Long-term changes in the solar photosphere associated with changes in the coronal source flux

Using sunspot observations from Greenwich and Mount Wilson, we show that the latitudinal spread of sunspot groups has increased since 1874, in a manner that closely mirrors the long-term (similar to 100 year) changes in the coronal source flux, F-s, as inferred from geomagnetic activity. This latitude spread is shown to be well correlated with the flux emergence rate required by the model of the coronal source flux variation by Solanki er al. [2000]. The time constant for the decay of this open flux is found to be 3.6 +/-0.8 years. Using this value, and quantifying the photospheric flux emergence rate using the latitudinal spread of sunspot groups, the model reproduces the observed coronal source flux variation. The ratio of the 100-year drift to the solar cycle amplitude for the flux emergence rate is found to be half of the same ratio for F-s.

Applying the expanding photosphere and standardized candle methods to Type II-Plateau supernovae at cosmologically significant redshifts . The distance to SN 2013eq

Based on optical imaging and spectroscopy of the Type II-Plateau SN 2013eq, we present a comparative study of commonly used distance determination methods based on Type II supernovae. The occurrence of SN 2013eq in the Hubble flow (z = 0.041 ± 0.001) prompted us to investigate the implications of the difference between "angular" and "luminosity" distances within the framework of the expanding photosphere method (EPM) that relies upon a relation between flux and angular size to yield a distance. Following a re-derivation of the basic equations of the EPM for SNe at non-negligible redshifts, we conclude that the EPM results in an angular distance. The observed flux should be converted into the SN rest frame and the angular size, θ, has to be corrected by a factor of (1 + z)2. Alternatively, the EPM angular distance can be converted to a luminosity distance by implementing a modification of the angular size. For SN 2013eq, we find EPM luminosity distances of DL = 151 ± 18 Mpc and DL = 164 ± 20 Mpc by making use of different sets of dilution factors taken from the literature. Application of the standardized candle method for Type II-P SNe results in an independent luminosity distance estimate (DL = 168 ± 16 Mpc) that is consistent with the EPM estimate. Spectra of SN 2013eq are available in the Weizmann Interactive Supernova data REPository (WISeREP): http://wiserep.weizmann.ac.il

The qWR star HD 45166 - II. Fundamental stellar parameters and evidence of a latitude-dependent wind

Context. The enigmatic object HD 45166 is a qWR star in a binary system with an orbital period of 1.596 day, and presents a rich emission-line spectrum in addition to absorption lines from the companion star (B7 V). As the system inclination is very small (i = 0.77 degrees +/- 0.09 degrees), HD 45166 is an ideal laboratory for wind-structure studies. Aims. The goal of the present paper is to determine the fundamental stellar and wind parameters of the qWR star. Methods. A radiative transfer model for the wind and photosphere of the qWR star was calculated using the non-LTE code CMFGEN. The wind asymmetry was also analyzed using a recently-developed version of CMFGEN to compute the emerging spectrum in two-dimensional geometry. The temporal-variance spectrum (TVS) was calculated to study the line-profile variations. Results. Abundances and stellar and wind parameters of the qWR star were obtained. The qWR star has an effective temperature of T(eff) = 50 000 +/- 2000 K, a luminosity of log(L/L(circle dot)) = 3.75 +/- 0.08, and a corresponding photospheric radius of R(phot) = 1.00 R(circle dot). The star is helium-rich (N(H)/N(He) = 2.0), while the CNO abundances are anomalous when compared either to solar values, to planetary nebulae, or to WR stars. The mass-loss rate is. M = 2.2 x 10(-7) M(circle dot) yr(-1), and the wind terminal velocity is v(infinity) = 425 km s(-1). The comparison between the observed line profiles and models computed under different latitude-dependent wind densities strongly suggests the presence of an oblate wind density enhancement, with a density contrast of at least 8: 1 from equator to pole. If a high velocity polar wind is present (similar to 1200 km s(-1)), the minimum density contrast is reduced to 4:1. Conclusions. The wind parameters determined are unusual when compared to O-type stars or to typical WR stars. While for WR stars v(infinity)/v(esc) > 1.5, in the case of HD 45166 it is much smaller (v(infinity)/v(esc) = 0.32). In addition, the efficiency of momentum transfer is eta = 0.74, which is at least 4 times smaller than in a typical WR. We find evidence for the presence of a wind compression zone, since the equatorial wind density is significantly higher than the polar wind. The TVS supports the presence of such a latitude-dependent wind and a variable absorption/scattering gas near the equator.

