Solcyklus 25:Solen vågner

Solen er gået ind i sin 25. solcyklus og er ved at vågne op. I de sidste par år har vores stjerne været temmelig søvnig, med få solpletter, lyse flammer eller massive udstødninger af magnetiseret plasma, der kommer fra overfladen. Denne stille periode er kendt som solminimum, men tingene begynder at blive varme igen.

Eksperter på Solar Cycle 25 Prediction Panel annoncerede for nylig, at solen officielt er gået ind i en ny cyklus, det er 25. siden vi har haft nok data til pålideligt at genkende dem. Selvom vi kan forvente, at rumvejret bliver mere spændende i de næste par år, med høj solpletaktivitet forventet i 2025, panelet nåede til enighed om, at denne næste cyklus vil være meget lig den forrige, begge generelt svagere end den gennemsnitlige solcyklus.

"Mens små og mellemstore solstorme er mere sandsynlige under høj solaktivitet, " forklarer Juha-Pekka Luntama, Leder af ESA's Space Weather Office, "det er vigtigt at huske, at individuelle store solarrangementer, store udbrud og koronale masseudslip, kan ske på ethvert tidspunkt, uafhængigt af, hvor vi er i solcyklussen, eller hvor stærk cyklussen bliver."

Hvis sådanne solstorme rammer Jorden, de kan skabe geomagnetiske storme i vores magnetosfære. Mens gode nyheder for nordlysjægere, disse storme kan forstyrre og endda beskadige elnet på Jorden og satellitter i kredsløb, og de vitale tjenester, de leverer.

Gentagende og alligevel uforudsigelig

Som en stangmagnet, du måske har brugt i skolen, solen har et magnetfelt med nord- og sydpoler, og magnetiske feltlinjer, der strækker sig langt ud over selve stjernen, der forbinder polarområderne.

Disse poler har en mystisk tendens til at skifte plads, med nord bliver til syd og syd bliver til nord, i en cyklus, der i gennemsnit varer omkring 11 år. Magnetfeltflip opstår ved toppen af ​​hver solcyklus, solmaksimum, når aktiviteten er højest. Efter vendingen, aktiviteten aftager for solminimum og en ny cyklus begynder.

Vi har studeret solen i århundreder, men den nøjagtige mekanisme for denne magnetfeltflip forbliver et emne for videnskabelig debat og teori. Et af nøglespørgsmålene for ESA's Solar Orbiter-mission er at forstå, hvad der driver solcyklussen, og ved at se på polarområderne håber vi at lære mere om, hvordan magnetfeltet – som driver solaktiviteten – genereres.

solpletter er et nyttigt værktøj til at bestemme, hvor solen er i sin cyklus. De midlertidige mørke pletter på soloverfladen er pletter med intens magnetisk aktivitet, lidt køligere end materialet omkring dem og ser derfor mørkere ud end omgivende områder. Disse forbigående pletter korrelerer direkte med solaktivitet, da de fleste soludbrud og koronale masseudslip stammer fra solpletgrupperinger, også kaldet "aktive regioner".

Aktive regioner, blusser og udstødninger følger den generelle solpletcyklus, hvilket betyder, at der er flere under solmaksimum og færre under solminimum. Imidlertid, gigantiske udbrud og koronale masseudstødninger er statistisk set lige så sandsynligt, at der sker på ethvert tidspunkt, uafhængig af styrken af ​​en cyklus. Så, vi skal altid være forberedt på "dårligt" rumvejr.

Cyklus 25

Den seneste solcyklus, nummer 24, blev fast besluttet på at være afsluttet i december 2019, da det gennemsnitlige antal solpletter fra denne cyklus nåede et minimum, og de første solpletter i den nye cyklus begyndte at dukke op.

En ny solcyklus anses for at starte, når nye pletter, der dukker op på mellembreddegrader på solens overflade, er modsat i magnetisk polaritet end solpletterne fra den foregående cyklus. Men fordi antallet af solpletter svinger dag for dag og uge for uge, videnskabsmænd bruger et rullende gennemsnit, hvilket betyder, at det tager et par måneder, før klare mønstre i aktivitet bliver tydelige.

At forudsige, hvor aktiv solen vil blive på toppen af ​​en cyklus, er en notorisk vanskelig opgave. Ligesom vejret på jorden, langsigtede solprognoser er svære at indsamle, selvom vi ved, at der er generelle årstider med adfærd.

Selvom konsensus om solcyklus 25 er, at den vil ligne den sidste, denne forudsigelse er forbundet med mere usikkerhed end de fleste, da solcyklus 25 kommer efter et generelt fald i den højeste solaktivitet. På dette tidspunkt, den næste solcyklus kan fortsætte den nedadgående tendens i retning af cyklusser med svagere aktivitet end gennemsnittet, eller det kunne markere begyndelsen på en række mere aktive cyklusser.

Jordpåvirkning

Efterhånden som solaktiviteten stiger, solen vil udsende mere højenergi partikelstråling og stof ind i solsystemet. Fra vores position på jorden, den tredje klippe fra solen, ethvert direkte hit vil have konsekvenser for vores magnetfelt – laget omkring Jorden, der beskytter os mod solens udbrud – og skabe geomagnetiske storme.

Disse storme har potentiale til at forårsage alvorlige problemer for moderne teknologiske systemer, forstyrre eller beskadige satellitter i rummet og de mange tjenester – såsom navigation og telekommunikation – der er afhængige af dem. Geomagnetiske storme kan også mørklægge elnet og radiokommunikation, samt skabe en strålingsfare for astronauter i rummet, endda serverer potentielt skadelige doser af stråling til astronauter på fremtidige missioner til Månen eller Mars.

Heldigvis, sådanne begivenheder kommer med nogle advarsler - komplekse solpletgrupper bobler op fra under soloverfladen og efterlader mørke mønstre henover skiven.

Selvom de ikke kan stoppes, forhåndsvarsel om kommende solstorme ville give operatører af satellitter, elnet og telekommunikationssystemer, såvel som rumforskere, tid til at træffe beskyttelsesforanstaltninger.

ESA's Space Safety-program planlægger en unik mission, der vil gøre netop dette. Lagrange-missionen vil lave tiltrængte observationer af solen fra et unikt udsigtspunkt, det femte Lagrange-punkt. Ser vores sol ved siden af, Lagrange-missionen vil få en forhåndsvisning af solaktiviteten, før den roterer til Jorden, indsamling af de tidlige data, der er nødvendige for at give sådanne forhåndsadvarsler.

Ser solen fra det femte Lagrange-punkt, rumfartøjet vil opdage solbegivenheder og deres udbredelse mod Jorden med højere nøjagtighed end det er muligt i dag, sender data hjem og distribuerer dem til ESA's Space Weather Service Network i næsten realtid, at generere advarsler og prognoser.