为什么太阳耀斑活动遵循11年的周期

为什么太阳耀斑活动遵循11年的周期

太阳耀斑和黑子的活动具有周期性——每隔11年经历一轮从平和到暴烈,再到平和的循环——就像上了发条一样规律。多年来,天文学家一直在想弄清其中的机制。现在,他们有了一个新的想法。

尽管太阳系里的行星比太阳小得多,但其中一些行星的引力足以影响到恒星的磁场。研究人员断言,它们就是导致太阳周期性活动的原因。

金星、地球和木星在绕太阳运行时对太阳施加引力拖曳,效果类似于月球引力导致地球上的潮汐。

科学家团队追溯了1000年里太阳活动的周期,在公元1000年至2009年之间,比较了当时行星的运行轨迹。他们发现两者之间具有非常紧密的联系。

德国德累斯顿—罗森多夫的物理学家Frank Stefani 说:“我们看到,行星的活动在90个周期内完全相似,这是惊人的高一致性。这一切都指向时钟般的进程。”

该团队发现,每11.07年,当地球、金星和木星一线时,潮汐力最强——此后,潮汐力开始减弱,进入太阳活动极小年时。

行星对太阳的引力效果较弱,无法影响到太阳内部。这可能就是为什么之前没有人将太阳活动的周期与行星连成一线的周期联系起来的原因。

但该团队发现,尽管微弱,潮汐力仍会影响太阳磁场;特别是,它们可以影响到被称为泰勒不稳定性的系统振荡。这种不稳定性出现在环形磁场中,其中在垂直于磁场的方向上有压力施加——导致磁场像脊柱一样被压缩,产生不稳定性,就像高高摞成一叠的盘子一样。磁场中的“滑动的盘子”就是泰勒不稳定性,它们在太阳和磁场通量中制造出扰动。

即使轻微的能量——如来自潮汐事件——也可以逆转扰动导致的振荡。如果发生潮汐事件,如每11年左右,它们就会触发磁场极性的循环逆转,导致与循环相对应的活动出现规律波动。

“当我们发现电流驱动的泰勒不稳定性在我们的计算机模拟中会经历螺旋振荡时,”Stefani说,“我问自己:如果等离子体受到类似潮汐的小扰动的影响,会发生什么?结果非常惊人。振荡非常剧烈,并且与外部的扰动同步。”

挺简单明了每个字都懂,对吧?

新模型有助于解释有关太阳的一些其他谜团。例如,大多数太阳活动周期都有双峰极值,两者之间会有短暂的平静期;新模型重现了这一现象。

其他被阐明的地方是,潮汐力影响对流区底部的等离子体层的方式,导致那里的磁通量更容易被传导。

它还可以帮助我们理解刚刚被发现的巨型的磁性罗斯贝波——扫过太阳表面——并可能与耀斑活动有关。

反过来说,新模型可以帮助我们更好地预测太阳的活动:这是一件好事,因为耀斑、太阳风一类的活动会影响我们人类在地球上的生活。

该研究发表在《太阳物理学》。

本文译自 sciencealert,由译者 majer 基于创作共用协议(BY-NC)发布。

本文由奇点天文作者上传并发布,奇点天文仅提供文章投稿展示,文章仅代表作者个人观点,不代表奇点天文立场。

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三生万物奖奇思妙想

太阳系里或许并不存在第九行星

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三生万物奖奇思妙想

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