On the determination of the rotational oblateness of Achernar

The recent interferometric study of Achernar, leading to the conclusion that its geometrical oblateness cannot be explained by the Roche approximation, has stirred substantial interest in the community, in view of its potential impact on many fields of stellar astrophysics. It is the purpose of this Letter to reinterpret the interferometric observations with a fast-rotating, gravity-darkened central star surrounded by a small equatorial disk, whose presence is consistent with contemporaneous spectroscopic data. We find that we can fit the available data only assuming a critically rotating central star. We identified two different disk models that simultaneously fit the spectroscopic, polarimetric, and interferometric observational constraints: a tenuous disk in hydrostatic equilibrium (i.e., with small scale height) and a smaller, scale height enhanced disk. We believe that these relatively small disks correspond to the transition region between the photosphere and the circumstellar environment and that they are probably perturbed by some photospheric mechanism. The study of this interface between photosphere and circumstellar disk for near-critical rotators is crucial to our understanding of the Be phenomenon and the mass and angular momentum loss of stars in general. This work shows that it is nowadays possible to directly study this transition region from simultaneous multitechnique observations.

THE STELLAR CONTENT OF OBSCURED GALACTIC GIANT H II REGIONS. VII. W3

Spectrophotometric distances in the K band have been reported by different authors for a number of obscured Galactic H II regions. Almost 50% of them show large discrepancies compared to the classical method using radial velocities measured in the radio spectral region. In order to provide a crucial test of both methods, we selected a target that does not present particular difficulty for any method and which has been measured by as many techniques as possible. The W3 star-forming complex, located in the Perseus arm, offers a splendid opportunity for such a task. We used the Near-Infrared Integral Field Spectrograph on the Frederick C. Gillett Gemini North telescope to classify candidate ""naked photosphere"" OB stars based on Two Micron All Sky Survey photometry. Two of the targets are revealed to be mid-O-type main-sequence stars leading to a distance of d = 2.20 kpc. This is in excellent agreement with the spectrophotometric distance derived in the optical band (d = 2.18 pc) and with a measurement of the W3 trigonometric parallax (d = 1.95 kpc). Such results confirm that the spectrophotometric distances in the K band are reliable. The radio-derived kinematic distance, on the contrary, gives a distance twice as large (d = 4.2 kpc). This indicates that this region of the Perseus arm does not follow the Galactic rotation curve, and this may also be the case for other H II regions for which discrepancies have been found.

Low-amplitude variations detected by CoRoT in the B8IIIe star HD 175869

Context. The origin of the short-term variability in Be stars remains a matter of controversy. Pulsations and rotational modulation are the components of the favored hypothesis. Aims. We present our analysis of CoRoT data of the B8IIIe star HD 175869 observed during the first short run in the center direction (SRC1). Methods. We review both the instrumental effects visible in the CoRoT light curve and the analysis methods used by the CoRoT Be team. We applied these methods to the CoRoT light curve of the star HD 175869. A search for line-profile variations in the spectroscopic data was also performed. We also searched for a magnetic field, by applying the LSD technique to spectropolarimetric data. Results. The light curve exhibits low-amplitude variations of the order of 300 mu mag with a double wave shape. A frequency within the range determined for the rotational frequency and 6 of its harmonics are detected. The main frequency and its first harmonic exhibit amplitude variations of a few days. Other significant frequencies of low-amplitude from 25 to a few mu mag are also found. The analysis of line profiles from ground-based spectroscopic data does not detect any variation. In addition, no Zeeman signature was found. Conclusions. Inhomogeneities caused by stellar activity in or just above the photosphere are proposed to produce the photometric variability detected by CoRoT in the Be star HD 175869. The hypothesis that non-radial pulsations are the origin of these variations cannot be excluded.

