Solar Cycle 25 Nasıl Görünecek?
Güneş son uykusundan hareket ediyor. Güneş lekeleri ve parlamalar, yeni bir güneş döngüsünün işaretleri , Güneş'in yüzeyinden kabarcıklar gibi, bilim adamları bir sonraki döngünün neye benzeyeceğini merak ediyorlar. Kısa cevap, muhtemelen sonuncusuna çok benziyor - yani, Güneş'in yaşamının son 11 yılı, çünkü bu, herhangi bir döngünün ortalama uzunluğu. Ancak uzun hikaye, on yılda bir toplanan bir uzmanlar panelini, Güneş üzerinde çalışan bir uydu filosunu ve düzinelerce karmaşık modeli içeriyor - hepsi birlikte yaşadığımız yıldızın gizemli davranışını anlama çabaları etrafında dönüyor.
NASA bilim adamları, ne yaptığını ve nedenini daha iyi anlamak için Güneş'i inceliyor ve modelliyor. Güneş'in iniş çıkışları ve aralarında düzenli döngüleri vardır. Kabaca her 11 yılda bir, bu döngünün en yüksek noktasında, Güneş'in manyetik kutupları ters dönüyor - bu, Kuzey ve Güney Kutupları her on yılda bir yer değiştiriyor ve Güneş yavaştan aktif ve fırtınalıya geçiş yapıyor gibi. Güneş en sessiz halindeyken solar minimumdadır; Güneş maksimum sırasında, Güneş parlak parlamalar ve güneş patlamalarıyla parlar.
Doğru tahminlerle hazırlık yapabiliriz.
Güneş döngüsü tahminleri, uzay havası açısından ne bekleyebileceğimiz konusunda kabaca bir fikir veriyor, uzaydaki koşullar Dünya'daki hava durumuna çok benzer. Güneşten gelen patlamalar, eterik auroradan uydu yörünge bozulmasına ve radyo iletişimi veya elektrik şebekesine kadar bir dizi etkiye yol açabilir. NOAA'nın Uzay Hava Durumu Tahmin Merkezi , ABD hükümetinin uzay hava durumu tahminleri, saatleri, uyarıları ve uyarıları için resmi kaynağıdır: Doğru tahminlerle hazırlık yapabiliriz.
NASA'daki ve dünyanın dört bir yanındaki araştırmacıların güneş aktivitesi modellerimizi geliştirmek için yaptıkları çalışma, bu tahminleri iyileştirmeye yardımcı oluyor. Buna karşılık, güneş döngüsü tahminleri, Güneş'in önümüzdeki 11 yıl boyunca ne kadar fırtınalı olacağı ve yoğun güneş aktivitesi nöbetleri sırasında ne kadar radyasyon uzay aracı ve astronotların karşılaşabileceği konusunda bir fikir veriyor.
Güneşi modellemek zor bir iş çünkü bilim adamları bu manyetik flip-flop'a neden olan iç karışıklığı tam olarak anlamıyorlar. Bilgisayar modelleri Güneş'i temsil etmek için denklemleri kullanır, ancak yıldız bunlardan kurtulmayı başarır. Güneş bir makine olsaydı, fonksiyonları ve hassasiyetleri bilinmeyen sayısız düğmesi ve kadranı olurdu.
Güneş'in içinde olanların karmaşıklığı
NASA Genel Merkezi'ndeki Helyofizik Bölümü program bilimcisi Lika Guhathakurta, “Son 40 yılda Güneş'i çok daha ayrıntılı olarak gözlemlemeye başladık” dedi. "Çok fazla bilgi üretti, ancak güneş döngüsünü ölçmek ve modellemek zor olmaya devam ediyor. Güneş'in ne kadar değişken olduğuna ve Güneş'in içinde olanların karmaşıklığına karşı çalışıyoruz. "
Bilim adamları, güneş aktivitesini yönlendiren manyetik alanın Güneş'in içinde nasıl hareket ettiğini tam olarak anlamadan, bazı varsayımlar yapmak zorunda. Güneş modelleyicilerinin kötü durumu, hava tahmincilerininkine benzetilebilir - eğer aşağıdaki kritik katmanlara değil, sadece üst atmosfere bakarak havayı tahmin etmeye çalışırlarsa.
