更新：10月25日，NOAA的太空天气预测中心发布了太阳周期25的“更新预测”。新的预测更匹配此功能中列出的时间表，并同意专家的预测，这些专家与现场科学谈到了即将到来的太阳能最大值。
从远处，太阳看起来平静而稳定。但是放大了，我们的家园实际上处于永恒状态，随着时间的流逝，从统一的火海变成了混乱的扭曲等离子体的混乱，然后在一个经常出现的循环中再次返回。
每11年左右，太阳的磁场就会像一个紧密伤口的橡皮筋一样缠结，直到它最终捕捉并完全翻转为止 - 将北极变成南极，反之亦然。在这种巨大的逆转中，太阳扩大了其活动：散发出血浆的炽热斑点，生长黑色的行星大小的斑点和发射强大的辐射流。
这一时期增加的活动（称为太阳能最大值）也是地球的潜在危险时间，该时期会受到可能破坏通信，损害电源基础设施的太阳风暴的轰炸，伤害了一些生物（包括宇航员），并将卫星坠落在地球上。
一些科学家认为，下一个太阳能最大值可能比我们想象的要早得多，而且要强大得多。
最初，科学家预测，当前的太阳能周期将在2025年达到顶峰。但是，大量的黑子，太阳风暴和罕见的太阳现象表明，最早的太阳能最大值可以在今年年底之前到达最早的太阳能 - 几位专家告诉我们的现场科学，我们做得还差。
是什么原因导致太阳周期？
大约每11年，太阳从太阳活动的低点（称为太阳能最小值）变成太阳能最大值再回来。目前尚不清楚为什么太阳的循环持续这么长时间，但是天文学家已经注意到自第一个（恰当地命名为太阳能周期1）发生的模式，该模式发生在1755年至1766年之间。据当前周期，太阳周期25在2019年12月开始。NASA。
那么是什么导致我们的家明星的波动呢？ “这一切都取决于太阳的磁场，”亚历克斯·詹姆斯，英国伦敦大学学院的太阳能物理学家告诉Live Science。
詹姆斯说，最低太阳的磁场很强且组织起来，有两个透明的杆子，例如普通的偶极磁铁。他补充说，磁场充当一个“巨大力场”，其中包含太阳的过热血浆或离子化气体，靠近表面，抑制了太阳能活动。
詹姆斯说，但是磁场逐渐纠结，有些地区比其他地区更具磁性化。结果，太阳的磁场逐渐减弱，太阳能活动开始升高：等离子体从恒星的表面上升，形成了巨大的磁磁力，称为冠状环，使太阳的低大气层辣椒。然后，这些炽热的丝带可以随着太阳的磁场重新调整，释放出明亮的光线和辐射，称为太阳耀斑。有时，耀斑还带来了巨大的，磁化的快速移动颗粒的云，称为冠状质量弹出（CME）。
最大值几年后，太阳的磁场“捕捉”，然后完全翻转。詹姆斯说，这将在周期结束时和新的太阳能最低限度的开始。
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为了确定我们在太阳周期中的位置，研究人员监视黑子- 我们本地恒星表面的深色，冷却，圆形的斑块，其中形成了冠状环。
詹姆斯说：“当强烈的磁场在太阳的表面戳入时，黑子会出现。” “通过看那些黑子，我们可以了解那一刻的太阳磁场的强度和复杂性。”
太阳的最小值几乎完全不存在，并增加数量，直到最大太阳的峰值达到峰值，但是从循环到周期都有很大的变化。
詹姆斯说：“每个周期都是不同的。”
太阳周期25
2019年4月，太阳能周期25预测面板，由数十位科学家组成NASA以及国家海洋与大气管理局（NOAA），发布其预测对于太阳周期25，这表明太阳能最大值可能会在2025年某个时候开始，并且大小与太阳周期24的最大值相当，这在2014年中期至2016年初之间异常达到峰值，与过去的太阳能最大值相比，它的峰值非常弱。
但是从一开始，预测似乎都取消了。例如，观察到的黑子数量已经比预期的要高得多。
