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太阳黑子活动异常 人类是否应做好末日准备(图)

http://www.kexue.com 2011-06-16 10:19:22 腾讯科学  发表评论

  自1611年以来,人类就已经开始记录太阳黑子(黑色斑点)的活动规律。通过长期的总结,太阳黑子的活动周期大约在11年左右,也就是说每11年太阳黑子活动将出现高峰期,同时也意味着会有更多的黑子暴发。但是,科学家发现黑子的循环可能从某个周期跳到另一个周期,由多个针对太阳的空间探测器数据上看,2008年到2013年,太阳的活动趋势显示出某种未知的异常。


2011年6月6日的太阳图像

  然而,进入21世纪后,太阳的活动周期还是周而复始、循规蹈矩的吗?根据目前的研究成果,答案是否定的。各个研究太阳的天文学家小组都得出较为相似的结论:太阳的活动周期不可能一直维持着这种规律性,将出现某种机制关闭或者进入休眠状态。现在太阳的活动处于第24个周期,这很可能是太阳有规律活动的最后一个周期,美国国家太阳观测站Hill博士说:从第25个周期开始,太阳活动极有可能出现异常,甚至连第25个周期能不能发生都还是个问题。

  我们知道,黑子平均活跃周期为11年,有时为9年或者13年。太阳磁极反转大约是每22年为一个周期,所以11年则为磁极反转的半周期。尽管现阶段的所有研究都表明太阳将在2013年达到活动高峰,空军太阳影响研究实验室以及美国国家太阳观测站数据显示这个活动高峰会突然出现中断,具体表征为太阳缺少喷流、两极活动减弱和磁场强度正在下降。有如下几个证据:


太阳活动周期与各纬度的活跃关系

  第一个证据:太阳动力学观测探测器(SDO)与太阳表面震荡监测站研究太阳内部结构时发现,太阳内部等离子体流动减缓,表层两个半球间气流交换频度下降。等离子流的加强通常预示着太阳下一个活动周期的开始,这种起伏性的“扭转振动”由太阳的中纬度区域向赤道方向迁移,但目前任然没有发现这种活动的迹象。第25个周期按理论应该发生在2008年或2009年,但是目前没有任何迹象,如果错过周期的起点,那太阳的第25个周期只能推迟到2021或者2022年。而这期间将发生什么情况,还是个未知数。

  第二个证据:通过对日冕的观测,可以得出太阳磁场正在减弱。壮观的日冕活动是可以洞察太阳内部深处的变化,关联着太阳的磁场结构,日冕的喷发由太阳内部的某种振动形式进行调控,这种振动形式在过去的40年间基本都维持在一定的水平,而研究人员目前所观测的情况是这种机制正在被改变,使得磁场强度减弱,这就说明在太阳内部深处已经出现某种未知的变化,这种变化正在改变着磁场。太阳的第24个周期开始得很晚,同时也很缓慢。如果这轮周期出现异常,必定将影响整个太阳活动的规律性和连续性,由此引发的问题将是一连串的多米诺效应,而目前也没有任何物理模型能解释接下来会发生什么。


2011年4月太阳表面日冕喷射

  第三个证据:对太阳黑子的观测发现,黑子的活动呈现长期性的弱化趋势,这种趋势将导致在第25个太阳周期的磁暴将非常微弱,进而进一步影响黑子的形成。美国亚利桑那州McMath-Pierce天文台对太阳进行了超过13年的连续观测,在第23个周期中,太阳每年磁场强度衰减大约是50高斯,而在第24个周期内也是维持着这种程度的衰减,磁场强度的变化直接导致了黑子温度的变化。如果这种趋势继续下去,太阳磁场强度用不了多久就会跌破1500高斯,届时磁场强度不足以维持太阳表面各种能量的对流,同时也会造成黑子基本消失。

  我们回溯1645-1715年间,这段时期被称为蒙德极小期,在这70年间,太阳表面几乎没有黑子,而且恰逢小冰期。在欧洲和北美都经历了极度寒冷的冬天。但是没有直接证据显示,小冰期的到来与太阳黑子消失之谜有关。然而,有统计表明:地球的温度降低确实和黑子的活跃程度存在某种关联。如果根据以上推测,地球是不是也会进入温度骤降的冰期呢?

  当然,也有部分研究人员认为,太阳的活动也可以调节地球的气候变化,这种论点的证据并不充分。毕竟全球气温上升与太阳黑子消失并将地球带入冰期这两个事件间没有绝对的联系。而有两点是肯定的:第一,对太阳第25个周期进行研究,有助于发现并了解更多关于太阳的未解之谜;第二,太阳内部深处必然发生了某种变化,这种变化影响了太阳的活动周期并且产生类似的多米诺效应,对太阳本身以及地球都将构成未知的影响。(编译Everett)

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