Około co 11 lat Słońce staje się gwałtownie aktywne, wywołując pokaz aktywności magnetycznej zarówno dla obserwatorów zorzy polarnej, jak i sungazerów. Ale czas cyklu słonecznego jest daleki od dokładności, co utrudnia określenie dokładnej fizyki.
Zazwyczaj astronomowie używają plam słonecznych do mapowania przebiegu cyklu słonecznego, ale teraz międzynarodowy zespół astronomów odkrył nowy znacznik: jasne punkty, małe jasne punkty w atmosferze słonecznej, które pozwalają nam obserwować ciągłe zawirowania materiału wewnątrz Słońca.
Nowe markery zapewniają nową metodę zrozumienia ewolucji pola magnetycznego Słońca w czasie, sugerując głębszy i dłuższy cykl.
Dobrze wychowane Słońce obraca swoje północne i południowe bieguny magnetyczne co 11 lat. Cykl rozpoczyna się, gdy pole jest słabe i dipolarne. Ale obrót Słońca jest szybszy na jego równiku niż na biegunach, a ta różnica rozciąga i splątuje linie pola magnetycznego, ostatecznie wytwarzając plamy słoneczne, wypukłości, a czasem rozbłyski.
„Plamy słoneczne są odwiecznym wskaźnikiem zrozumienia mechanizmów rządzących wnętrzem słońca” - powiedział główny autor Scott McIntosh z National Center for Atmospheric Research w komunikacie prasowym. „Ale procesy, które powodują, że plamy słoneczne nie są dobrze zrozumiane, a tym bardziej te, które rządzą ich migracją i co napędza ich ruch.”
Więc McIntosh i współpracownicy opracowali nowe urządzenie śledzące: plamy ekstremalnego ultrafioletu i promieniowania rentgenowskiego, znane jako jasne punkty w atmosferze Słońca lub koronę.
„Teraz widzimy, że w słonecznej atmosferze są jasne punkty, które działają jak boje zakotwiczone w tym, co dzieje się znacznie głębiej”, powiedział McIntosh. „Pomagają nam opracować inny obraz wnętrza Słońca”.
McIntosh i współpracownicy przekopali się przez bogactwo danych dostępnych w Obserwatorium Słonecznym i Heliosferycznym oraz Obserwatorium Dynamiki Słonecznej. Zauważyli, że z czasem wiele pasm tych znaczników przemieszcza się równomiernie w kierunku równika. Ale robią to w innej skali czasowej niż plamy słoneczne.
Przy minimum nasłonecznienia mogą istnieć dwa pasma na półkuli północnej (jeden dodatni i jeden ujemny) i dwa pasma na półkuli południowej (jeden ujemny i jeden dodatni). Ze względu na ich bliskość pasma przeciwnych ładunków łatwo się znoszą, powodując, że układ magnetyczny Słońca jest spokojniejszy, wytwarzając mniej plam słonecznych i erupcji.
Ale gdy dwa pasma o niskiej szerokości geograficznej dotrą do równika, ich polaryzacje się znoszą, a pasma nagle znikają - proces ten trwa średnio 19 lat.
Słońce ma teraz tylko dwa duże pasma, które migrowały do szerokości około 30 stopni. Bez pobliskiego pasma polaryzacje nie anulują się. W tym momencie spokojna twarz Słońca zaczyna się gwałtownie aktywować, ponieważ plamy słoneczne szybko rosną.
Jednak maksimum słoneczne trwa tylko tak długo, ponieważ proces generowania nowego pasma o przeciwnej biegunowości rozpoczął się już na dużych szerokościach geograficznych.
W tym scenariuszu właśnie cykl pasma magnetycznego naprawdę określa cykl słoneczny. „Tak więc 11-letni cykl słoneczny można postrzegać jako nakładanie się dwóch znacznie dłuższych cykli” - powiedział współautor Robert Leamon z Montana State University w Bozeman.
Prawdziwy test przyjdzie jednak z następnym cyklem słonecznym. McIntosh i współpracownicy przewidują, że Słońce osiągnie minimum słoneczne gdzieś w ostatniej połowie 2017 roku, a pierwsze plamy słoneczne następnego cyklu pojawią się pod koniec 2019 roku.
Odkrycia zostały opublikowane w czasopiśmie Astrophysical Journal z 1 września i są dostępne online.