Güneş döngüsü tahminlerini geliştirmek için Güneş'i modellemeye yönelik birçok yaklaşım vardır. Bazı modeller, yüzlerce yıllık yer tabanlı gözlemleri kullanır; diğerleri, yalnızca son kırk yıldır mevcut olan uydu verilerini kullanabilir. Son yıllarda, bazı araştırmacılar makine öğrenimi taktiklerini dahil etti. Modeller, bilim adamlarının güneş aktivitesiyle bağlantılı olduğunu belirledikleri farklı öncüllere odaklanabilir: Güneş'inkine tepki veren Dünya'nın manyetik alanı ve Güneş'in kutuplarındaki manyetik alanın gücü en yaygın olanıdır.
Mississippi Cleveland'daki Delta Eyalet Üniversitesi'nde astrofizikçi olan Maria Weber, “Bilimsel sürecin bir kısmı bu soruları aşağı çekmek ve aynı problem üzerinde farklı şekillerde paralel olarak çalışmaktır” dedi. Her model, pek çok araçtan biridir. "Bize aynı sonucu verebilecek farklı araçlar bulabiliriz ve sonra size en uygun türü seçebilirsiniz."
Solar Cycle 25 için panelde görev yapan
Tüm bu modelleri değerlendirmek ve bilimsel topluluğun en iyi çabalarını temsil eden resmi bir tahmin yayınlamak , NASA ve NOAA, Ulusal Okyanus ve Atmosfer İdaresi'nin ortak sponsorluğunu yaptığı Güneş Döngüsü Tahmin Paneli'nin görevidir . 1989'dan bu yana her on yılda bir toplanan panel, Solar Cycle 25 için panelde görev yapan Weber de dahil olmak üzere dünyanın dört bir yanından uzmanları bir araya getiriyor. Tartışmaların ara sıra kızıştığı biliniyor, bu, eldeki karmaşık görevin ve her birinin coşkusunun bir işareti.
Weber, sonunda bilim adamlarının tahminlerini küçük bir kağıda yazdıklarını ve tartışmanın başladığını söyledi. "Nihayetinde hepimiz hemfikir olmamız, tahminlerimizi azaltmamız ve ayarlamamız gerekiyordu, böylece insanlar bu noktaya kadar bildiğimiz her şeyi en iyi yansıttığını hissettiler," dedi.
Mart 2019'da, sadece dördüncü kez böyle bir panel toplandığında, 12 uzman 60 farklı modeli değerlendirdi. Son yıllarda, biri özellikle başarılı görünüyor: kutupsal manyetik alan modeli. Bu, Güneş'in kuzey ve güney kutuplarındaki manyetik alan ölçümlerini kullanır. Buradaki fikir, Güneş'in kutuplarındaki manyetik alanın bir sonraki döngü için bir tohum gibi davranmasıdır. Solar minimum sırasında güçlüyse, bir sonraki güneş döngüsü güçlü olacaktır; azalırsa, sonraki döngü de olmalıdır.
Birlikte, Döngünün ne kadar güçlü olacağının bir göstergesi olan 25. Döngünün başlangıç ve zirve tarihlerini ve en yüksek güneş lekesi sayısını tahmin ettiler. Ne kadar çok güneş lekesi olursa, güneş lekesi sayısı o kadar yüksek olur ve bir döngünün daha fazla güneş patlaması ortaya çıkarması beklenir.
2025'te 115 güneş lekesiyle zirveye ulaşması bekleniyor.
Şu anda, Güneş'in kutupları, son güneş döngüsündeki aynı noktada oldukları kadar güçlüdür ve bilim adamları, Güneş Döngüsü 25'in Döngü 24'e benzer şekilde oynayacağına dair işaretler olarak yorumlamaktadır. Güneş Döngüsü 24 zayıf bir döngüdür, zirveye ulaşmıştır 114 güneş lekesinde (ortalama 179). Solar Cycle 25 şu anda devam ediyor ve Temmuz 2025'te 115 güneş lekesiyle zirveye ulaşması bekleniyor.
Westminster, Colorado'daki Space Systems Research Corporation'da Solar Cycle 25 Prediction Panel eş başkanı ve solar fizikçi Lisa Upton, görevlerini kasırga tahminiyle karşılaştırdı. Meteorologlar genellikle, her biri bir kasırganın izleyebileceği kendi olası yolunu belirleyen birkaç modele başvurur. Upton, "Oradaki derslerden biri, bir modele çok fazla güvenmediğiniz, ancak tüm modellerin size neler söyleyebileceğini ve size öğretebileceğini görün," dedi. Bir bütün olarak, bir grup tahminin doğru yola çıkması daha olasıdır.