The pulsations of the B5IVe star HD 181231 observed with CoRoT and ground-based spectroscopy

Context. HD 181231 is a B5IVe star, which has been observed with the CoRoT satellite during similar to 5 consecutive months and simultaneously from the ground in spectroscopy and spectropolarimetry. Aims. By analysing these data, we aim to detect and characterize as many pulsation frequencies as possible, to search for the presence of beating effects possibly at the origin of the Be phenomenon. Our results will also provide a basis for seismic modelling. Methods. The fundamental parameters of the star are determined from spectral fitting and from the study of the circumstellar emission. The CoRoT photometric data and ground-based spectroscopy are analysed using several Fourier techniques: CLEAN-NG, PASPER, and TISAFT, as well as a time-frequency technique. A search for a magnetic field is performed by applying the LSD technique to the spectropolarimetric data. Results. We find that HD 181231 is a B5IVe star seen with an inclination of similar to 45 degrees. No magnetic field is detected in its photosphere. We detect at least 10 independent significant frequencies of variations among the 54 detected frequencies, interpreted in terms of non-radial pulsation modes and rotation. Two longer-term variations are also detected: one at similar to 14 days resulting from a beating effect between the two main frequencies of short-term variations, the other at similar to 116 days due either to a beating of frequencies or to a zonal pulsation mode. Conclusions. Our analysis of the CoRoT light curve and ground-based spectroscopic data of HD 181231 has led to the determination of the fundamental and pulsational parameters of the star, including beating effects. This will allow a precise seismic modelling of this star.

Both accurate and precise gf-values for Fe II lines

We present a new set of oscillator strengths for 142 Fe II lines in the wavelength range 4000-8000 angstrom. Our gf-values are both accurate and precise, because each multiplet was globally normalized using laboratory data ( accuracy), while the relative gf-values of individual lines within a given multiplet were obtained from theoretical calculations ( precision). Our line list was tested with the Sun and high-resolution (R approximate to 10(5)), high-S/N (approximate to 700-900) Keck+HIRES spectra of the metal-poor stars HD 148816 and HD 140283, for which line-to-line scatter (sigma) in the iron abundances from Fe II lines as low as 0.03, 0.04, and 0.05 dex are found, respectively. For these three stars the standard error in the mean iron abundance from Fe II lines is negligible (sigma(mean) <= 0.01 dex). The mean solar iron abundance obtained using our gf-values and different model atmospheres is A(Fe) = 7.45(sigma = 0.02).

Leptonic secondary emission in a hadronic microquasar model

Context.It has been proposed that the origin of the very high-energy photons emitted from high-mass X-ray binaries with jet-like features, so-called microquasars (MQs), is related to hadronic interactions between relativistic protons in the jet and cold protons of the stellar wind. Leptonic secondary emission should be calculated in a complete hadronic model that includes the effects of pairs from charged pion decays inside the jets and the emission from pairs generated by gamma-ray absorption in the photosphere of the system. Aims.We aim at predicting the broadband spectrum from a general hadronic microquasar model, taking into account the emission from secondaries created by charged pion decay inside the jet. Methods.The particle energy distribution for secondary leptons injected along the jets is consistently derived taking the energy losses into account. The spectral energy distribution resulting from these leptons is calculated after assuming different values of the magnetic field inside the jets. We also compute the spectrum of the gamma-rays produced by neutral pion-decay and processed by electromagnetic cascades under the stellar photon field. Results.We show that the secondary emission can dominate the spectral energy distribution at low energies (~1 MeV). At high energies, the production spectrum can be significantly distorted by the effect of electromagnetic cascades. These effects are phase-dependent, and some variability modulated by the orbital period is predicted.

