新一輪太陽活動的強度,將遠超我們的想象?科學家們現在也懵了

天空之城 2022/07/23 檢舉 我要評論

大家知道,太陽內部每時每刻都在發生著核聚變,但是太陽內部的活動程度,決不是一成不變的,內部物質的運動、磁場的生成和改變等等,都會誘發太陽表面的劇烈活動,從而造成高強度的耀斑、太陽黑子以及日珥物質拋射等現象,這些都展示著太陽這顆擁有巨大能量的天體,它所具有的不可捉摸性、神秘性以及對太陽系的「絕對權威」。

通過多年來對太陽表面進行的觀測,科學家們除了根據太陽表面物質拋射、太陽風強度來衡量太陽活動的強弱以外,還有一個非常直觀和有效的方法,那就是觀測太陽表面黑子的數量以及大小。

太陽黑子的出現周期

從1749年以來,天文學家們就開始通過望遠鏡,來記錄太陽表面太陽黑子的分布和變化情況。到19世紀中葉的時候,科學家們逐漸意識到,太陽表面的太陽黑子,其數量多少和規模大小,基本上呈現出大約11年的周期性規律。從第一次記錄這種周期性到現在,太陽已經完成了24個周期,現在正處于第25個周期之內。

太陽在不同的活動周期內,雖然都會經歷從活動的低潮到[高·潮]、然后再趨于平靜這樣的過程,但是每個周期活動的強度,都會有所不同,一般情況下,在經歷非常活躍的周期以后,下一兩個周期其活動的強度會明顯下降。由于在此前的活動周期內,太陽黑子的數量和規模已經出現了一個高峰,于是科學家們判斷,從去年開始的第25個周期,太陽的活動強度應該是表現得比較溫和的,總體上處于中下等水平。

太陽活動的強度超出人們的預料

然而,根據從去年到現在的觀測結果,科學家們發現事實與之前預測的恰恰相反。因為這個周期一開始,太陽就表現得似乎很「頑皮」,無論是表面的太陽黑子,還是噴出的太陽風、形成的耀斑和噴射出的帶電粒子流,都要比此前科學家們預測的要多。

舉兩個例子,一個是今年前一段時間,美國SpaceX公司新發射的星鏈衛星,在發射升空不久,還沒有進入預定位置,就紛紛不受控制地發生墜落,后來經分析,這些衛星是受到強烈的地磁暴影響,而地磁暴產生的根源,就是來自太陽的許多高強度的帶電粒子流,當它們到達地球以后,會與地球的磁場發生強烈的作用,在此過程中極大干擾著衛星的運行以及通訊。

還有一個例子,前不久,科學家們在太陽表現,觀測到了一個非常特殊的現象,一顆太陽黑子在短短一夜之間,其大小就擴大了一倍以上,而且正好分布在位于面向地球的一側。以上兩個例子,是太陽進入新的活動周期后,所表現出來的超乎尋常的威力,大大超出了科學家們的預料。

根據美國NASA去年初的預測,在進入新周期后,太陽表面的黑子在去年底可能只有30個左右,而事實上去年年底就已經達到了60多個,而到今年5月份的時候已經快速增長到97個。按照11年的活動周期看,此輪太陽活動的「巔峰」將出現在2025年4月,現在還遠沒有達到高峰,按照太陽表面黑子的這種增長速度,預計今年年底就將達到120個左右,而到2025年,將極有可能突破210個甚至更多。從太陽黑子的數量和規模來看,與上一輪相比,此輪周期內的太陽活動強度,將會大大超過上一個周期。

太陽活動周期與黑爾周期的關系

美國國家大氣研究中心的一個研究團隊,創建了一個新的太陽活動預測模型,得出了與此前預測完全相反的結論,即太陽的第 25 周期,有可能是有記錄以來最強的周期之一。從現在的觀測結果來看,與這個新的預測結論基本上是吻合的。

很多天文學家都承認,目前我們人類對驅動太陽活動的因素和理解,還非常有限,我們不知道是什麼推動了強烈的太陽活動,更無法準確預知這種活動的變化趨勢,太陽內部的很多情況和活動機制,我們現在還無法得知。

有一種觀點認為,11 年的太陽黑子生成周期可能與太陽的「黑爾周期」之間有著某種聯系。「黑爾周期」是由美國天文學家喬治·埃勒里·黑爾在20 世紀初發現的,主要反映的是每個太陽黑子周期結束時恒星的磁極交換,即每22年太陽的磁場重新恢復到原有的狀態。「黑爾周期」產生的原因,很有可能是由太陽核心中產生太陽磁場的熔融物質的運動所致。有科學家認為,太陽黑爾周期的磁場干擾,可能推動了太陽表面黑子的產生和規模。

經過觀測,在太陽每個新的 11 年周期開始時,黑子一般都會出現在太陽的中緯度地區,然后逐漸在越來越接近赤道的地方出現,這與太陽磁極交換時所產生的磁場運動是相匹配的。而太陽「磁波」通常需要19年才能到達太陽的赤道地區,但當它們相遇時,實際上是在幾個月的時間里,太陽從赤道有黑子活動變成什麼都沒有,此后太陽的中緯度地區就會重新出現新的活動,并開始新的太陽黑子周期,以此類推。

一般的表現是,如果太陽磁極交換間的時間跨度越長,那麼下一個太陽活動周期的強度就會偏弱。而第24個和25個太陽周期的「交接」并不順利,似乎第24個周期還不想那麼快消失,這樣就造成了兩者之間交替的時間跨度并沒有預想的長,因此帶來的后果就是第25個周期內,太陽的活動強度要更加強烈。

當然,以上也只是一種關于太陽活動新模型的推測結果,現在就當前的太陽周期和活動強度下結論還為時過早。無論怎麼樣,太陽終究還是懸掛在天上,要想更深入地認知它,科學家們還得付出更為艱苦的努力。

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