De veranderlijke zonActieve gebieden; de dynamo; GroteEpisoden en de overgangen ertussen                              C. d...
Een bol van 1,4 miljoen km diameter;  200 000 maal de aardmassa
Zeer stabiele lichtbronMaar helderheid neemt langzaam toe: 0,15 % per miljoen jaren
Zonnestraling neemt gestaag toe• Slechts 0,15% per miljoen jaren• Maar zo ontvangt de aarde wel steeds meer    stralingsen...
En over 6 miljard jaar: wittedwerg in ‘planetaire nevel’
Maar op korte termijn sterke      veranderingen      Actieve gebieden met zonnevlekken, vlammen, coronale   massa emissies...
Zeer kortdurende veranderingen. Dezonnevlekken. Sterk geconcentreerde          magneetvelden
Meest in paren of grotere           groepen• Magneetvelden met sterkten van de orde  van 10.000 maal dat van de aardpolen•...
hoefijzermagneten• Vlekken rijzen op uit de diepte – daar  worden ze gevormd. Hoe?• Hun structuur is te vergelijken met di...
Vlekken zijn de kernen van de Actieve                 Gebieden
Fakkelvelden in Actieve Gebieden• Fakkels zijn de heldere gebieden om  vlekken die met de oprijzende  magneetvelden meeges...
In actief gebied: zonnevlammen. Gemiddeld 1 – 10 perdag. Energie-uitstraling ca. miljard Hirosjima bommen
Nabij en in Actieve Gebieden de Coronale Massa      Emissies. Uitgestraald over breed gebied
Ongeveer 1 – 6 per dag; per CMEevenveel       energie als 1010 Hirosjimabommen
Een Actief Gebied nabij de zonsrand. Lussen voerenelektrische stromen met sterkten tot 1012 Ampères.Lussen bijeen gehouden...
Zonnevlam is een kortsluiting• Stroombogen met stroomsterkten tot 10 12  Ampères in Actieve Gebieden• Soms naderen twee bo...
Een tweede magnetische gebied ligt om de polen.Heldere vlekken, polaire fakkels, coronale gaten.           Afbeelding is v...
Polaire en equatoriale magnetische             velden• Totale magnetische fluxen polair en  equatoriaal zijn ongeveer verg...
Veranderingen met de tijd   De 11 jaarlijkse periode    Andere periodiciteiten
De ‘elfjaarlijkse´ vlekkenkromme
De elfjaarlijkse Schwabe cyclus is veranderlijk. Ziehet Grote Minimum (1630-1710) het Daltonminimum (1800 -1830) en het Gr...
Er zijn meer cycli• Na twee Schwabe cycli is de magnetische    configuratie weer dezelfde. De Hale cyclus    bestaat uit t...
De zonnedynamoDe exotische dans van de polaire en equatoriale magneetvelden
VlinderdiagramEerste vlekken van nieuwe cyclus op hoge                breedten
Polaire activiteit vóór de equatorialeKennis van het polaire veld maakt voorspelling mogelijk
Zo voorspellen we voor 2013een maximum vlekgetal van 62
Het mechanismeZonsactiviteit is gezeteld in de          tachoklijn
De tachoklijn• Laag met dikte van ca. 30 000 km op diepte van    ca. 200 000 km; dit is het gebied waar de    convectie be...
Differentiële rotatie versterkt demagneetvelden. Dit gebeurt in vele rotaties.
Sterke velden hebben kleiner soortelijkgewicht. Delen ervan kunnen oprijzen.
Breken los als veld groter dan ~ 80.000 Gauss.Na enkele maanden aan oppervlak – vlekkenpaar.
Aan het eind van Schwabe cyclus:• Het equatoriale (toroïdale) veld breekt uiteen in    vele kleinere lussen met geringer v...
‘Proxies’ voor de twee velden  Het magnetisme wordt pas gedurende   niet langer dan een eeuw gemeten.   Substituut daarvoo...
1. Vlekgetal is een proxy voor de toroidaleveldsterkte. Zie de enorme variatie met de tijd
2. Minimale sterkte van de geomagnetischeaa index is maat voor het poloidale veld
3. Kosmogenische radionucleiden zijn maat voorde hoeveelheid uitgestraald zonnemagnetisme.Zie de Grote Minima
Extreme gevallen: De twee Grote Maxima (van de20e eeuw en van 110 eeuwen geleden)
Recente overgangen tussenEpisodes vonden plaats in:• 1730 – ‘40: overgang van Groot Minimum    (Maunder) naar Regelmatige ...
Het fasediagram Een grafiek waarin we de sterkte van hetequatoriale veld uitzetten tegen die van hetpolaire. Hulpmiddel bi...
Overgangen tussen Grote       Episodes    Zijn ze te voorspellen?
Het fasediagram. In (bij) het TransitiePunt overgangen tussen Episodes
Wat het fase diagram toont:• Er komt nieuwe Grote Episode• Regelmatige Oscillaties of Groot  Minimum?• Onlangs gevonden: G...
Twee voorspellingen• Op grond Van het fasediagram verwachten wij    (S. Duhau en CdeJ, 2011):•   de komst van Regelmatige ...
Vergelijk deze verwachting met vorige cycli; dit lijktop het Dalton minimum (rond 1810)
Dus : start de nieuwe Grote  Episode met een Dalton-type            minimum?Nog even wachten: dat weten we pas aanhet eind...
Ten slotte:   Wonderlijk gedrag van dezonnedynamo tijdens en voor de   recente Grote Overgang
De zonnevlekken gordel schuiftlangzaam naar de evenaar
Magnetisch veld van vlekkenwordt zwakker
Een lang uitgerekt minimum sinds ca. 2005 (vgl.1982 met 2002). Rood: vlekken; roze: polair veld
Een fascinerende periode Men zegt wel: de tachoklijn is in     beginsel chaotisch en  onvoorspelbaar. Is dat zo?
De toekomst zal het leren !
Upcoming SlideShare
Loading in …5
×

