太阳是活泼的。这里有挺拔的等离子喷泉,有比地球大500倍的神秘物质组成的“熔岩灯团”,还有每11年左右就会歪曲、旋转、开裂、猛冲进太空的严重破坏了地球电网的歪曲磁场。
太阳黑子的活动周期是11年。左图拍照于2019年6月,展现了太阳黑子的低谷期(太阳黑子活动弱)。右图拍照于2014年4月,展现了一次太阳黑子的顶峰期(太阳黑子活动强)。(图片版权:美国航空航天局)
太阳黑子活动强时,太阳赤道的邻近会忽然呈现很多太阳黑子。在测验更好地了解这11年的周期时,科学家们发现了一种新的反响太阳活泼的形状。当一个太阳活动周期完毕,另一个开端时,太阳或许会阅历剧烈的磁场磕碰,称为“终结者”事情,并发生巨大的等离子海啸,一次能够在太阳外表呈现数周。
距两个研讨的作者说,这些太阳海啸或许与太阳周期短少联络,并加快了太阳黑子的发生。太阳黑子就是呈现在强磁力线邻近,而且比太阳外表其他部分要冷的巨大斑驳,它们一般呈现在太阳的中纬度区域,并在构成数周后由赤道邻近开端消失。
“咱们已观测了太阳黑子活动周期几百年,可是怎么样一种机制能够在如此短的时间内,将信号从周期完毕的赤道,传到下一个周期开端的中纬度区域,这仍是个迷。” 莫苏米·迪克帕提,一位在美国科罗拉多州博尔德高海拔观测站的资深科学家,一起是这两项新研讨的作者之一,在一份陈述中写到。
迪克帕提和搭档们以为,太阳海啸或许是答案。
在第一个研讨中,研讨人员调查了140年来从地球和卫星上获得的太阳观测数据。科学家们重视的是日冕亮点的运动,即太阳大气中磁场热门上方构成的小的等离子环。这些点在消失前会释放出很多紫外线,整一个完好的进程一般在一天内完毕。研讨人员以为,不同于太阳黑子只呈现在太阳活动频频的时期(被称为太阳活动的顶峰),亮点能够呈现在活动较少的时期(被称为太阳活动的低谷)。这为太阳活动周期供给了一个更全面的观念。
经过追寻这些亮点能够获得一个风趣的图画:亮点最早呈现在纬度55°的区域(比太阳黑子呈现的区域高大约20°),随后每年往赤道方向移动几度。在之后的几年中,亮点和太阳黑子一起朝赤道持续移动。抵达赤道之后,它们悉数在“终结者”事情中消失。在此几周后,在太阳的中纬度区域,亮点总是会重复呈现。
这张图由25张从2012年4月至2013年4月拍照的相片组成,展现了太阳黑子在一次太阳活动顶峰中朝赤道移动的现象。无论是南半球仍是北半球,太阳黑子鲜少在中纬度以上区域呈现。两项新研讨的作者以为,太阳海啸能够解说这一切。(图片版权:美国航空航天局)
这些“终结者”事情的一些物理特征好像在高纬度区域触发了下一个周期的开端,一起这也是太阳海啸开端的当地。
在第二项研讨(由两位参加第一项研讨的研讨人员合著)中,研讨人员解说了“终结者”事情是如安在太阳赤道邻近两条巨大的磁力线的磕碰中完毕,然后导致了等离子体的两层海啸的。
研讨标明,像这样的磁场线称为“环形磁场线”,由于它们以环状的方式环绕太阳的直径打开,所以当它们在太阳外表移动时,或许会呈现亮点和黑子。研讨人员写道,这些磁力线或许起到“磁坝”的效果,在它们向太阳赤道推动时,就把等离子体阻挠在死后。
当两条相反的磁力线(一条由太阳的北极发生,另一条由南极发生)在赤道处相会时,相反的电荷彼此抵消,导致研讨人员所说的“彼此湮灭”。磁场线开裂后,释放出被困在它们后边的等离子体,构成两股巨大的潮汐波。潮汐波向前运动,彼此反弹,然后以每秒1000英尺(300米)的速度在双海啸中向南北极涌去。
在一至两周内,这些波抵达两个半球的中纬度,在那里它们遇到另一组磁力线,这些磁力线现已在为下一个太阳周期预备亮点了。当潮汐波碰击这组新的线时,它会将这些磁场线向上提升到外表,导致太阳黑子发生的浪潮随同这些亮点。
研讨人员写道,这样就解说了一个周期完毕至下一个周期开端前那个始终如一的空隙。计算机模仿显现,像这样的太阳海啸在理论上是或许发生的,可是现在,它们依然仅仅一个很帅的主意。走运的是,天文学家或许很快就有时机找到这些太阳海啸的实在依据。研讨人员以为,从现在赤道邻近的亮点活动来看,太阳会在2020年迎来下一次海啸。
参考资料
1.WJ百科全书
2.天文学名词
3. Brandon Specktor-繁忙的北門
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