2022年12月，太阳达到了八年的黑子峰。在2023年1月，科学家观察到的黑子是NASA所预测的两倍以上（观察到的143次，估计为63次），在接下来的几个月中，数字的数量几乎高得多。总体而言，观察到的黑子数量已连续超过预测数量27个月。
虽然黑子的赏金是一个主要的危险信号，但它们并不是唯一的证据太阳能最大值。
太阳活动的另一个关键指标是太阳耀斑的数量和强度。在2022年，与2021年的C级和M级太阳能耀斑高五倍，而每年，最强大的X级太阳能耀斑的数量也在增加。SpaceWeatherlive.com。 2023年的前半段记录的X级耀斑比2022年全部摄直接击中地球。 （（耀斑课程包括A，B，C，M和X，每个班级的功能至少比上一个强大10倍。
太阳火焰还可以带来地磁风暴 - 太阳风或CME引起的地球磁层的重大干扰。例如，3月24日，一个“隐形” CME击中地球而没有警告并触发超过六年来最强大的地磁风暴在美国30多个州中可见的，创造了广阔的极光或北极光。今年的地磁风暴数量的总体增加也引起了热圈的温度，这是地球大气中第二高的层 - 达到20年的高峰。
罕见的太阳现象在太阳能最大值附近也变得越来越普遍 - 最近几个月发生了一些。 3月9日，一个60,000英里高的（96,560公里）等离子体瀑布升起，然后落回太阳; 2月2日，巨大的极地涡流或火环，在太阳的北极旋转超过8个小时； 3月，“太阳能龙卷风”肆虐了三天，站在彼此堆叠的14个地球高。
所有这些证据表明，太阳能最大值是“提前达到顶峰，并且将高于预期的高峰”。专家告诉Live Science，许多其他太阳能物理学家都共享了这一观点。
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确切的开始到太阳能最大值可能只有一旦通过，太阳活动降低。但是，一个研究小组由斯科特·麦金托什（Scott McIntosh），科罗拉多州国家大气研究中心的太阳能物理学家兼副主任预测太阳能最大值可能在今年晚些时候达到顶峰。
过去的周期表明，尽管科学家不确定，但太阳能最大值可能会持续一到两年。
潜在对地球的影响
因此，太阳能最大值可能比我们预期的要早得多。为什么重要？
答案主要取决于太阳能风暴是否会进入地球，Tzu-Wei FangNOAA太空天气预测中心的研究人员不属于太阳周期25预测小组的一部分，他告诉Live Science。要击中地球，太阳风暴必须在正确的时间指向正确的方向。她补充说，太阳能活动的增加使得这可能会使这个星球会被更多的暴风雨抨击。
但是，如果一场太阳风暴确实袭击了，它可以使地球上层大气层电离，并且燃料收音机和卫星停电。 Fang说，阻止地球与卫星连接的大风暴可以暂时擦除远程无线电和GPS系统，最多可用于地球一半。她补充说，这本身就是一个小的不便，但是如果漫长的停电与大灾难（例如地震或海啸相吻合），结果可能会造成灾难性的。
Fang说，强的太阳风暴还可以产生地面电流，从而损害金属基础设施，包括较旧的电网和铁路线。
Fang说，在太阳风暴期间，飞机乘客也可能会被较高的辐射水平所吸引，尽管目前尚不清楚剂量是否足够高以产生任何健康影响。但是，对于宇航员在船上的航天器中，这种辐射的尖峰将更加重要，例如国际空间站或即将到来的Artemis Mission到月球。结果，“未来的任务应考虑太阳循环，”她补充说。
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过去的研究还表明，地磁风暴可以破坏灰鲸的迁移以及其他依靠地球磁场线路导航的动物，例如海龟和一些鸟类，可能会带来灾难性的后果。
