
正在進行的太陽活動的意外激增太陽能最大一項新研究表明,可能與鮮為人知的100年的周期相關聯,該週期剛剛開始逐漸增加。
如果這是事實,那麼接下來的幾十年可能會看到太陽活動的進一步增加,這可能威脅到地球航天器並繼續觸發充滿活力的極光在全球。但是,其他專家對新發現持懷疑態度。
太陽活動在整個太陽週期內自然蠟和衰竭 - 大約11年的時間裡,我們的家中的明星大多在一個稱為太陽最低限度的階段一直保持平靜,而不是經常成為混亂的質量吐出強大的太陽風暴在太陽能最大值,然後再次返回。這個週期也稱為“黑子週期”,因為太陽上的黑暗斑塊升起和跌落由於太陽磁場的變化,最大太陽能完全翻轉。
但是,還有其他幾個決定太陽活動的周期。一個例子是Hale循環,該循環控制單個磁帶如何在太陽的表面上移動,並且最近已被證明影響黑子週期的進展。歷史記錄還表明,太陽經歷了幾次太陽活動的長期波動在過去的幾千年中。其中包括最低限度 - 在1645年至1715年之間大大減少了太陽活動時期。
太陽能活動中的另一個鮮為人知的重複模式是百年紀念gleissberg循環(CGC) - 每80至100年每80至100年升起和下降的黑子週期強度的變化。 CGC仍然很少了解,但可能與太陽的兩個半球中每個半球的磁場“微妙”有關,這些磁場略微改變了Hale循環,斯科特·麥金托什(Scott McIntosh)不參與研究的新成立的太空天氣解決方案公司Lynker Space的太陽能物理學家告訴Live Science。
在3月2日發表的新研究中太空天氣研究人員認為,CGC可能剛剛“翻身”或重新開始。這也可以解釋為什麼正在進行的太陽能最大值正式開始於2024年初,最終成為比最初預期的要難得多。
研究團隊在分析了“質子通量”的變化後得出了這個結論帶電顆粒的麵團形帶圍繞我們的星球。總的來說,這些樂隊被稱為Van Allen帶。
當太陽能活動與地球上層大氣相互作用時,內部皮帶的質子通量會減少吸收更多的太陽輻射。另一側,質子通量隨著太陽活性的降低而增加。
新的分析表明,過去20年中的通量有所增加,但在過去一年左右的時間裡剛剛開始減少。這表明我們“剛剛通過了CGC最低限度”,而平均太陽能活動將再次上升,研究主作者希爾·亞當斯(Hill Adams)科羅拉多大學博爾德大學(CU Boulder)聯合研究所和美國國家標準技術研究所的吉拉(Jila)的本科研究員告訴《現場科學》。
質子通量數據是由國家海洋和大氣管理局(NOAA)衛星通過南大西洋異常(SAA)收集的地球磁場中的神秘凹痕在南美和南大西洋上方,我們星球的保護盾最薄弱。研究人員說,這是這些趨勢顯而易見的關鍵原因。
亞當斯說:“ SAA是地球磁場弱的區域,使被困的質子達到較低的高度。”他補充說,這使NOAA航天器可以“透露”內部輻射帶,而無需直接飛入其中,這將非常棘手。
令人驚訝的太陽活動
我們可能是接近最大階段的末端當前的黑子週期,太陽週期25(SC25)。這個高峰非常活躍,包括一些極端的空間天氣事件,例如20024年5月的增壓地磁風暴那觸發了一些在過去的500年中,大多數廣泛的極光。但是,這種活動的蓬勃發展最初並非預期。
在上一個太陽生週期中,SC24,太陽在整個太陽能最大值中令人驚訝。這是來自太空天氣專家的NASANOAA最初預測在SC25期間也會發生同樣的事後來承認是一個錯誤。
這項新的研究暗示,SC24的平息是由CGC最低限制引起的,這可能使其成為大約一個世紀以來最安靜的黑子週期。麥金托什說,如果是這種情況,那麼當前太陽能最大的意外活動意味著太陽正在像往常一樣重返業務。
先前的研究已經表明,CGC可能在最近的黑子週期混亂中發揮了作用,包括2023研究來自亞當研究小組的成員和2024紙通過機器學習分析了黑子模式。但是,最近的發現是第一個提出CGC最低可能結束的發現。
亞當斯說,這項新研究還表明,CGC對黑子週期的影響可能比以前意識到的。結果,在預測即將到來的周期時,太陽週期預測應該“絕對”仔細關注這種現象。
還有更多嗎?
研究人員寫道,如果CGC翻轉,那麼即將到來的黑子週期可能與當前週期一樣活躍,並且隨著我們接近CGC的最大值,最終可能會變得更強大。
亞當斯告訴《現場科學》:“我們剛剛通過了CGC的最低限度,在CGC最大值之前再過40到50年。” “結果,下一個CGC最大可能會發生在太陽週期28左右。”
Adams補充說,使用“後面的計算計算”,我們可以假設發生這種情況時,太陽能活動可能是當前最大值期間的兩倍。但是,很難確定,因為CGC對太陽活動的影響“可能有點不一致”。
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如果未來的太陽能最大值比正在進行的山峰更活躍,那麼衛星可能會遇到麻煩,因為地球上層大氣層膨脹,衛星可能會撞出軌道。幾個航天器有已經犯規了在過去的幾年中。但是,由於私人衛星的快速擴展“ Megaconstellations”這可能是不適合處理輻射尖峰的。
亞當斯說:“大多數(私人)衛星通常會考慮到太空氣候的模型。”但是他們“沒有考慮我們看到的長期變化”。
亞當斯補充說,太陽能活動的增加也可能是一個問題,宇航員容易受到來自我們的家鄉明星有害的輻射射擊的攻擊。在未來幾十年中,由於即將執行的月球和火星的任務,在未來幾十年中可能會有更多的人增加私人太空飛行。
一個不確定的未來
但是並不是每個人都完全同意新發現。
麥金托什(McIntosh)是最早在CU Boulder國家大氣研究中心工作時正確預測SC25的研究人員之一,他告訴Live Science,對CGC做出任何確定的結論還為時“太早”了。
McIntosh說,主要問題是質子通量僅在過去一年中發生了,因此這可能只是太陽的自然變異性引起的臨時蘸醬。結果,研究團隊可能需要再使用幾年的數據才能“確定性”。
還沒有比較CGC週期的基線數據,因為衛星在過去30到40年中只能準確跟踪質子通量。
McIntosh還警告說,這項新研究可能高估了CGC對黑子週期的影響,因為我們仍然不知道兩個循環是如何相互作用的。他補充說,目前,研究人員還努力就CGC是什麼以及我們如何定義它達成共識。
但是,儘管McIntosh並不完全同意這項新研究,但他確實說這是“有趣的”和“有意義的”,並且這些發現可能有助於預測下一個黑子週期。他補充說,儘管CGC仍然神秘,但它可能是“ [Sunspot循環]難題的內在部分。”