Studies of Solar Activity with Emphasis on Quasi-Periodic Oscillations

In this thesis mainly long quasi-periodic solar oscillations in various solar atmospheric structures are discussed, based on data obtained at several wavelengths, focussing, however, mainly on radio frequencies. Sunspot (Articles II and III) and quiet Sun area (QSA) (Article I) oscillations are investigated along with quasi-periodic pulsations (QPP) in a flaring event with wide-range radio spectra (Article IV). Various oscillation periods are detected; 3–15, 35–70 and 90 minutes (QSA), 10-60 and 80-130 minutes (in sunspots at various radio frequencies), 3-5, 10-23, 220-240, 340 and 470 minutes (in sunspots at photosphere) and 8-12 and 15-17 seconds (in a solar flare at radio frequencies). Some of the oscillation periods are detected for the first time, while some of them have been confirmed earlier by other research groups. Solar oscillations can provide more information on the nature of various solar structures. This thesis presents the physical mechanisms of some solar structure oscillations. Two different theoretical approaches are chosen; magnetohydrodynamics (MHD) and the shallow sunspot model. These two theories can explain a wide range of solar oscillations from a few seconds up to some hours. Various wave modes in loop structures cause solar oscillations (<45 minutes) both in sunspots and quiet Sun areas. Periods lasting more than 45 minutes in the sunspots (and a fraction of the shorter periods) are related to sunspot oscillations as a whole. Sometimes similar oscillation periods are detected both in sunspot area variations and respectively in magnetic field strength changes. This result supports a concept that these oscillations are related to sunspot oscillations as a whole. In addition, a theory behind QPPs at radio frequencies in solar flares is presented. The thesis also covers solar instrumentation and data sources. Additionally, the data processing methods are presented. As the majority of the investigations in this thesis focus on radio frequencies, also the most typical radio emission mechanisms are presented. The main structures of the Sun, which are related to solar oscillations, are also presented. Two separate projects are included in this thesis. Solar cyclicity is studied using the extensively large solar radio map archieve from Metsähovi Radio Observatory (MRO) at 37 GHz, between 1978 and 2011 (Article V) covering two full solar cycles. Also, some new solar instrumentation (Article VI) was developed during this thesis.

Modélisation de l'irradiance solaire spectrale dans le proche et moyen ultraviolet

Nous présentons un modèle pour l’irradiance solaire spectrale entre 200 et 400 nm. Celui-ci est une extension d’un modèle d’irradiance solaire totale basé sur la simulation de la fragmentation et l’érosion des taches qui utilise, en entrée, les positions et aires des taches observées pour chaque pas de temps d’une journée. L’émergence des taches sur la face du Soleil opposée à la Terre est simulée par une injection stochastique. Le modèle simule ensuite leur désintégration, qui produit des taches plus petites et des facules. Par la suite, l’irradiance est calculée en sommant la contribution des taches, des facules et du Soleil inactif. Les paramètres libres du modèle sont ajustés en comparant les séquences temporelles produites avec les données provenant de divers satellites s’étalant sur trois cycles d’activité. Le modèle d’irradiance spectrale, quant à lui, a été obtenu en modifiant le calcul de la contribution des taches et des facules, ainsi que celle du Soleil inactif, afin de tenir compte de leur dépendance spectrale. Le flux de la photosphère inactive est interpolé sur un spectre synthétique non magnétisé, alors que le contraste des taches est obtenu en calculant le rapport du flux provenant d’un spectre synthétique représentatif des taches et de celui provenant du spectre représentatif du Soleil inactif. Le contraste des facules est quand à lui calculé avec une procédure simple d’inversion de corps noir. Cette dernière nécessite l’utilisation d’un profil de température des facules obtenu à l’aide de modèles d’atmosphère. Les données produites avec le modèle d’irradiance spectrale sont comparées aux observations de SOLSTICE sur UARS. L’accord étant peu satisfaisant, particulièrement concernant le niveau d’irradiance minimal ainsi que l’amplitude des variations, des corrections sont appliquées sur le flux du Soleil inactif, sur le profil de température des facules, ainsi qu’à la dépendance centre-bord du contraste des facules. Enfin, un profil de température des facules est reconstruit empiriquement en maximisant l’accord avec les observations grâce à un algorithme génétique. Il est utilisé afin de reconstruire les séquences temporelles d’irradiance jusqu’en 1874 à des longueurs d’ondes d’intérêt pour la chimie et la dynamique stratosphérique.

