Halo CME: Suggerimenti dai Cicli Solari 23 a 25
Uno sguardo ai CME a forma di alone e al loro rapporto con i cicli solari e le macchie solari.
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Indice
Le Eiezioni di Massa Coronal (CME) sono grandi esplosioni di plasma e campo magnetico dalla corona del Sole. Possono avere effetti significativi sul meteo spaziale e persino influenzare la tecnologia sulla Terra. Questo articolo esamina la comparsa delle CME a halo durante i Cicli Solari 23, 24 e 25, concentrandosi su quante ce ne siano state, da dove provengono e le loro caratteristiche.
Che cosa sono le CME a Halo?
Le CME a halo sembrano circondare completamente il Sole quando le osserviamo dalla Terra. Si chiamano "halo" perché sembrano un alone attorno al Sole. Questi eventi sono importanti da studiare perché possono portare a vari fenomeni di meteo spaziale, come le tempeste geomagnetiche, che possono influenzare satelliti, reti elettriche e sistemi di comunicazione.
Confronto dei Cicli Solari
I cicli solari sono periodi in cui l'attività solare aumenta e diminuisce in un modello abbastanza prevedibile. Ogni ciclo solare dura circa 11 anni. Durante questi cicli, il Numero di macchie solari - macchie scure sulla superficie del Sole che indicano l'attività solare - varia, e così anche la comparsa delle CME. In questo studio, ci concentriamo su tre cicli: 23, 24 e 25.
Osservazioni
Abbiamo raccolto dati sulle CME a halo durante i primi 49 mesi di ciascun ciclo. Il numero totale di CME a halo osservate è stato il seguente:
- Ciclo Solare 23: 109 CME
- Ciclo Solare 24: 137 CME
- Ciclo Solare 25: 144 CME
Questi dati mostrano che il numero di CME a halo è aumentato dal ciclo 23 ai cicli 24 e 25.
Numeri di Macchie Solari
La comparsa delle CME a halo è anche legata al numero di macchie solari (SSN). L'SSN indica quanto sia attivo il Sole durante un certo ciclo. Confrontando l'SSN medio dei tre cicli:
- Ciclo Solare 23: 82.7
- Ciclo Solare 24: 47.8
- Ciclo Solare 25: 60.5
Il numero di macchie solari è diminuito significativamente nel ciclo solare 24, mentre il ciclo solare 25 ha visto un leggero aumento, ma è rimasto comunque inferiore al ciclo 23.
Abbondanza delle CME a Halo
Se guardiamo al rapporto delle CME a halo rispetto al numero di macchie solari, troviamo tendenze interessanti. L'abbondanza calcolata per numero di macchie solari è:
- Ciclo Solare 23: 1.32 CME a halo per macchia solare
- Ciclo Solare 24: 2.87 CME a halo per macchia solare
- Ciclo Solare 25: 2.38 CME a halo per macchia solare
Questo significa che anche se il numero di macchie solari era inferiore nei cicli 24 e 25, il numero di CME a halo rispetto alle macchie solari è aumentato, in particolare nel ciclo 24.
Luoghi di Origine delle CME a Halo
Abbiamo anche esaminato da dove provengono le CME a halo sul Sole. La maggior parte delle CME proviene da aree chiamate zone attive, dove si accumula molta energia prima di essere rilasciata.
Nel ciclo solare 23, la maggior parte delle CME a halo proveniva vicino al centro del disco solare. Tuttavia, nei cicli solari 24 e 25, le CME provenivano da una gamma più ampia di posizioni. La distribuzione dei luoghi di origine indica che:
- Solo il 12% delle CME nel ciclo 23 proveniva da lontano dal centro.
- Nei cicli 24 e 25, più di un terzo delle CME proveniva da regioni più lontane dal centro del Sole.
Questo dimostra che le regioni attive nei cicli 24 e 25 erano più varie rispetto al ciclo 23.
Altezze e Velocità delle CME a Halo
Un altro fattore che abbiamo esaminato è l'altezza a cui sono state osservate queste CME a halo quando apparivano come aloni. Le altezze delle CME a halo nei cicli solari 24 e 25 erano generalmente inferiori rispetto a quelle nel ciclo 23.
Abbiamo anche scoperto che le velocità medie delle CME erano più lente nei cicli 24 e 25. Questo significa che queste CME si sono formate più vicino al Sole e a velocità inferiori rispetto a quelle nel ciclo 23.
Influenza dello Stato Eliosferico
Lo "stato eliosferico" si riferisce alle condizioni nello spazio attorno al Sole, comprese le particelle di vento solare e i campi magnetici. I cicli solari più deboli tendono ad avere una pressione totale eliosferica più bassa. Questa pressione più bassa può consentire alle CME di crescere più grandi mentre viaggiano lontano dal Sole, rendendo più probabile che vengano classificate come CME a halo.
Di conseguenza, durante i cicli più deboli, le CME a halo potrebbero avere un tasso di occorrenza più elevato. Questo è evidente nei dati, che mostrano proprietà simili per le CME a halo nei cicli 24 e 25, mentre il ciclo 23 è significativamente diverso.
Conclusioni
In sintesi, lo studio delle CME a halo attraverso i cicli solari 23, 24 e 25 rivela diversi risultati importanti:
Il numero di CME a halo era più alto nei cicli 24 e 25 rispetto al ciclo 23. Tuttavia, il numero di macchie solari era significativamente più basso in questi cicli.
L'abbondanza normale delle CME a halo rispetto al numero di macchie solari era più alta nel ciclo 24, suggerendo che questo ciclo aveva più CME per macchia solare degli altri cicli.
I luoghi di origine delle CME a halo nei cicli 24 e 25 erano più vari rispetto al ciclo 23, con una percentuale maggiore proveniente da regioni più lontane dal centro del Sole.
Le CME a halo osservate nei cicli 24 e 25 erano più basse in altezza e più lente in velocità rispetto a quelle nel ciclo 23, significando dinamiche di formazione diverse.
Complessivamente, i risultati supportano l'idea che il ciclo solare 25 sia simile o leggermente più forte del ciclo 24, ma significativamente più debole del ciclo 23.
Questi approfondimenti contribuiscono alla nostra conoscenza dell'attività solare e del suo impatto sul meteo spaziale, aiutando a informare le previsioni e migliorare la nostra comprensione del comportamento del Sole.
Titolo: Implications of the abundance of halo coronal mass ejections for the strength of solar cycle 25
Estratto: We assess the relative strength of solar cycle (SC) 25 with respect to SCs 23 and 24 based on the abundance of halo coronal mass ejections (CMEs). We make use of the halo CME database (https://cdaw.gsfc.nasa.gov/CME_list/halo/halo.html) to compare the halo CME abundance during the first four years in each of SCs 23 to 25. The main result is that in several aspects such as the abundance, occurrence rate, source locations, and halo heights, halo CMEs are similar between SCs 24 and 25 but different from SC 23. This result follows from the fact that weaker cycles have low heliospheric total pressure, whose backreaction on CMEs allows them to expand more and hence enhancing the chance of becoming a halo. The solar cycle variation of halo CME properties is consistent with the precursor-based cycle prediction methods that indicate SC 25 is similar to or only slightly stronger than SC 24.
Autori: Nat Gopalswamy, Grzegorz Michalek, Seiji Yashiro, Pertti Makela, Sachiko Akiyama, Hong Xie
Ultimo aggiornamento: 2024-07-05 00:00:00
Lingua: English
URL di origine: https://arxiv.org/abs/2407.04548
Fonte PDF: https://arxiv.org/pdf/2407.04548
Licenza: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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