离子化的上层大气也变得更密集，这可能会为地球视线造成额外的阻力。这种额外的阻力可以将卫星彼此推入或将其迫使它们脱离轨道。例如，在2022年2月，40个SpaceX'Starlink卫星在地球大气中烧毁当他们在发射后的第二天，他们在一场地磁风暴中坠落到地球时。
Fang说，与过去的太阳能周期相比，卫星的数量呈指数增长。她补充说，大多数是由很少将太空天气置于卫星设计或启动时间表的商业公司经营的。
Fang说：“公司希望尽快推出卫星，以确保它们不会延迟火箭发射。” “有时候他们要成立一个小组并损失一半比根本没有发射更好。”她补充说，这一切都增加了重大碰撞或在太阳能最大值期间卫星的风险。
曾经是一个世纪的超级风暴的机会，例如1859年的卡灵顿活动Fang说，在太阳能最大值期间也略有增加。她补充说，虽然远距离拍摄，但这样的风暴可能会造成数万亿美元的损失，并主要影响日常生活。
Fang说，人类几乎无能为力，使自己免受直接的太阳风暴袭击，但我们可以通过改变卫星轨迹，接地飞机并确定脆弱的基础设施来为它们做准备。结果，需要更准确的太阳天气预测来帮助我们为最糟糕的情况做准备。
为什么预测错误？
如果这么多线索指向太阳能最大程度的强度比预期的要早，那么为什么科学家们看不到它来了？斯科特·麦金托什（Scott McIntosh）告诉《现场科学》（Live Science），问题的一部分是预测小组提出预测的方式。
在过去的30年中，NASA和NOAA的模型几乎没有改变，”麦金托什说。他补充说，这些模型使用了从过去的太阳周期（例如黑子数和周期长度）中的数据，但不能完全解释每个周期的个体进展。
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麦金托什说：“这有点像驴子上的尾巴上的大型游戏，”“驴”是即将推出的太阳能最大值，预测面板通过不使用所有可用的方法来蒙住自己的视线。
McIntosh及其同事提出了一种预测即将到来的太阳最大值的强度的替代方法：所谓的“太阳能终结者，“在太阳的磁场已经翻转后，它发生在每个太阳最小值的末端。
在太阳最小值期间，一个局部磁场围绕着太阳的赤道围绕太阳的磁场翻转留下。该局部磁场可防止太阳的主磁场变得更强壮并纠结，这意味着局部磁场本质上的作用像是防止太阳能活动增加的手动制动器。
但是突然没有警告，这个本地化的领域消失了，释放了制动器并使太阳能活动升起。这种急剧变化是团队称为太阳周期终止事件或终止者的原因。 （因为太阳能终止器发生在确切的太阳最小值结束时，因此在每个太阳能周期正式开始后发生。）
回顾了几个世纪的数据，该团队确定了14个太阳能终止器，这是太阳能最大值开始之前的。研究人员注意到，这些终结者的时机与随后的太阳峰的强度相关。 （数据的早期很少，因此团队无法在每个周期中识别太阳终止者。）
例如，太阳周期24开始时的终结器发生在预期的时间晚，这使太阳周期24期间的磁场生长较少，从而导致太阳能最大值较弱。但是在太阳周期开始时的终结者，这是发生在2021年12月13日，比预期的要早，研究人员认为太阳能最大值将比前一个最大。自2021年终结者以来，太阳能活动的增长速度一直超过预期。
麦金托什说，太阳周期25的进展方式表明，太阳能终止者可能是预测未来太阳能周期的最佳方法。 2022年7月，美国宇航局承认麦金托什（McIntosh）和同事所做的工作指出，太阳能活动似乎比预期的要快。
McIntosh预测，尽管如此，NASA尚未根据McIntosh的数据更新其2025年的预测，并且可能不会将终结者纳入未来的预测中。 “我认为他们只会坚持自己的模型。”
