新的週期可能會導致太空氣候劇變,從而擾亂地球上的通訊和電網。
太陽表面長時間的平靜被突然出現的兩個新的太陽黑子打破了,預示著太陽黑子活動新的11年週期的開始——導致太空天氣可能發生劇烈的變化,可能會擾亂地球上的通訊和電網。
12月24日,美國國家航空航天局的太陽動力學觀測站(Solar Dynamics observation)觀測到了這兩個新的太陽黑子,分別命名為NOAA 2753和2754,這是一顆從地球表面上方22000英里(35000多公里)的地球同步軌道監測太陽外部和內部的衛星。
這是自2019年11月以來出現的第一個重要太陽黑子,表明一個新的太陽黑子周期(稱為太陽週期25,或SC25)的開始,預計將在大約5年內達到新的磁活動峰值。
美國宇航局太陽動力學觀測臺上的儀器可以揭示太陽自轉時纏結產生的強烈磁場
可見的太陽黑子是由太陽中的磁擾動引起的,磁擾動會置換其明亮的外層,揭示出稍冷(和較暗)的內層,通常持續幾天,但有時持續幾周。它們的大小可以不同,但通常是巨大的-通常比整個地球大得多。
“從11月14日到12月23日,太陽是一塵不染的,”比利時布魯塞爾的日地卓越中心的通訊專家Jan Janssens說,該中心負責協調太陽的研究這40天一塵不染的日子是20多年來僅有的平靜日。
12月24日,美國宇航局軌道太陽動力學觀測臺上的儀器捕捉到了兩個太陽黑子在新的太陽黑子周期中的影象
這樣長時間沒有太陽黑子的現象通常發生在所謂的“太陽極小期”前後,即兩個太陽週期之間太陽黑子活動最低的時期。
太陽黑子周期
美國宇航局稱,11年的太陽黑子周期是由太陽在太空中的自轉引起的。由於恆星大約每27天旋轉一次,它的物質就像一種流體,所以它的赤道旋轉速度比兩極快得多。
這使得太陽強大的磁場變得越來越“糾結”,太陽黑子和其他磁場活動也越來越劇烈,直到整個恆星反轉其磁極(有點像電荷,但在這種情況下,狀態要麼是北要麼是南)。這有點像地球每隔幾年就換一次南北磁極。
新週期SC25的太陽黑子將以極性相反的方式出現在靠近太陽兩極的地方
太陽極性的變化導致它的磁活動——和太陽黑子——最終消亡,導致太陽活動最小。但是太陽的旋轉磁場又慢慢地被纏結起來,黑子迴圈又開始了。
新舊週期的太陽黑子可以重疊數月甚至數年,但新的黑子可以通過它們的磁極性(舊的SC24週期的相反)來區分為新的SC25週期的成員。
據空間天氣預報中心預測,目前預計SC25週期將在2024年左右達到峰值,然後在2031年左右降至新的最低值。
這些新的太陽黑子是由美國宇航局軌道太陽動力學觀測站在12月底繪製的,該觀測站使用多種儀器來研究太陽
太陽極小值
當新的太陽黑子周期達到峰值時,太陽的磁活動增加可能對地球產生重大影響。
大而複雜的太陽黑子會導致太陽表面的輻射爆發,稱為太陽耀斑;太陽物質的強大輻射稱為質子風暴;巨大而密集的高能粒子云稱為日冕物質拋射。
太陽上一個新的黑子區域的特寫鏡頭
美國宇航局戈達德太空飛行中心的太陽物理學家、太陽動力學天文臺的專案科學家迪恩·佩斯內爾說,這三種類型的事件都可能導致我們的通訊、飛機導航和電網中斷。
來自質子風暴和日冕物質拋射的帶電粒子也能在地球上空產生生動的極光。
低地球軌道上的衛星在大氣層外層被太陽活動加熱時會受到更大的阻力,這會導致它們的軌道衰減得更快;太陽輻射的增加會影響地球保護磁場之外的宇航員。
“所有這些都是我們所看到的太空天氣效應,”佩斯內爾告訴《生活科學》:“危害我們的衛星,對宇航員的輻射劑量,衛星阻力——所有我們擔心的來自太陽的影響。”