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Langzeitvorhersage des Sonnenzyklus

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Der Sonnenzyklus 25, der um 2022 herum seinen Höhepunkt erreicht, könnte einer der schwächsten in Jahrhunderten sein.

Der Nordatlantische Strom der Sonne hat sich zu einem Rekord-Kriechen verlangsamt, sagt der NASA Sonnenphysiker David Hathaway. "Er bewegt sich unterhalb der Diagrammlinien," sagt er. "Das hat wichtige Auswirkungen auf die künftige Sonnenaktivität."

Der große Nordatlantische Strom ist eine große, zirkulierende Ladung aus Feuer (heißem Plasma), innerhalb der Sonne. Er hat zwei Ausläufer, Nord und Süd, von denen jeder etwa 40 Jahre für einen vollständigen Umlauf benötigt. Forscher glauben, dass die Bewegung des Stroms den Zyklus der Sonnenflecken kontrolliert und darum ist die Verlangsamung so wichtig.

"Normalerweise bewegt sich der Strom mit etwa einem Meter pro Sekunde -- Schrittgeschwindigkeit," sagt Hathaway. "So war es seit dem späten 19. Jahrhundert." In den vergangenen Jahren hat sich der Strom jedoch auf 0,75 m/s im Norden und 0,35 m/s im Süden verlangsamt. "Wir haben noch niemals so niedrige Geschwindigkeiten gesehen."

Ausgehend von Theorie und Beobachtung sagt die Geschwindigkeit des Stroms die Aktivität der Sonnenflecken für ca. 20 Jahre in die Zukunft voraus. Ein langsamerer Strom bedeutet niedrigere Sonnenaktivität; ein schneller Strom bedeutet stärkere Aktivität. Die Gründe dafür sind im Science@NASA Artikel Sonnensturm Warnung erklärt.

"Die Verlangsamung, die wir nun sehen bedeutet, dass Sonnenzyklus 25, der um 2022 seinen Höhepunkt erreicht, einer der Schwächsten seit Jahrhunderten sein könnte," sagt Hathaway.

Dies sind interessante Neuigkeiten für Astronauten. Sonnenzyklus 25 liegt in der Zeit, wenn die Vision for Space Exploration in vollem Gange sein sollte und Männer und Frauen auf dem Mond sich daruf vorbereiten zum Mars zu reisen. Ein schwacher Sonnenzyklus bedeutet, dass sie sich nicht soviele Sorgen über Sonnenflares und Strahlenstürme machen müssen.

Auf der anderen Seite müssen sie sich mehr Gedanken über kosmische Strahlung machen. Kosmische Strahlen sind energiereiche Teilchen aus dem tiefen Weltraum; sie durchdringen Metall, Plastik, Haut und Knochen. Astronauten, die kosmischer Strahlung ausgesetzt sind, entwickeln ein erhöhtes Risiko für Krebs, grauen Star und andere Krankheiten. Ironischerweise wischen Explosionen auf der Sonne, die selber tödliche Strahlung produzieren, die noch tödlichere kosmische Strahlung fort. Wenn Flares abnehmen, wird die kosmische Strahlung intensiver -- Yin und Yang.

Hathaway's Vorhersagen sollten nicht mit einer anderen, aktuellen Vorhersage, verwechselt werden: Ein Team, geleitet vom Physiker Mausumi Dikpata vom NCAR hat vorhergesagt, dass Zyklus 24, der seinen Höhepunkt 2011 oder 2012 erreicht, intensiv sein wird. Hathaway stimmt dem zu: "Zyklus 24 wird stark sein. Zyklus 25 wird schwach sein. Beide Vorhersagen basieren auf dem beobachteten Verhalten des Stroms."

Wie beobachtet man einen Strom der 200.000 km unterhalb der Sonnenoberfläche fließt? 

"Wir tun dies mithilfe der Sonnenflecken," erklärt Hathaway. Sonnenflecken sind magnetische Knoten, die vom Boden des Stroms nach oben sprudeln und letzten Endes durch die Oberfläche der Sonne hinaustreten. Astronomen wussten seit langem, dass Sonnenflecken einen Tendenz zum Abdriften haben -- von mittleren Breitengraden hin zum Äquator der Sonne. Ausgehend von aktuellen Vorstellungen wird diese Drift durch die Bewegung des Stroms verursacht. "Durch Messung der Drift der Sonnenfleckgruppen," sagt  Hathaway, "messen wir indirekt die Geschwindigkeit des Stroms."

Mit Hilfe von alten Aufzeichnungen der Sonnenflecken hat Hathaway die Bewegung des Stroms bis zum Jahr 1890 zurück aufgezeichnet. Die Zahlen lassen kaum Zweifel zu: Für mehr als ein Jahrhundert "war die Geschwindigkeit des Stroms ein guter Indikator für zukünftige Sonnenaktivitäten."

Wenn der Trend anhält, könnte der Sonnenzyklus 25 im Jahre 2022 wie der Strom selber sein, "unterhalb des Bodens jeder Skala."

Quelle: Science@NASA

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