Modélisation de l'évolution du réseau magnétique au cours du cycle solaire

Le réseau magnétique consiste en un ensemble de petites concentrations de flux magnétique sur la photosphère solaire. Vu sa petite échelle de taille et de flux, à la limite de détection, son comportement n'est connu que depuis récemment. Les interactions du réseau sont pourtant cruciales afin de comprendre la dynamo et l'irradiance solaires, car beaucoup de caractérisques du réseau dépendent de ces interactions. De plus, le réseau est la principale contribution magnétique surfacique à l'irradiance solaire. Les modèles existants du réseau ne tenaient jusqu'à maintenant pas compte des interactions du réseau. Nous avons tenté de combler cette lacune avec notre modèle. Nos simulations impliquent une marche aléatoire en 2D de tubes de flux magnétiques sur la photosphère solaire. Les tubes de flux sont injectés puis soumis à des règles de déplacement et d'interaction. L'injection se fait à deux échelles, respectivement la plus petite et la plus grande observables: les tubes de flux élémentaires et les taches solaires. Des processus de surface imitant ceux observés sont inclus, et consistent en l'émergence, la coalescence, l'annulation et la submergence de flux. La fragmentation des concentrations n'est présente que pour les taches, sous forme de désintégration libérant des tubes de flux. Le modèle est appliqué au cycle solaire 21 (1976-1986, le mieux documenté en termes de caractéristiques de taches solaires. Il en résulte des réponses à deux questions importantes en physique solaire. La première est: l'injection de flux magnétique à deux échelles très distinctes peut-elle conduire à une distribution de flux en loi de puissance comme on l'observe, si l'on inclut des processus de surface qui retraitent le flux? Cette question est étroitement liée à l'origine de la dynamo solaire, qui pourrait produire ladite distribution. Nous trouvons qu'on peut effectivement produire une telle distribution avec ce type d'injection et ce type de processus de surface. Cela implique que la distribution de flux observée ne peut servir à déterminer quel type de dynamo opère dans le Soleil. La deuxième question à laquelle nous avons apporté un élément de réponse est celle à savoir combien de temps il faut au réseau pour retrouver son état d'activité de base. Cet état a été observé lors du minimum de Maunder en 1645-1715 et touche de près la question de l'influence de l'activité solaire sur le climat terrestre. Le récent minimum d'activité est considéré par certains comme ayant atteint cet état. Nous trouvons plutôt que ça n'a pas été le cas. En effet, le temps de relaxation du réseau que nous avons calculé est supérieur au temps écoulé entre la fin du dernier cycle solaire d'activité et celui de l'amorce du présent cycle.

Modélisation de l'irradiance solaire totale et spectrale et applications à la chimie stratosphérique terrestre

Cette thèse présente des reconstructions de l'irradiance totale et spectrale durant les 400 dernières années à l'aide des modèles pour l'irradiance totale et l'irradiance spectrale dans l'ultraviolet développés à l'Université de Montréal. Tous deux sont basés sur la simulation de l'émergence, de la fragmentation et de l'érosion des taches solaires, qui permet d'obtenir une distribution de l'aire des taches sombres et des facules brillantes en fonction du temps. Ces deux composantes sont principalement responsables de la variation de l'irradiance sur l'échelle de temps de la décennie, qui peut être calculée en sommant leur émissivité à celle de la photosphère inactive. La version améliorée du modèle d'irradiance solaire spectrale MOCASSIM inclut une extension de son domaine spectral entre 150 et 400 nm ainsi que de son domaine temporel, débutant originalement en 1874 et couvrant maintenant la période débutant en 1610 jusqu'au présent. Cela permet de reconstruire le spectre ultraviolet durant le minimum de Maunder et de le comparer à celui du minimum de 2009. Les conclusions tirées de cette étude spécifient que l'émissivité dans l'ultraviolet était plus élevée en 2009 que durant le minimum de Maunder, que le niveau de base de la photosphère non magnétisée contribuait pour environ les deux tiers de cette différence et que les structures magnétiques restantes étaient responsables pour le tiers restant. Le modèle d'irradiance totale a vu son domaine temporel étendu sur la même période et une composante représentant le réseau magnétique de façon réaliste y a été ajoutée. Il a été démontré que les observations des 30 dernières années ne sont bien reproduites qu'en incluant la composante du Soleil non magnétisé variable à long terme. Le processus d'optimisation des paramètres libres du modèle a été effectué en minimisant le carré de la somme de l'écart journalier entre les résultats des calculs et les données observées. Les trois composites disponibles, soit celui du PMOD (Physikalisch Meteorologisches Observatorium Davos), d'ACRIM (ACtive Radiometer Irradiance Monitor) et du IRMB (Institut Royal Météorologique de Belgique), ne sont pas en accord entre eux, en particulier au niveau des minima du cycle d'activité, et le modèle permet seulement de reproduire celui du PMOD avec exactitude lorsque la composante variable à long terme est proportionnelle au flux radio à 10.7 cm. Toutefois, en utilisant des polynômes de Lagrange pour représenter la variation du Soleil inactif, l'accord est amélioré pour les trois composites durant les minima, bien que les relations entre le niveau minimal de l'irradiance et la longueur du cycle précédent varient d'un cas à l'autre. Les résultats obtenus avec le modèle d'irradiance spectrale ont été utilisés dans une étude d'intercomparaison de la réponse de la photochimie stratosphérique à différentes représentations du spectre solaire. Les simulations en mode transitoire d'une durée de 10 jours ont été effectuées avec un spectre solaire constant correspondant soit à une période d'activité minimale ou à une période d'activité maximale. Ceci a permis d'évaluer la réponse de la concentration d'ozone à la variabilité solaire au cours d'un cycle et la différence entre deux minima. En plus de ceux de MOCASSIM, les spectres produits par deux modèles ont été utilisés (NRLSSI et MGNM) ainsi que les données de SIM et SOLSTICE/SORCE. La variabilité spectrale de chacun a été extraite et multipliée à un spectre de base représentant le minimum d'activité afin de simuler le spectre au maximum d'activité. Cela a été effectué dans le but d'isoler l'effet de la variabilité seule et d'exclure celui de la valeur absolue du spectre. La variabilité spectrale d'amplitude relativement élevée des observations de SORCE n'a pas provoqué l'inversion de la réponse de l'ozone à hautes altitudes obtenues par d'autres études, ce qui peut être expliqué par la nature même du modèle utilisé ainsi que par sa limite supérieure en altitude. Finalement, la réponse de l'ozone semble être à peu près proportionnelle à la variabilité de l'intégrale du flux pour lambda<241 nm. La comparaison des concentrations d'ozone obtenues avec les spectres originaux au minimum d'activité démontre que leur différence est du même ordre de grandeur que la variabilité entre le minimum et le maximum d'un cycle typique. Le problème du choix de la reconstruction de l'irradiance à utiliser pour les simulations climatiques dans le passé demeure non résolu.

