|
新手上路
|
1#
大 中
小 發表於 2011-3-9 00:34 只看該作者
太陽黑子曾上演「全員逃走中」
太陽黑子曾經上演過一次「全員逃走中」，時間在2008至2009年期間，長達兩年之久。當時太陽活動降至百年來屈指可數的最低點；地球大氣層上層因此冷卻收縮；太陽磁場減弱，宇宙射線可長驅直入太陽系抵達地球。
2008年3月2日時拍到的一張太陽表面照片，看來出奇的平滑、毫無斑點。
總之，「太陽黑子消失了」是件大事。當時，專門研究太陽的物理學家公開坦白說，真是不懂：「到底這些太陽黑子都去哪裡了？」根據3月出刊的《Nature》報導，現在，科學家找出了怪現象的原因。
太陽的剖面局部圖，以插畫手法示意「傳送帶」，黑色帶箭號的迴路線條，相連著太陽的表面和內部，進行輸送。
根據中研院天文網7日報導，位在印度的「加爾各答科學教育研究所」認為，根據研究員Dibyendu Nandi所研究出的「太陽內部活動運算」新模型，深埋於太陽內部的電漿流不僅干擾到黑子形成，還延長了太陽極小期。
近幾年來太陽物理學家認知到太陽裡這塊「傳輸帶」相當重要。這是一圈環繞在太陽四週、極大的帶狀系統、由電漿流所構成的一個「子午圈環流」(類似於地球上的洋流)。它在太陽兩極附近下沈，在太陽赤道附近湧出。這些循環電漿流對於每11年一次的太陽週期有重要的影響，當太陽黑子衰減開始時，太陽表面的電漿流將太陽黑子殘留的磁性掃空，並將太陽黑子向太陽內部拉回，在距離太陽表面30萬公里深的地方，像一個磁發電機一樣，將衰減中的磁場補充加強。活力重燃的太陽黑子於是像軟木塞浸在水中一樣，迅速的再度浮上太陽表面，就這樣，新的太陽週期重新開始。
這次，加爾各答科學教育研究所的團隊相信，他們已經成功研究出一個新的計算模型，不僅能將整個過程中環環相關的三方面全都納入考量，包括磁發電機、傳輸帶和黑子磁場浮力的演化，並且，他們也確定這個模型正確無誤的合乎物理原則。
哈佛-史密松天文物理中心的Andres Munoz-Jaramillo(也是該篇研究論文的共同作者)說，根據這個模型，早在1990年代後期，太陽黑子搞集體失蹤的問題已在太陽第23週期的前半部上升段顯現：在那個時候，太陽的傳送帶加快了腳步。
快速移動的傳送帶，迅速將太陽黑子屍體拖拉到太陽內部發電機，把磁場加以放大。乍聽下，這似乎應該增加太陽黑子的產出量才對，其實沒有。當太陽黑子的老弱殘兵部隊抵達發電機、搭上傳送帶、前往磁場加強區時，由於傳送帶速度太快，停留的時間短，不足以讓太陽黑子完成全面重新活化，導致太陽黑子的產出速度，反而因此遲緩下來。
同時，也根據該研究模型的指出，稍後在2000年左右，太陽的輸送帶速度確實又再度放慢，使得可停留在「磁場補給區」裡的時間可以拉長，但新太陽黑子數量不足的傷害，在此時已是事實，要彌補卻為時已晚。更糟糕的是，速度緩慢的輸送帶要協助活力飽滿的太陽黑子重返太陽表面層，其實力有未逮，這導致第23週期超長，第24週期又開始得太晚。正是這些背景，為百年來最長的太陽極小期，拉起了上場的序幕。
其實，太陽極大期相當短，只有幾年，不過伴隨它而來的常是數天之內劇烈爆發、旋即結束的戲劇性閃焰，使它名聲響亮。相較之下，太陽的極小期長多了，可以持續好多年，譬如17世紀時，史上著名的「蒙德極小期」，一共歷時70年才結束，還正巧趕上了歐洲酷寒的小冰河時期的同一年代，至於兩者之間如何相關，則仍有待了解。
不過，有件事情再清楚不過！怪事常有，但每逢極小期時，怪事特別多：2008到2009年期間，太陽磁場變弱，太陽風也停息不吹，通常，宇宙射線都被太陽風磁場攔阻，無法進入太陽系內圈，使地球受到保護，就在極小期進入最深沉而平靜的休止狀態時，如果你剛好想來個「太空漫步」，那反倒是全世界最危險的一項觀光活動；通常由太陽黑子供應的紫外線加熱會停止，於是地球大氣層上層開始冷卻收縮；所謂「太空垃圾」衰減變慢，速度不像從前，因此會在它繞行地球的軌道上開始囤積，垃圾變成路障…諸如此類，都是怪事。
參與這個研究的學者認為，對於了解及預測太陽極小期，「太陽內部活動運算」這個模型具有前所未有的重要貢獻，不僅可以解釋太陽黑子消失現象，也能解釋2008~09年期間磁場變弱現象，這是能夠證明該模型正確性的一大有力證據。
下一步，天文學家期待SDO(太陽動力觀測站)可以由太陽內部深處的活動來印證關於輸送帶動況的預測假設。這種技術又稱為「日震學」；它像超音波可顯示母腹中胎兒影像一樣，讓我們可以透視看見太陽內部的活動。如果加爾各答團隊所建立的模型能再加入SDO的高品質觀測資料，研究學者或許就能成功預測到：下一次太陽極小期會在何時開始。黑子消失的那兩年，太陽裡頭到底發生了什麼事，答案可能就快揭曉。
|
