第25个太阳黑子周期有多强?

发布单位:台北市立天文科学教育馆

第24太阳黑子周期极大期的太阳(左,2014年4月)与极小期(右,2019年12月)。
第24太阳黑子周期极大期的太阳(左,2014年4月)与极小期(右,2019年12月)。

  刚结束历时11年的第24太阳黑子周期,相较于最近其他的周期明显较弱,即使在2014年4月为黑子数量峰值时,太阳黑子数量以及太阳闪焰和日冕物质抛射都相较少。先前,美国国家海洋与大气管理局(NOAA)与NASA的人员认为,第25周期也将是弱黑子周期,黑子的峰值为115,相较于第24周期,数达最高为116。但是由美国国家大气研究中心(NCAR)的科学家却不同意。他们在2020年12月宣布,预测第25个太阳黑子周期将是1755年开始记录以来最强的周期之一。他们认为,极大期时太阳黑子数量约210到260之间!相关论文发表于journal Solar Physics

  如果由NCAR的预测得到证实,它将为团队的理论提供支持,即太阳有22年重叠的磁循环,而约11年的黑子周期则它的副产品。研究作者说,这22年的周期,可能是准确预测黑子周期的时间以及性质等关键因素。NCAR副主任Scott McIntosh也表示:如果证明理论正确,表明我们理解太阳内部磁力机理论是正确的。

  在McIntosh先前工作中,他和他的同事们通过观测日冕亮点,即太阳大气在极紫外光波段的短暂闪烁,勾勒了22年太阳周期的轮廓。在观测约20年的资料里,可以看到这些亮点从太阳的高纬度移到赤道。当它们越过太阳中纬度时,亮点与出现黑子活动相吻合。

  McIntosh认为,亮点标志着环绕太阳的磁场带的传播。当来自北半球和南半球的磁场带(具有相反磁场)在赤道相遇时,它们会相互湮灭而造成『终结子』事件。终结子事件是太阳22年周期的关键,因为它们标记一个磁周期的结束以及相应的黑子周期,并触发下一个磁周期的开始。他认为,一组带着相反的磁场带在向赤道见面的迁移中途时,另一组磁场带出现在高纬度并开始迁移。这些磁场带以近固定频率(约11年)出现在高纬度,但它们越过中纬度时会变慢,这似乎削弱了即将到来的太阳周期的强度。这是因为减速的作用增加相反磁场带重叠并相互干扰的时间,也会延长当前的太阳周期并减少下一周期的黑子生成率。

  另一位作者Bob Leamon也表示:当回顾长达270年的观察记录的终结事件时,我们发现终结事件之间时间越长,下一个周期就越弱。相反,终结事件的时间越短,下一个太阳周期越强。过去,科学家很难看到这种相关性,因为传统上测量黑子是从太阳黑子最小值到另一最小值的黑子周期的长度,这是使用平均值而不是精确事件定义。在这项新研究中,研究人员对终结事件进行测量,这可以提高精度。

  虽然终结子事件大约每11年发生一次,并标志着黑子周期的开始和结束,但实际时间会改变。例如,第4黑子周期4始于1786年的终结子事件,止于1801年,其间长达前所未有的15年。接下来第5黑子周期非常弱,其黑子峰值只有82。这也是道尔顿极小期(Dalton Minimum)的开始。同样,第23太阳黑子周期从1998年开始,直到13年后的2011年才结束。因此,第24太阳黑子周期既弱且短(不到10年)。因此,研究人员对第25太阳黑子周期的预测很乐观。(编译/台北天文馆助理研究员李瑾)

22年重叠的磁循环
  左图以红色和蓝色表示的相反的磁场带在22年间向赤道移动。当它们在赤道相遇时,他们会互相湮灭。右上图显示了黑子的总数(黑色)以及北半球(红色)和南半球(蓝色)的贡献。右下图显示黑子的位置。

资料来源:EarthSky.org

生成海报
(本文共有50人浏览过,今日共有1人浏览过,欢迎多加利用!)

发表评论

邮箱地址不会被公开。 必填项已用*标注