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太阳活动到达顶峰 震撼两极"磁场逆转"即将上演

http://www.kexue.com 2013-11-15 08:41:05 凤凰科技  发表评论


太阳活动即将到达顶峰

  每隔11年,太阳就会经历一次彻底的磁极逆转,太阳的南北磁极会颠倒过来。这一大规模事件将对整个太阳系产生影响。尽管目前我们还无法完全理解驱动这一过程的精确内部机制,但美国斯坦福大学维尔克斯太阳观测台的研究人员自从1975年以来一直坚持每天对太阳磁场情况进行记录和监视,他们能够检测到太阳表面发生的过程,这将是第四次监测到太阳磁极倒转事件。

  在11年的太阳周期中,新的极性会逐渐建立起来,这表现在太阳黑子——密集磁场活动区域——会以深色斑点的形式出现在太阳表面赤道附近。在大约1个月的时间内,这些太阳黑子会逐渐解体,磁场逐渐从赤道向两极移动。

  随着新的极性向两极移动,它会抵消现有的相反的极性,美国斯坦福大学的太阳物理学家、维尔克斯太阳观测台的总监托德·何塞马(Todd Hoeksema)这样说道,他自1978年以来便一直在斯坦福工作。此时太阳的磁场逐渐趋向零,随后再以相反的极性逐渐增强,从而完成一次太阳磁极逆转过程。何塞马表示:“这就有点像潮起潮落。每一次小的潮头都会带来更多的水量,但最终会全部退去。”

  太阳磁极逆转产生的影响是深远的:太阳磁场产生影响的空间范围构成一个巨大的气泡状结构,名为日光层,其一直延伸到冥王星轨道,甚至到达美国宇航局旅行者号飞船位于的星际空间边缘区域。另外,太阳活动的高峰期一般发生在磁极逆转时期,在此期间除了黑子数量增加之外,太阳耀斑和日冕物质抛射(CME)也激增。

  太阳磁极的改变以及太阳带电粒子的爆发会与地球自身磁场发生相互作用,其中一个表现便是极光的产生以及覆盖的范围。地球磁场还会影响主要的电子系统,何塞马说道,例如供电网络和GPS卫星,因此科学家们必须密切监视日光层活动。何塞马表示:“我们还观察到了太阳磁场逆转活动对其他行星产生的影响,木星出现了风暴,土星上出现极光,这些都因太阳活动引起的。”

  由于维尔克斯太阳观测台拥有长期的观测记录并且其用于记录的设备的前后变化也是最小的,因此它拥有了最全面和细致的每日太阳全球磁场变化记录。何塞马表示,目前正在发生的转变的有趣特征之一在于太阳两个半球正在以不同的速率发生改变。太阳北半球在今年夏天已经完成了磁极逆转,而南半球预计将在近期内完成逆转过程。

  何塞马和他的同事还注意到两三年前测量的磁场强度数据大约是太阳活动顶峰时的一半。这暗示着即将到来的太阳活动高峰期的磁场强度也将非常微弱。而这一结论已经在最近的观测数据中得到了证实。何塞马表示:“下一周期将会十分有趣。从技术上讲,接下来我们应当给予更大的关注。”

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