Güneş döngüsünü araştırmanın yeni bir yolu
Bazıları bu tahminleri yapmak için yeni yaklaşımlar benimsedi. Bilim insanları yakın zamanda güneş döngüsünü araştırmanın yeni bir yolunu yayınladılar: Geleneksel doğrusal zaman görünümü yerine, son 18 güneş döngüsünü bir daireye eşlemek için matematiksel bir teknik kullandılar. Ortaya çıkan şey, Güneş'ten beklenenden daha düzenli bir davranış biçimiydi.
Güneş saatleri, kabaca 11 yıllık her bir döngünün 12 saat boyunca tanımlanabildiği tipik bir saat gibidir. Günün saati yerine belirli “zamanlar” yüksek güneş aktivitesi anlamına gelir. Bilim adamları şu anda saat 3 civarında, her güneş döngüsünün başında gelen ilk aktivite artışına yakın diyorlar. Bilim adamları bulgularını Jeofizik Araştırma Mektuplarında bildirdi .
Çalışmada bir güneş bilimcisi olan Robert Leamon, "Güneş patlamaları açısından en aktif Güneş, 5:30 ile 10:00 arasında, Güneş minimuma doğru hareket ederken aktivitede keskin bir düşüş olduğunda gerçekleşir" dedi. en esaslı NASA'nın Goddard Uzay Uçuş Merkezi'nden Greenbelt, Maryland. "Güneş saatinde nerede olduğumuzu öğrendikten ve içinde bulunduğumuz döngünün hızını hesaplayabildiğimizde, bir sonraki güneş aktivitesi döngüsünün ne zaman başlayıp duracağına dair çok daha kesin tahminler yapabiliriz."
Saatlerine göre, Güneş'in bir sonraki sessiz dönemi 2027'nin ilk yarısı civarında başlayacak.
Solar Cycle 25 panelin tahminlerini karşılıyorsa, ortalamadan daha zayıf olmalıdır. Döngü 25'in de Güneş'in kutuplarındaki manyetik alanın giderek zayıfladığı son kırk yılda daha uzun bir eğilimi sona erdirmesi bekleniyor. Sonuç olarak, güneş çevrimleri de giderek zayıfladı. Solar Cycle 25, bu azalmanın sona erdiğini görürse, Güneş'in büyük bir solar minimuma, on yıllarca yüzyıllar boyu süren küçük bir solar aktiviteye girebileceği spekülasyonlarını bastıracaktır. Maunder minimum olarak bilinen bu türden son minimum seviye, 13. ve 19. yüzyıllar arasında Küçük Buz Devri olarak bilinen şeyin ortasında meydana geldi ve başka bir büyük minimumun küresel soğumaya yol açabileceği yanlış inançlara neden oldu.
Upton, "Şu anda güneş enerjisi faaliyetinde Maunder tipi minimuma yaklaştığımıza dair hiçbir gösterge yok" dedi. Ancak Güneş büyük bir minimuma düşse bile, Dünya'nın başka bir Buz Devri geçireceğini düşünmek için hiçbir neden yok; Bilim adamları sadece Küçük Buz Devri'nin başka nedenlerle meydana geldiğini teorileştirmekle kalmıyor, aynı zamanda çağdaş dünyamızda sera gazları Dünya'nın iklimindeki değişiklikler söz konusu olduğunda Güneş'in etkilerini çok aşıyor .
Sonunda, bilim adamları, tıpkı meteorologların Dünya için yaptığı gibi, Güneş için haftalık tahminler yayınlamak isterler. Ancak güneş döngüsü ve uzay hava tahminlerinin gidecek çok yolu var. Hala Güneş'in iç mekanıyla ilgili cevaplanması gereken sorular ve toplanacak önemli veriler var.
Upton, "Güneş fizikçisi olmanın heyecan verici yanlarından biri, bunun ön saflarında yer almamızdır - hala yanıtlanması gereken tüm bu sorular var," dedi. "Hala çevrilmesi gereken çok taş var."
Solar Cycle 25 gelişmeye devam edecek ve bilim insanları modellerini kurcalamaya ve tahminlerinin ne kadar yaklaştığını görmek için izlemeye devam edecek. Başından beri kimin haklı - ya da yanlış - olduğunu söylemeleri için beş ila altı yıl daha geçecek.
By Lina Tran
NASA'nın Goddard Uzay Uçuş Merkezi'nden , Greenbelt, Md.