6 actieve zon

15,346
-1

Published on

lezine Arnhem09-10-12

Published in: Education
0 Comments
0 Likes
Statistics
Notes
  • Be the first to comment

  • Be the first to like this

No Downloads
Views
Total Views
15,346
On Slideshare
0
From Embeds
0
Number of Embeds
8
Actions
Shares
0
Downloads
19
Comments
0
Likes
0
Embeds 0
No embeds

No notes for slide

6 actieve zon

  1. 1. De veranderlijke zonActieve gebieden; de dynamo; GroteEpisoden en de overgangen ertussen C. de Jager
  2. 2. Een bol van 1,4 miljoen km diameter; 200 000 maal de aardmassa
  3. 3. Zeer stabiele lichtbronMaar helderheid neemt langzaam toe: 0,15 % per miljoen jaren
  4. 4. Zonnestraling neemt gestaag toe• Slechts 0,15% per miljoen jaren• Maar zo ontvangt de aarde wel steeds meer stralingsenergie en wordt ze gestaag warmer• Na 300 miljoen jaren is de gemiddelde aardtemperatuur ca. 50 graden Celsius• En na 600 miljoen jaar is dat 100 graden• Over 5 miljard jaar straalt de zon duizend maal feller dan nu het geval is
  5. 5. En over 6 miljard jaar: wittedwerg in ‘planetaire nevel’
  6. 6. Maar op korte termijn sterke veranderingen Actieve gebieden met zonnevlekken, vlammen, coronale massa emissies en meer …
  7. 7. Zeer kortdurende veranderingen. Dezonnevlekken. Sterk geconcentreerde magneetvelden
  8. 8. Meest in paren of grotere groepen• Magneetvelden met sterkten van de orde van 10.000 maal dat van de aardpolen• Tegengestelde magnetische polariteit van de leden van een groep• Leven uren tot dagen, soms weken en sporadisch nog langer• Komen voor in het equatoriale gebied onder breedten van ca. 40o
  9. 9. hoefijzermagneten• Vlekken rijzen op uit de diepte – daar worden ze gevormd. Hoe?• Hun structuur is te vergelijken met die van een hoefijzermagneet• Magnetisch veld is gesloten. Het zet zich boven het zonsoppervlak voort (daar meestal onzichtbaar; ijl gas)• (een magnetisch veld is altijd gesloten)
  10. 10. Vlekken zijn de kernen van de Actieve Gebieden
  11. 11. Fakkelvelden in Actieve Gebieden• Fakkels zijn de heldere gebieden om vlekken die met de oprijzende magneetvelden meegesleurd worden• Zwakkere magneetvelden, enkele honderden Gauss• Hogere temperatuur dan omgeving. Ca. 10.000 K• Dus variabele bronnen van UV straling
  12. 12. In actief gebied: zonnevlammen. Gemiddeld 1 – 10 perdag. Energie-uitstraling ca. miljard Hirosjima bommen
  13. 13. Nabij en in Actieve Gebieden de Coronale Massa Emissies. Uitgestraald over breed gebied
  14. 14. Ongeveer 1 – 6 per dag; per CMEevenveel energie als 1010 Hirosjimabommen
  15. 15. Een Actief Gebied nabij de zonsrand. Lussen voerenelektrische stromen met sterkten tot 1012 Ampères.Lussen bijeen gehouden door magnetische velden
