科学家破解太阳黑子周期之谜

科技工作者之家 2019-09-23

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太阳表面的太阳黑子活动。

据美国“科学日报网”9月19日消息称,在《等离子体物理学》杂志本月刊发的一篇研究论文中,美国华盛顿大学(University of Washington)的研究人员提出了一个等离子体运动模型,该模型或能够解释为期11年的太阳黑子周期,以及其他一些此前颇为神秘的太阳特性。

该论文的第一作者、华盛顿大学航空航天学教授Thomas Jarboe介绍道:“我们的模型与普通的太阳照片完全不同。我们首次向人们解释了太阳磁场现象的性质和来源,即太阳是如何运作的。”

基于之前关于核聚变能量的研究结果,该研究团队创建了一个数据模型。该模型的模拟实验结果显示,太阳表面下的一层薄薄的区域是催生许多太阳活动特征的关键,比如我们从地球上观测到的太阳黑子、磁极反转和太阳流。并且,该结果在与太阳实际观测结果进行对比后,依然成立。

该最新模型显示,一层薄薄的磁通量和等离子体——或者说自由漂浮的电子——在太阳不同区域以不同的速度运动。流动电子速度的差异让磁力发生扭曲,即产生磁螺旋性(magnetic helicity),这与一些核聚变反应堆原理中所发生的情况相类似。

Jarboe教授解释道:“实际观测数据是确认我们对太阳如何运行的认识的关键。每隔11年,太阳就会逐渐生长出这一薄层,直到它体积太大,变得不稳定,并最终脱落。”随着这一层的剥落,较低层中向相反方向运动的等离子体便暴露出来,磁场随之翻转。当太阳两个半球的通路以相同速度运动时,就会出现更多的太阳黑子;当通路的速度不同时,太阳黑子活动就会减少。Jarboe指出,这种不匹配可能发生在太阳黑子活动极少的那几十年间,这个时段被称为“蒙德极小期”(Maunder Minimum,公元1645—1715年)。

Jarboe最后总结道:“100年来,人们一直在研究这个问题,我们观测到的许多太阳特征都低于模型能达到的分辨率,所以我们只能在运算结果中发现它们。”

科界原创  

编译:朱明逸 

审稿:西莫 

责编:张梦 

期刊来源:《等离子体物理学》

期刊编号: 1070-664X

原文链接: 

https://www.sciencedaily.com/releases/2019/09/190919095224.htm

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