Reconstruction des mouvements du plasma dans une région active solaire à l'aide de données d'observation et d'une minimisation Lagrangienne

À ce jour, les différentes méthodes de reconstruction des mouvements du plasma à la surface du Soleil qui ont été proposées présupposent une MHD idéale (Welsch et al., 2007). Cependant, Chae & Sakurai (2008) ont montré l’existence d’une diffusivité magnétique turbulente à la photosphère. Nous introduisons une généralisation de la méthode du Minimum Energy Fit (MEF ; Longcope, 2004) pour les plasmas résistifs. Le Resistive Minimum Energy Fit (MEF-R ; Tremblay & Vincent, 2014) reconstruit les champs de vitesse du plasma et la diffusivité magnétique turbulente qui satisfont à l’équation d’induction magnétique résistive et qui minimisent une fonctionnelle analogue à l’énergie cinétique totale. Une séquence de magnétogrammes et de Dopplergrammes sur les régions actives AR 9077 et AR 12158 ayant chacune produit une éruption de classe X a été utilisée dans MEF-R pour reconstruire les mouvements du plasma à la surface du Soleil. Les séquences temporelles des vitesses et des diffusivités magnétiques turbulentes calculées par MEF-R sont comparées au flux en rayons X mous enregistré par le satellite GOES-15 avant, pendant et après l’éruption. Pour AR 12158, nous observons une corrélation entre les valeurs significatives de la diffusivité magnétique turbulente et de la vitesse microturbulente pour les champs magnétiques faibles.

A Coupled 2 × 2D Babcock–Leighton Solar Dynamo Model. I. Surface Magnetic Flux Evolution

The need for reliable predictions of the solar activity cycle motivates the development of dynamo models incorporating a representation of surface processes sufficiently detailed to allow assimilation of magnetographic data. In this series of papers we present one such dynamo model, and document its behavior and properties. This first paper focuses on one of the model's key components, namely surface magnetic flux evolution. Using a genetic algorithm, we obtain best-fit parameters of the transport model by least-squares minimization of the differences between the associated synthetic synoptic magnetogram and real magnetographic data for activity cycle 21. Our fitting procedure also returns Monte Carlo-like error estimates. We show that the range of acceptable surface meridional flow profiles is in good agreement with Doppler measurements, even though the latter are not used in the fitting process. Using a synthetic database of bipolar magnetic region (BMR) emergences reproducing the statistical properties of observed emergences, we also ascertain the sensitivity of global cycle properties, such as the strength of the dipole moment and timing of polarity reversal, to distinct realizations of BMR emergence, and on this basis argue that this stochasticity represents a primary source of uncertainty for predicting solar cycle characteristics.