第25個週期開始 太陽活動出現異常(組圖)


自1611年以來,人類就已經開始記錄太陽黑子(黑色斑點)的活動規律。通過長期的總結,太陽黑子的活動週期大約在11年左右,也就是說每11年太陽黑子活動將出現高峰期,同時也意味著會有更多的黑子暴發。但是,科學家發現黑子的循環可能從某個週期跳到另一個週期,由多個針對太陽的空間探測器數據上看,2008年到2013年,太陽的活動趨勢顯示出某種未知的異常。


2011年6月6日的太陽圖像

然而,進入21世紀後,太陽的活動週期還是週而復始、循規蹈矩的嗎?根據目前的研究成果,答案是否定的。各個研究太陽的天文學家小組都得出較為相似的結論:太陽的活動週期不可能一直維持著這種規律性,將出現某種機制關閉或者進入休眠狀態。現在太陽的活動處於第24個週期,這很可能是太陽有規律活動的最後一個週期,美國國家太陽觀測站Hill博士說:從第25個週期開始,太陽活動極有可能出現異常,甚至連第25個週期能不能發生都還是個問題。

我們知道,黑子平均活躍週期為11年,有時為9年或者13年。太陽磁極反轉大約是每22年為一個週期,所以11年則為磁極反轉的半週期。儘管現階段的所有研究都表明太陽將在2013年達到活動高峰,空軍太陽影響研究實驗室以及美國國家太陽觀測站數據顯示這個活動高峰會突然出現中斷,具體表徵為太陽缺少噴流、兩極活動減弱和磁場強度正在下降。有如下幾個證據:


太陽活動週期與各緯度的活躍關係

第一個證據:太陽動力學觀測探測器(SDO)與太陽表面震盪監測站研究太陽內部結構時發現,太陽內部電漿體流動減緩,表層兩個半球間氣流交換頻度下降。電漿流的加強通常預示著太陽下一個活動週期的開始,這種起伏性的「扭轉振動」由太陽的中緯度區域向赤道方向遷移,但目前仍然沒有發現這種活動的跡象。第25個週期按理論應該發生在2008年或2009年,但是目前沒有任何跡象,如果錯過週期的起點,那太陽的第25個週期只能推遲到2021或者2022年。而這期間將發生什麼情況,還是個未知數。

第二個證據:通過對日冕的觀測,可以得出太陽磁場正在減弱。壯觀的日冕活動是可以洞察太陽內部深處的變化,關聯著太陽的磁場結構,日冕的噴發由太陽內部的某種振動形式進行調控,這種振動形式在過去的40年間基本都維持在一定的水平,而研究人員目前所觀測的情況是這種機制正在被改變,使得磁場強度減弱,這就說明在太陽內部深處已經出現某種未知的變化,這種變化正在改變著磁場。太陽的第24個週期開始得很晚,同時也很緩慢。如果這輪週期出現異常,必定將影響整個太陽活動的規律性和連續性,由此引發的問題將是一連串的多米諾效應,而目前也沒有任何物理模型能解釋接下來會發生什麼。


2011年4月太陽表面日冕噴射

第三個證據:對太陽黑子的觀測發現,黑子的活動呈現長期性的弱化趨勢,這種趨勢將導致在第25個太陽週期的磁暴將非常微弱,美國亞利桑那州McMath-Pierce天文臺對太陽進行了超過13年的連續觀測,在第23個週期中,太陽每年磁場強度衰減大約是50高斯,而在第24個週期內也是維持著這種程度的衰減,磁場強度的變化直接導致了黑子溫度的變化。如果這種趨勢繼續下去,太陽磁場強度用不了多久就會跌破1500高斯,屆時磁場強度不足以維持太陽表面各種能量的對流,同時也會造成黑子基本消失。

我們回溯1645-1715年間,這段時期被稱為蒙德極小期,在這70年間,太陽表面幾乎沒有黑子,而且恰逢小冰期。在歐洲和北美都經歷了極度寒冷的冬天。但是沒有直接證據顯示,小冰期的到來與太陽黑子消失之謎有關。然而,有統計表明:地球的溫度降低確實和黑子的活躍程度存在某種關聯。如果根據以上推測,地球是不是也會進入溫度驟降的冰期呢?

當然,也有部分研究人員認為,太陽的活動也可以調節地球的氣候變化,這種論點的證據並不充分。畢竟全球氣溫上升與太陽黑子消失並將地球帶入冰期這兩個事件間沒有絕對的聯繫。而有兩點是肯定的:第一,對太陽第25個週期進行研究,有助於發現並瞭解更多關於太陽的未解之謎;第二,太陽內部深處必然發生了某種變化,這種變化影響了太陽的活動週期並且產生類似的多米諾效應,對太陽本身以及地球都將構成未知的影響。



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