Zonnevlekkencyclus heeft een dubbele piek, zeggen astronomen

Zonnevlekken zijn koele, donkere vlekken op het oppervlak van de zon. Men denkt dat ze het resultaat zijn van een tijdelijke onderdrukking van convectie door de interne kronkels van het magnetische veld van de zon. Daarom zijn de plekken koeler dan hun omgeving.

De grootte en het aantal zonnevlekken volgen op beroemde wijze een 11-jarige cyclus, een fenomeen dat voor het eerst werd opgemerkt door Heinrich Schwabe, een Duitse amateur-astronoom in 1843. Maar in 1967 wees Mstislav Gnevyshev van de Russische Academie van Wetenschappen erop dat veel van deze cycli lijken twee pieken te hebben.

Vandaag zegt Katya Georgieva van het Space and Solar-Terrestrial Research Institute in Sofia, Bulgarije, dat ze weet waarom. Haar denken impliceert dat alle cycli twee pieken hebben, maar dat deze vaak samenvallen waardoor ze moeilijk uit elkaar te halen zijn.

In de loop der jaren hebben astronomen een opmerkelijk gedetailleerd beeld opgebouwd van de vreemde patronen die verband houden met zonnevlekken.

De vlekken hebben bijvoorbeeld de neiging zich in paren te vormen met tegengestelde polariteiten.

Dit wordt verklaard door het idee dat het magnetische veld van de zon zich vormt in kleine lussen, fluxbuizen genaamd, die kronkelen als gedraaide elastiekjes en af ​​en toe door het oppervlak van de zon barsten. Zonnevlekken vormen zich op de punten van uitgang en ingang van deze lussen, en daarom vormen ze zich in paren met tegengestelde polariteit.

De vlekken hebben ook de neiging zich aan het begin van de zonnecyclus op hoge breedtegraden te vormen. Vervolgens, naarmate de cyclus vordert, vormen ze zich dichter bij de evenaar.

Astronomen denken dat de reden hiervoor is dat het magnetische veld van de zon de neiging heeft te oscilleren gedurende de 11-jarige cyclus. Het veld heeft dus de neiging zich afwisselend uit te strekken in de noord-zuid richting en dan in de oost-west richting, als een rinkelende bel.

Deze oscillatie duwt de fluxbuizen door het oppervlak nabij de polen aan het begin van de cyclus en vervolgens dichter bij de evenaar naarmate de oscillatie vordert.

Wat duidelijk lijkt, is dat de vlekken nauw verbonden zijn met de complexe interacties tussen het magnetische veld van de zon en de convectiepatronen in de buitenste laag.

Het eenvoudigste patroon van convectie is dat warmte zich in een celachtige cyclus verplaatst, naar de polen langs het oppervlak en dan terug naar de evenaar onder het oppervlak. (Dit patroon wordt dan gecompliceerd door factoren zoals de Coriolis-kracht.)

Soms kan dit patroon echter worden ondermijnd door stromen die de cyclus kortsluiten en recht naar beneden gaan van het oppervlak naar de lagere lagen, in plaats van de volledige cyclus naar de polen te volgen.

Georgieva zegt dat de fluxbuizen een soortgelijk patroon volgen. Sommige volgen de volledige cyclus van evenaar tot pool, terwijl andere dit proces kortsluiten. Deze verschillende gedragspatronen hebben de neiging om fluxbuizen op verschillende tijdstippen door het oppervlak te duwen.

Het is dit verschil in gedrag dat leidt tot de dubbele pieken in de zonnevlekkencyclus, zegt Georgieva. Deze twee delen van de flux geven, wanneer ze worden getransformeerd door de differentiële rotatie aan de basis van de convectiezone, aanleiding tot twee pieken van zonnevlekactiviteit, zegt ze.

Dat lijkt dit vreemde aspect van zonnevlekactiviteit te verklaren. Er zijn echter nog tal van andere curiositeiten. Georgieva's werk is nog lang niet af.

Referentie: arxiv.org/abs/1103.4552 : Waarom de zonnevlekkencyclus dubbel piekt

Je kunt The Physics arXiv Blog nu volgen op Twitter

zich verstoppen