Monitoraggio solare

Attività Solare: La causa del debole Ciclo Solare 24

L'attuale attività del Sole, con il suo ciclo 24, è la più debole in un secolo, preceduto da un minimo insolitamente profondo. Poiché la forza di un ciclo è in gran parte determinata dall'ampiezza dei campi polari (il momento di dipolo assiale) durante il minimo precedente, una spiegazione per la debolezza del ciclo 24 è equivalente a spiegare il campo polare debole durante il minimo del ciclo 23.

Simulazioni sul trasporto del flusso di superficie (SFT) finora non sono riuscite a riprodurre l'evoluzione dei campi polari durante il ciclo 23, se non sono state introdotte le ipotesi ad hoc (ad esempio, variazioni di flusso meridionali).

Una componente importante, cioè la dispersione casuale degli angoli di inclinazione nelle regioni magnetiche, non è stato preso in considerazione in questi studi. Ecco allora un primo tentativo di simulare l'evoluzione del campo magnetico a grande scala durante il ciclo 23 con un modello SFT, che comprende le inclinazioni effettive delle regioni bipolari del ciclo 23 dalle mappe magnetiche giornaliere del SoHO / MDI 3.

Nella prima figura a sinistra: L'evoluzione temporale del momento di dipolo assiale solare. Le curve corrispondono, rispettivamente, alle osservazioni delle mappe magnetiche del SoHO / MDI (in nero), una simulazione effettuata utilizzando gli angoli di inclinazione effettivi delle regioni magnetiche bipolari (in rosso), e una simulazione utilizzando angoli di inclinazione secondo una dipendenza latitudinale (legge di Joy, in blu). Nella seconda a destra: Cumulazione contributiva della lontananza latitudinale dall'equatore delle regioni magnetiche al cambiamento del momento di dipolo assiale dal 1996. I risultati sono riportati assumendo angoli di inclinazione secondo la legge di Joy (curva continua) e per gli angoli effettivi di inclinazione individuale (curva tratteggiata).

La simulazione basata sugli angoli di inclinazione effettiva segue l'evoluzione osservata del momento che il dipolo assiale é ben all'interno della gamma di errore. Al contrario, impiegando la legge di Joy per gli angoli di inclinazione, porta ad un momento di dipolo assiale troppo forte nelle fasi declinanti del minimo nel ciclo 23 (I risultati sono mostrati sopra nella figura espandibile a sinistra) . La ragione del più debole momento di dipolo assiale base, all'inclinazione reale degli angoli, può essere illustrata dai contributi cumulativi delle regioni magnetiche al cambiamento del momento di dipolo, in funzione della loro dipendenza di latitudine (mostrata sopra nella figura espandibile a destra). Il contributo cumulato normalizzato con l'inclinazione angolare attuale, é la stretta conseguenza che si basa sulla legge di Joy sopra i 10 gradi di latitudine, ma diverge vicino all'equatore. Gli angoli di inclinazione reali delle regioni magnetiche emergenti vicino all'equatore statisticamente si discostano fortemente dalla legge di Joy, che provoca la variazione totale del momento di dipolo in riduzione di circa il 40% dal 1996.

Nella figura sopra: Magnetogrammi dal Soho / MDI, rispettivamente della regione attiva AR10696 del 5 novembre 2004 (pannello di sinistra) e nel 2 dicembre 2004 (pannello di destra, dopo una rotazione solare, poi denominata AR10708). Grazie alla sua nascita quasi all'equatore, alta inclinazione e orientamento della polarità anormale in direzione nord / sud, la regione si è indebolita in modo significativo nel momento di dipolo assiale.

Un esempio tipico è l'AR10696. Era altamente inclinata in direzione nord-sud con l'orientamento "sbagliato", cioè, opposto alla maggior parte delle regioni magnetiche durante il Ciclo 23 (le mappe magnetiche per questa regione sono mostrate nella figura sopra). Poiché è emersa vicino all'equatore, un grande quantità di flusso negativo si è diffuso attraverso l'equatore, il che ha ridotto significativamente il momento di dipolo assiale nella fase discendente del Ciclo. Il flusso magnetico polare attorno all'attività minima è tipicamente pari a solo una grande regione magnetica bipolare. Quindi, alcune regioni bipolari con orientamento "sbagliato" nord-sud vicino all'equatore possono avere un impatto notevole sul campo di dipolo assiale al minimo.

In sintesi, le simulazioni SFT indicano che la profondità del minimo del Ciclo 23 e quindi il debole ciclo 24 sono scaturiti da un certo numero di grandi regioni bipolari emergenti alle basse latitudini con orientamento "sbagliato", che hanno compromesso la crescita del campo polare. L'emergere di queste regioni bipolari appare in gran parte casuale, il che impone un forte limite alla prevedibilità della forza del ciclo solare. Nessuna previsione attendibile può essere effettuata fino a quando l'ampiezza dei campi polari si sarà stabilita intorno al minimo solare...

Si ringrazia Stanford.Edu, e fisica.campusnet.unito.it/do/didattica.

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