科学探索|新太阳时钟帮助解决了太阳季节之间的快速变化新太阳时钟帮助解决了太阳季

据外媒报道，太阳上的剧烈活动导致地球上一些最极端的空间天气事件，诸如影响卫星、通信系统、电力分配和航空等系统等等。大约11年的太阳活动周期有三个“季节”，每个“季节”对空间天气的影响在地球上是不同的：太阳极大期，此时太阳活动和无序，空间天气是暴风雨和事件是不规则的；下降期，此时太阳和太阳风变得有秩序，空间天气是比较温和的和；太阳极小期，此时活动呈现安静状态。

文章图片
由华威大学领导并发表在《The Astrophysical Journal》上的一项新研究中，科学家们发现，太阳从极大期到衰退期的变化非常快，发生在太阳旋转几周（27天）之内。他们还表明，在偶数太阳周期中，太阳的衰退期是奇数太阳周期的两倍。
没有两个太阳周期在振幅或持续时间上是相同的。为了研究太阳季节，科学家们根据1818年以来每天的太阳黑子数量记录建造了一个太阳时钟。这将不规则的太阳周期映射到一个有规律的时钟上。太阳的磁极在每个约11年的太阳周期之后会发生逆转并形成一个约22年的磁极周期。为了探索这一点，人们建造了一个22年的时钟。通过利用过去150年来最长的连续地磁活动记录可以追溯地球对空间天气的影响。时钟一旦建成，就可以用来研究影响地球的季节性太阳活动的多次观测结果。
有了太阳时钟提供的更多细节，科学家们可以看到太阳从极大期到衰退期的转换是很快的并发生在几个太阳旋转之内。当太阳的磁极是“上升”和“下降”时，太阳的衰退阶段的持续时间也有明显的不同：在偶数周期中，太阳磁极的持续时间约是奇数周期的两倍。由于我们即将进入第25个周期，科学家们预计下一个衰退阶段将是短暂的。
这项研究的论文主要作者、华威大学物理系的Sandra Chapman教授表示：“通过以一种新的方式结合已知的方法，我们的时钟将太阳气候的变化分解到太阳转动几圈之内。然后你会发现某些阶段之间的变化非常明显。如果你知道你已经经历了一个很长的周期，你知道下一个周期将是短的，我们可以估计它将持续多久。了解气候季节的时间有助于为太空天气做准备。从操作上讲，对于卫星、电网和通信来说，知道何时处于活跃状态或安静状态是非常有用的。”
【科学探索|新太阳时钟帮助解决了太阳季节之间的快速变化】这些结果还为理解太阳在每个周期后是如何倒转极性提供了线索。
Chapman教授补充道：“我还认为，太阳这么大的天体每隔11年就能翻转一次磁场，这是很了不起的，而且上升和下降是不同的。不知何故，太阳‘知道自己在上面的哪个方向’，这是一个有趣的问题，是太阳如何产生磁场的核心。”