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太阳为什么变安静了?预示着一个平静的未来?

来源:网络 作者:上海新闻网 人气: 发布时间:2018-05-24
摘要:来源:天之文公众号在过去十年里,太阳观测者一直处于疯狂状态,煞费苦心地尝试弄清那越来越令人困惑不解的太阳黑子活动周期——或者毋宁说是缺少这些周期。科学

  在过去十年里,太阳观测者一直处于疯狂状态,煞费苦心地尝试弄清那越来越令人困惑不解的太阳黑子活动周期——或者毋宁说是缺少这些周期。

  2014年6月,在极紫外波段,一个能量强劲的活跃区随着太阳旋转进入视野,产生了两个非常强烈的辐射——X型耀斑。(图片来源:太阳动力学观测台、美国宇航局)

  科学家认为太阳的活动峰值以11年为一个周期,理应像钟表那样按照固定模式准确地运行,较强和较弱的黑子、耀斑和短时间的日冕物质抛射交替出现。但始于2008年的第24个太阳周期和预计2020年到来的第25个周期却表现异常。

  第24个周期的太阳黑子峰值推迟了近一年才出现,而且看起来是近一百年里最小的,在不断减弱的黑子活动周期里位列第三。所以,第25个周期有可能比第24个周期还要弱。

  太阳——地球生命的能量源泉——最近异常安静。天文学家正在试图理解它为什么这么安静。(图片来源:太阳动力学观测台、美国宇航局)

  预示着一个平静的未来

  马里兰州美国宇航局(NASA)戈达德空间飞行中心的天体物理学家Dean Pesnell说:“用来标示第25个太阳活动周期的领先(太阳极地磁场)指标显示,下一个周期将与当前这个周期很相似。在过去的四个周期里,这个指标一直都很准。不走运的是,天文学家无法准确预测在下一个极大值之后太阳的活跃度如何”。他提到科学家还没有充分理解太阳内部循环往复的磁场增强过程。

  太阳的种种怪异行为让天文学家心生疑窦。上一个活动周期是否暗示了太阳以后的行为?对接下来的2至3个太阳活动周期,我们有怎样的预期?地球是否注定要有一个比较寒冷而不是更温暖的气候?对身边这颗G2光谱型中年恒星的古怪行为,我们的认识是否需要调整,甚至说是有缺陷的?

  美国维拉诺瓦(Villanova)大学的天文学家Edward Guinan说,第24个周期是近一个多世纪以来太阳黑子和磁场活动周期里最弱的周期之一。这个周期(可能还有第25个周期)可能属于所谓的百年周期。太阳黑子的观测记录(即黑子的变化趋势和磁场强度)确实显示了即将到来的太阳黑子活动极小期会非常低,而且(第25个周期)也一样不高,甚至比现在这个还弱,Guinan说。

  在这张太阳活动随时间的变化图中,我们可以看到始于2008年、相对比较安静的第24个周期。(图片来源:ASTRONOMY: ROEN KELLY)

  没有能够做出预测的太阳发电机(产生太阳磁场的物理过程)理论,我们就不清楚在接下来的几个周期里会发生什么,美国亚利桑那州图森市国家太阳观测台的副台长Mark Giampapa说。“现在,太阳表面之下的流场似乎显示第25个周期将比当前这个周期还要弱,太阳黑子的数目不会超过100个,”他说。

  尽管如此,NASA艾姆斯研究中心的天体物理学家David Hathaway却说,接下来的5至6个太阳活动周期将会越来越强,再往后的5至6个周期又会逐渐减弱。他认为太阳目前正处在一个活跃度不断降低的阶段。

  2015年5月,太阳动力学观测台在极紫外波段拍摄的照片显示太阳上涌现出了十几个活跃区。在当前这个相对不太活跃的时期,这算是太阳异常活跃的一天了。(图片来源:太阳动力学观测台、美国宇航局)

  太阳活动周期的物理成因

  太阳活动周期与太阳磁场的产生息息相关。科学家认为恒星内部的较差自转(太阳大气的旋转速度在不同的纬度和深度不尽相同)引发了磁场的出现。太阳的两极区域比赤道区域转得慢。在太阳的光球层(可见的太阳表面)内部,磁场的扭曲和转向又可能影响太阳黑子的形成。

  天文学家相信在太阳内部,导电等离子体的动态流动产生磁场。这一过程又会产生电流,形成太阳发电机,引发磁场。然而,如果较差自转发生变化就会削弱太阳发电机。如果太阳发电机减弱到一定程度,就会陷入所谓的太阳活动极小期。其中最出名的就是1645年至1715年、持续70年之久的蒙德极小期(Maunder Minimum)。那时,常常好几年都见不到一个太阳黑子。

责任编辑:上海新闻网
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