  16. 16. Zonnevlam is een kortsluiting• Stroombogen met stroomsterkten tot 10 12 Ampères in Actieve Gebieden• Soms naderen twee bogen elkaar• Gevolg is toenemende en steeds snellere aantrekking• Ten slotte een gigantische kortsluiting
  17. 17. Een tweede magnetische gebied ligt om de polen.Heldere vlekken, polaire fakkels, coronale gaten. Afbeelding is van boven een pool gezien
  18. 18. Polaire en equatoriale magnetische velden• Totale magnetische fluxen polair en equatoriaal zijn ongeveer vergelijkbaar• Polaire velden hebben maximale sterkten tijdens minima van het equatoriale veld• En omgekeerd: maximaal equatoriaal veld tijdens minimale polaire magnetische flux• De exotische dans van de twee velden
  19. 19. Veranderingen met de tijd De 11 jaarlijkse periode Andere periodiciteiten
  20. 20. De ‘elfjaarlijkse´ vlekkenkromme
  21. 21. De elfjaarlijkse Schwabe cyclus is veranderlijk. Ziehet Grote Minimum (1630-1710) het Daltonminimum (1800 -1830) en het Grote Maximum(1924-2008)
  22. 22. Er zijn meer cycli• Na twee Schwabe cycli is de magnetische configuratie weer dezelfde. De Hale cyclus bestaat uit twee opvolgende Schwabe cycli• De Gleissberg cyclus duurt ca. 88 jaar maar de periode verandert met de tijd: gedurende enkele eeuwen was deze 50 tot 80 jaar, gedurende andere eeuwen 90 -140 jaar• De De Vries (Suess) cyclus van 205 jaar• De Hallstatt cyclus van ongeveer 2300 jaar
  23. 23. De zonnedynamoDe exotische dans van de polaire en equatoriale magneetvelden
  24. 24. VlinderdiagramEerste vlekken van nieuwe cyclus op hoge breedten
  25. 25. Polaire activiteit vóór de equatorialeKennis van het polaire veld maakt voorspelling mogelijk
  26. 26. Zo voorspellen we voor 2013een maximum vlekgetal van 62
  27. 27. Het mechanismeZonsactiviteit is gezeteld in de tachoklijn
  28. 28. De tachoklijn• Laag met dikte van ca. 30 000 km op diepte van ca. 200 000 km; dit is het gebied waar de convectie begint – op- en neerdalende bewegingen• Hierdoor ontstaan enorme wervels• Het zonnegas is op die diepte geïoniseerd (bestaat uit elektrisch geladen deeltjes. Dit geeft sterke elektrische wervelstromen• De magneetvelden die zo ontstaan worden geleidelijk versterkt door differentiële rotatie
  29. 29. Differentiële rotatie versterkt demagneetvelden. Dit gebeurt in vele rotaties.
  30. 30. Sterke velden hebben kleiner soortelijkgewicht. Delen ervan kunnen oprijzen.
  31. 31. Breken los als veld groter dan ~ 80.000 Gauss.Na enkele maanden aan oppervlak – vlekkenpaar.
  32. 32. Aan het eind van Schwabe cyclus:• Het equatoriale (toroïdale) veld breekt uiteen in vele kleinere lussen met geringer veldsterkte• Stijgen langzaam op wegens kleinere opstijgende krachten• Door de Coriolis kracht draaien ze ongeveer 90 o• Zo ontstaat aan de polen het polaire (poloïdale) veld, terwijl het equatoriale veld naar zijn minimum gaat – de Schwabe cyclus is voltooid
