[논문 리뷰] Estimates of the Height and Date of the 25th Cycle of Solar Activity

В. Н. Обридко, Dmitry D. Sokoloff외 1명|arXiv (Cornell University)|2023. 01. 01.

Solar and Space Plasma Dynamics인용 수 2

한 줄 요약

이 연구는 2023년 후반 또는 2024년 초에 정점에 도달하는 중간-저수준의 25번째 태양활동역주기를 예측한다. 태양흑수수의 최대값은 125.2 ± 5.6이다. 연구는 제5의 축대칭 자기모드(=5)의 진폭과 극지역 자기장 전환 시기를 예측 지표로 사용하며, 2000년 이후 태양활동역주기 강도의 감소 추세를 확인한다.

ABSTRACT

Further development of the work of Obridko et al. [1] based on recent data confirms the assumption that the 25th cycle of solar activity is a medium-low cycle. Its height is expected to be $125.2\pm5.6$, and the expected date of the maximum phase is the end of 2023 or the first quarter of 2024.

연구 동기 및 목표

• 자기장 조화 분석을 통해 25번째 태양활동역주의 진폭과 정점 시기를 예측하기.
• 특히 23번째 태양활동역주기 이후인 2000년대 초반 이후 태양활동역주기 강도의 감소 추세를 평가하기.
• 제5의 지역 조화 모드(=5)와 극지역 자기장 전환이 태양활동역주기 정점의 지표로 사용될 수 있는지 검증하기.
• 극지역 자기장 강도를 향후 태양흑수수 최대치와 연결함으로써 태양활동역주기 예측을 정교화하기.

제안 방법

• 1976~2022년 기간 동안의 WSO(Wilcox Solar Observatory) 자료를 바탕으로 태양 자기장 변화 분석.
• 축대칭 자기장의 제5의 지역 조화 모드(=5)를 태양활동역주기의 겹침 단계를 나타내는 지표로 정량화.
• 태양 활동 최소기 시 극지역 자기장 강도(Bpol)를 측정하여 선형 회귀를 통해 이후 태양흑수수 최대치를 예측.
• 경험식 SSNmax = 36.405 + 1.3666 × Bpol를 적용하여 25번째 태양활동역주의 정점 추정.
• 2023년 3월의 극지역 자기장 전환 사건을 추적하고, 2023~2024년 태양흑수수 최대치 시기와의 일치 여부 확인.
• 21~24번째 태양활동역주기의 조화 진폭 추세를 비교하여 25번째 태양활동역주의 기대 행동 추론.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 지역 조화 모드 및 극지역 자기장 자료를 바탕으로 25번째 태양활동역주의 예상 진폭은 무엇인가?
• RQ2 최근 태양활동역주기에서 극지역 자기장 전환 시점과 태양흑수수 최대치 시점 간의 상관관계는 어떻게 되는가?
• RQ3 제5의 지역 조화 모드(=5)가 태양활동역주기 정점 예측에 얼마나 신뢰할 수 있는 지표로 기능하는가?
• RQ4 2000년 이후 g5,0 조화 모드의 진폭 감소가 25번째 태양활동역주의 예측에 어떤 영향을 미치는가?
• RQ5 극지역 자기장 강도와 향후 태양흑수수 최대치 간의 경험적 관계가 25번째 태양활동역주기에 신뢰성 있게 적용될 수 있는가?

주요 결과

• 25번째 태양활동역주는 중간-저수준의 활동역주기로 예측되며, 태양흑수수 최대값은 125.2 ± 5.6이다.
• 제5의 지역 조화 모드(=5)의 정점은 2022년 중반에 발생했으며, 이는 저진폭 활동역주기임을 뒷받침하고, 이는 이전 태양활동역주기들에서 관찰된 바와 같이 태양흑수수 최대치 이전 약 1~1.5년 전에 발생한다.
• 2023년 3월의 극지역 자기장 전환과 2023년 6월 평균 극지역 자기장의 영점 통과가 태양흑수수 최대치의 예상 시기와 일치한다.
• 22~24번째 태양활동역주기에서 캘리브레이션된 경험식 SSNmax = 36.405 + 1.3666 × Bpol를 적용하여 25번째 태양활동역주의 정점은 125.2 ± 5.6로 예측된다.
• 극지역 자기장 강도의 마지막 정점(65 µT)은 2019년 여름에 발생했으며, 이는 예측된 진폭을 지지한다.
• 2000년 이후 g5,0 조화 모드의 진폭 감소, 특히 23번째 태양활동역주기 이후의 감소 추세는 지속적인 약화 경향을 나타내며, 이는 24번째 태양활동역주의 저진폭과 25번째 태양활동역주의 예측과 일치한다.