De zonneklok, een nieuwe kijk op de zonneactiviteit

De zonneklok

S. C. Chapman et al. Quantifying the Solar Cycle Modulation of Extreme Space Weather. Geophysical Research Letters

Zonnewetenschappers hebben met een mathemathisch techniek, afgekeken van geologen, een nieuw model van de zonneactiviteit ontwikkeld. Met deze zonneklok lijkt de zonneactiviteit veel voorspelbaarder dan gedacht. De wijze waarop geologen cyclische verschijnselen modelleren blijkt, wanneer toegepast op de onregelmatige zonneactiviteit het begin en einde van de zonnecyclus veel beter te voorspellen. Dit publiceerde professor Sandra Chapman en haar groep van de University of Warwick in Engeland in de Geophysical Research Letters.

Zonnecyclus

Zoals bekend heeft de zon een activiteitscyclus van gemiddeld 11 jaar. In die periode neemt bijvoorbeeld het aantal zonnevlekken toe tot een maximum en daarna weer af. Terwijl de cyclus elke keer van minimum naar maximum en weer naar minimum gaat verschilt de duur en de grootte van de activiteit per cyclus.

Ook de hoeveelheid en de ernst van de zonnevlammen wisselt in elke cyclus en per cyclus. Zonnevlammen zorgen voor ruimtestormen, die invloed hebben op propagatie. Maar ze kunnen zo ernstig zijn, dat elektrische en electronische apparatuur er door beschadigt. In onze tijd met grote hoeveelheden satellieten en ongekende hoeveelheden electronische apparatuur en netwerken is voorspellen van ruimteweer erg belangrijk. En dat kan mogelijk beter met deze zonneklok.

Hilbert transformatie

De zonneklok kwam tot stand door een Hilbertfunctie toe te passen op het zonnevlekkengetal sinds 1818, oftewel de laatste 18 zonnecycli. De Hilbertfunctie passen we ook toe in signaalbewerking. Zoals bijvoorbeeld in de CQX-SSB SDR transceiver met een Arduino. Met de Hilbert-transformatie van de data, genormaliseerd op een 11-jarige cyclus, is de fase waarin een gebeurtenis plaatsvindt veel duidelijker te zien.

Zonneklok

In de zonneklok zijn een aantal zaken beter te zien. Zo wordt meteen duidelijk, dat de periode van minimum naar maximum korter is dan omgekeerd. Maar opvallender is, dat de zonneactiviteit op een vrij precies moment lijkt “aan” en “uit” te gaan. Elke cyclus kent een afsluiter, de terminator. Deze terminator doet zich voor tussen minimum en maximum van een cyclus. Op basis van coronale magnetische activiteit wordt de terminator bepaald. Initieel is er aan abrupte afname van ultraviolette heldere punten rond de zonne-equator. Tegelijkertijd is er een sterke toename van heldere punten in de middelste breedtegraden. Tevens is er een toename van zonnevlekken, die behoren bij de nieuwe cyclus. De terminator is dus vrij goed vast te stellen.

Wachten op de terminator

De terminator blijkt in deze zonneklok op een faseverschil van 2π/5 van het minimum te liggen. Ook is er een pre-terminator, die juist op -2π/5 van het minimum ligt. En kijkend naar de zonneklok blijken de meeste zonnevlammen tussen die twee lijnen te liggen. Je zou dus kunnen zeggen, dat zonneactiviteit op een vrij abrupt toeneemt en afneemt.

Aan de hand van deze klok kunnen we beter voorspellen wanneer we weer plezier kunnen beleven aan DX-en. Het is wachten op de terminator. Behalve dan op de 6 meter-band. Die laat immers nu al spectaculaire openingen zien.

Bronnen:

Quantifying the Solar Cycle Modulation of Extreme Space Weather, S. C. Chapman, S. W. McIntosh, R. J. Leamon, N. W. Watkins, Geophysical Research Letters vol 47, isse 11, 16-6-2020

New ‘Sun clock’ reveals that solar activity turns off and on with surprising precision, Laura Snider

Met dank aan Ronny Plovie, ON6CQ