  33. 33. ‘Proxies’ voor de twee velden Het magnetisme wordt pas gedurende niet langer dan een eeuw gemeten. Substituut daarvoor zijn de ‘proxies’ voor de twee velden
  34. 34. 1. Vlekgetal is een proxy voor de toroidaleveldsterkte. Zie de enorme variatie met de tijd
  35. 35. 2. Minimale sterkte van de geomagnetischeaa index is maat voor het poloidale veld
  36. 36. 3. Kosmogenische radionucleiden zijn maat voorde hoeveelheid uitgestraald zonnemagnetisme.Zie de Grote Minima
  37. 37. Extreme gevallen: De twee Grote Maxima (van de20e eeuw en van 110 eeuwen geleden)
  38. 38. Recente overgangen tussenEpisodes vonden plaats in:• 1730 – ‘40: overgang van Groot Minimum (Maunder) naar Regelmatige Oscillaties• 1923: van Regelmatige Oscillaties naar Groot Maximum• 2009: overgang van Groot Maximum naar een andere Grote Episode• Dit weten we door bestudering van het Fase Diagram
  39. 39. Het fasediagram Een grafiek waarin we de sterkte van hetequatoriale veld uitzetten tegen die van hetpolaire. Hulpmiddel bij het overzien van de overgangen tussen Grote Episodes
  40. 40. Overgangen tussen Grote Episodes Zijn ze te voorspellen?
  41. 41. Het fasediagram. In (bij) het TransitiePunt overgangen tussen Episodes
  42. 42. Wat het fase diagram toont:• Er komt nieuwe Grote Episode• Regelmatige Oscillaties of Groot Minimum?• Onlangs gevonden: Grote Minima komen alleen voor wanneer Hallstratt oscillatie minimum is.• Hallstatt was minimaal tussen jaren 910 en 1930 – is nu weer positief
  43. 43. Twee voorspellingen• Op grond Van het fasediagram verwachten wij (S. Duhau en CdeJ, 2011):• de komst van Regelmatige Oscillaties zoals tussen 1740 en 1924• En op grond van het polaire veld in de overgangsperiode verwachten wij (SD+CdJ, 2009) voor de nu lopende Schwabe cyclus• een laag zonnevlekken maximum in 2013,5: 62 ± 12
  44. 44. Vergelijk deze verwachting met vorige cycli; dit lijktop het Dalton minimum (rond 1810)
  45. 45. Dus : start de nieuwe Grote Episode met een Dalton-type minimum?Nog even wachten: dat weten we pas aanhet eind van de tegenwoordige Schwabe cyclus (ca. 2018)
  46. 46. Ten slotte: Wonderlijk gedrag van dezonnedynamo tijdens en voor de recente Grote Overgang
  47. 47. De zonnevlekken gordel schuiftlangzaam naar de evenaar
  48. 48. Magnetisch veld van vlekkenwordt zwakker
  49. 49. Een lang uitgerekt minimum sinds ca. 2005 (vgl.1982 met 2002). Rood: vlekken; roze: polair veld
  50. 50. Een fascinerende periode Men zegt wel: de tachoklijn is in beginsel chaotisch en onvoorspelbaar. Is dat zo?
  51. 51. De toekomst zal het leren !

×