanu Jain, een afgestudeerde Skoltech-student en co-auteur van de studie, benadrukte het praktische nut van de nieuwe catalogus:"We geloven dat deze nieuwe catalogus essentieel zal zijn om het ruimteweer nauwkeurig te voorspellen, aangezien we nu continue hemisferische gegevens voor een langere periode hebben om een ​​zinvolle zonnecyclus te maken Als we te maken zouden krijgen met extreme zonne-uitbarstingen in het huidige tijdperk van technologische afhankelijkheid, het kan gemakkelijk onze elektriciteitsnetten uitschakelen, satellietcommunicatie, het internet, en economische verliezen tot biljoenen dollars veroorzaken. Een nauwkeurige voorspelling van het ruimteweer kan ons helpen ons voor te bereiden en een dergelijk scenario te vermijden."

"Voor permanente technische infrastructuren, voor langetermijnproblemen zoals aantasting van de ozonlaag of klimaat, en met het oog op toekomstige langdurige bemande ruimtemissies naar de maan of Mars, er is een groeiende behoefte aan voorspellingen op middellange en lange termijn van de trend van zonneactiviteit in de komende maanden of jaren. Als onderdeel van een opkomende discipline genaamd 'ruimteklimaat, Dergelijke langetermijnvoorspellingen van de sterkte van de zonnecyclus kunnen alleen berusten op een gedetailleerde kennis van de feitelijke evolutie van vele voorbije zonnecycli. Onze nieuwe uitgebreide gegevensreeks is een van de belangrijkste stappen in de groeiende inspanningen om opnieuw te bekijken en volledig te benutten legacy datacollecties met behulp van de moderne tools van de 21e eeuw, " studie co-auteur en het hoofd van het World Data Center SILSO Frédéric Clette merkte op.

"Momenteel, we begrijpen nog steeds niet helemaal hoe de zonnedynamo werkt en hoe het zonnemagneetveld wordt gegenereerd tijdens de 11-jarige zonnecyclus. Alle planeten van ons zonnestelsel draaien om de zon in een zogenaamd ecliptisch vlak. Het betekent dat observatoria op aarde of instrumenten aan boord van een om de aarde draaiende satelliet die beelden van de zon maakt, nooit echt zien wat er op de zonnepolen gebeurt. Echter, in februari 2020 werd een baanbrekende ruimtemissie - de Solar Orbiter - gelanceerd om heel dicht bij de zon te vliegen. Het zal voor het eerst in de geschiedenis zwaartekrachtmanoeuvres uitvoeren om uit de ecliptica te reiken en een glimp op te vangen van de polen. De eerste polaire pas zal naar verwachting plaatsvinden in maart 2025, waarbij het ruimtevaartuig een helling van 17 graden boven het eclipticavlak zal bereiken en in juli 2029 zal toenemen tot 33 graden. We denken dat het nieuw ontwikkelde product van hemisferische zonnevlekkengetallen samen met de ongekende waarnemingen en fundamenteel nieuwe kennis van de Solar Orbiter zal ons helpen om zonnecyclusstudies en ruimteweervoorspellingen vooruit te helpen. En welke stormen ook mogen razen, we wensen iedereen goed weer in de ruimte, " zei Tatiana Podladchikova, een co-auteur van de paper en assistent-professor aan het Skoltech Space Center.