北京
來源：科技日報(bào)
科技日報(bào)記者 張佳欣
就像潮水有漲有落，太陽也有自己的“作息”。它大約每11年經(jīng)歷一次活動(dòng)周期，時(shí)而平靜，時(shí)而活躍。這個(gè)周期里，太陽磁場會(huì)發(fā)生翻轉(zhuǎn)，表面黑子數(shù)量從少變多、再從多變少。黑子越多，太陽越容易爆發(fā)耀斑和日冕物質(zhì)拋射，進(jìn)而影響地球上的衛(wèi)星、通信、導(dǎo)航系統(tǒng)，甚至電網(wǎng)運(yùn)行。
太陽會(huì)在平靜與活躍之間反復(fù)切換。那么，當(dāng)它從平靜中“醒來”，重新變得活躍時(shí)，到底會(huì)有多猛烈？能不能提前知道？
這個(gè)問題并不好回答，因?yàn)槊總€(gè)周期的長度和強(qiáng)度都不一樣。天文學(xué)家觀測太陽黑子已經(jīng)好幾百年了，卻始終沒找到靠譜的辦法來提前預(yù)判下一個(gè)周期的強(qiáng)弱。傳統(tǒng)做法是等到太陽活動(dòng)降到最低谷，再根據(jù)那時(shí)的情況做推斷，可那時(shí)離下一個(gè)周期的高峰已經(jīng)很近了，留給人做準(zhǔn)備的時(shí)間并不多。
不過，英國華威大學(xué)物理學(xué)家團(tuán)隊(duì)，最近給出了一種新的可能。
此前，他們建立了“太陽時(shí)鐘”模型，能把太陽那些長短不一的周期全部對(duì)齊到同一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間軸上。他們發(fā)現(xiàn)，太陽并不是慢慢恢復(fù)平靜，而是在每個(gè)周期中都存在一個(gè)特殊階段：最劇烈的空間天氣活動(dòng)會(huì)突然停止。科學(xué)家將這一節(jié)點(diǎn)稱為“關(guān)閉點(diǎn)”。
關(guān)閉點(diǎn)出現(xiàn)時(shí)的太陽黑子數(shù)量，與下一周期達(dá)到峰值時(shí)的黑子數(shù)量密切相關(guān)。也就是說，太陽進(jìn)入“睡眠”前留下的信息，可能已經(jīng)透露了它下一次“醒來”后的活躍程度。只要抓住那個(gè)突然關(guān)停的瞬間，記下當(dāng)時(shí)還剩多少黑子，就能提前6—7年預(yù)判下一個(gè)周期的強(qiáng)度。
用這個(gè)方法，科學(xué)家初步推算，第26太陽活動(dòng)周期峰值黑子數(shù)約為100—120，屬于中等強(qiáng)度，與當(dāng)前第25周期相近，甚至可能略弱。
這還不是最終結(jié)論。第25周期的關(guān)閉點(diǎn)尚未到來，目前只能靠模型估算。大約再過兩年，等那個(gè)時(shí)刻真的到了，用實(shí)際觀測數(shù)據(jù)重新計(jì)算，預(yù)測會(huì)準(zhǔn)確得多。屆時(shí)距離第26周期達(dá)到峰值仍有7年，提前量已相當(dāng)可觀。
這套方法可不是紙上談兵。它曾成功預(yù)判第25周期的強(qiáng)度會(huì)高于很多傳統(tǒng)預(yù)報(bào)。事實(shí)證明，2024年，第25周期進(jìn)入高峰期，一連串由巨大黑子群引發(fā)的地磁暴猛烈沖擊地球，強(qiáng)度為20多年來罕見，連英國南部的德文郡和康沃爾郡都看到了極光。
關(guān)閉點(diǎn)不僅是個(gè)預(yù)報(bào)工具，還為科學(xué)家提供了窺探太陽內(nèi)部的窗口。太陽的磁場源于其內(nèi)部深處的“發(fā)電機(jī)”過程，而關(guān)閉點(diǎn)恰好對(duì)應(yīng)著驅(qū)動(dòng)下一周期的磁場開始構(gòu)建的關(guān)鍵階段。若能厘清這個(gè)過渡，人類對(duì)恒星磁活動(dòng)的理解將邁出一大步。
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