Under solminimum (vänster) som här i december 2019 är inte en enda solfläck synlig på solens yta. Tidigare solmax (höger) i juli 2014, flera solfläckar kunde ses. Kredit:NASA/SDO/Joy Ng
Under de senaste ett och ett halvt åren, solen har varit ganska matt:knappt en solfläck täckte dess yta, knappast en solfloss slungade strålning och partiklar ut i rymden. Som observationsdata nu visar, under de senaste nio månaderna har solaktiviteten sakta tagit fart igen. Redan i december 2019, vår stjärna passerade sitt aktivitetsminimum, en händelse som inträffar ungefär vart elfte år. Detta bekräftar förutsägelser gjorda av Solar Cycle 25 Prediction Panel, en internationell expertpanel organiserad av NASA och NOAA (National Oceanic and Atmospheric Administration), i mars förra året. Panelen, vars medlemmar inkluderar Robert Cameron från Max Planck Institute for Solar System Research (MPS) i Tyskland, förväntar sig att solen ska vara lika tam i den nu påbörjade solcykeln 25 som den har varit under de föregående elva åren.
I mer än 30 år, NASA och NOAA bjuder regelbundet in internationella experter för att förutsäga solaktiviteten under de närmaste åren. Detta är ingen lätt uppgift, eftersom vår stjärnas beteende kännetecknas av ett säreget samspel av tillförlitlighet och nyckfullhet. Faser av hög och låg solaktivitet växlar i en häpnadsväckande regelbunden rytm:cirka elva år ligger mellan två aktivitetsminima. På samma gång, vissa egenskaper hos solcykler som deras styrka och exakta varaktighet kan variera och verkar inte följa en långsiktig regel.
Den senaste solcykelförutsägelsen från mars 2019 har nu klarat sitt första test och korrekt förutsett starten av nästa cykel, den 25:e sedan början av tillförlitliga solobservationer, som NASA och NOAA meddelar idag. Solar Cycle 25 Prediction Panel hade lokaliserat denna tidpunkt mellan november 2019 och oktober 2020. Mätningar från forskningssatelliter under de senaste månaderna visar nu att solaktiviteten verkligen har ökat igen sedan december 2019.
Att bestämma vår stjärnas beteende i förväg är inte bara av vetenskapligt intresse. "I faser av hög aktivitet, våldsamma utbrott av partiklar och strålning från solen kan också påverka jorden, " säger Robert Cameron från MPS, som bidrog till förutsägelserna. I värsta fall, detta kan orsaka skador på tekniska system som satelliter eller utsätta astronauter för fara.
Som kan ses på dessa UV-bilder, solens atmosfär visar sin monotona sida under solminimum (vänster, december 2019) och en mycket högre aktivitetsnivå under solmaximum (höger, april 2014). Kredit:NASA/SDO/Joy Ng
Den nya solcykeln borde ge liten anledning till oro i detta avseende. Prediktionspanelen förutspår att den liknar sin ganska svaga föregångare. Styrkan i solcykler har visat en tydlig nedåtgående trend sedan 1980-talet. "Som det verkar, den nuvarande perioden med låg solaktivitet, jämfört med de starka cyklerna under större delen av de senaste 50 åren, kommer att fortsätta under de kommande elva åren, " säger Cameron. Nästa, ett ganska svagt solmaximum bör inträffa mellan november 2024 och mars 2026.
Även om prognoser för tidigare solcykler i vissa fall var märkbart fel, Robert Cameron är övertygad om att solens beteende kan bestämmas i förväg — men bara några år i förväg. Nya rön inom solforskningen har gjort detta möjligt, han tror.
Resultat av förutsägelsepanelen för solcykel 25. Kredit:NASA/NOAA
Viktiga ledtrådar tillhandahålls av lokala magnetiska strukturer som dök upp år tidigare på solens synliga yta. Dessa så kallade bipolära områden består av nära intilliggande områden med motsatt magnetisk polaritet och åtföljs ofta av solfläckar. Som på ett slags solcellstransportband, under loppet av flera år bär enorma meridionala plasmaflöden dessa lokala magnetfält från nära ekvatorn till solpolerna – och bygger därmed upp det globala solmagnetfältet som kommer att forma nästa solcykel. Vid polerna, plasman sjunker ner i solens inre där det går tillbaka till ekvatorn. "Varje revolution tar ungefär elva år och är den fysiska grunden för solcykeln, säger Cameron.
För förutsägelser om solaktivitet, det är avgörande, å ena sidan, att observera exakt och kontinuerligt antalet och fördelningen av bipolära områden som bildas på solens yta år tidigare. Satelliter som NASA:s Solar Dynamics Observatory har tillhandahållit nödvändiga data i flera år nu. Å andra sidan, helioseismologi, en fortfarande ung underdisciplin av solforskning, gör det möjligt att visualisera processer i solens inre och därmed bestämma den exakta hastigheten på plasmaflödena som utgör soltransportbandet. "Med dessa metoder, vi kan förutse flera år i förväg hur solen kommer att bete sig i nästa solcykel, " säger Cameron. Förutsägelser, dock, som går längre än en solcykel är i princip inte möjliga.