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21世纪以来通过高分辨率的观测表明,太阳磁场有很复杂的精细结构。就活动区来说,在同一个黑子范围内各处磁场强度往往相差悬殊;并且在一个就整体说来是某一极性(例如N极)的黑子里,常含有另一极性(S极)的小磁结点因此,严格说来,单极黑子并不存在。在横向磁场图上,不仅各处强度不同,方位角也不一样。在黑子半影中,较亮条纹与它们之间的较暗区域的磁场也有明显的差异。在活动区中,磁结点的直径约为1,000公里,磁场强度为1,000~2,000高斯。黑子磁场的自然衰减时间是很长的,
在日面宁静区,过去认为只有微弱的磁场,其强度约为1~10高斯。可是新的观测表明,宁静区的磁场的强度同样是很不均匀的,也含有许多磁结点。它们在日面上所占面积很小,却含有日面宁静区绝大部分的磁通量。具体说来,宁静区磁结点的范围还不到200公里,而它们含的磁通量竟占整个宁静区的90%左右。由于磁通量集中,磁结点的磁场强度可达上千高斯,远远超过宁静区大范围的平均磁场强度。 在磁场“冻结”的情况下,太阳风的粒子带着磁力线跑,于是太阳磁场便弥漫于整个太阳系空间。因为太阳在自转太阳风所携带的磁力线就不是直线,而是螺旋线。此外,日面上有整体磁场,相邻磁区的极性是相反的。这些因素同时起作用,形成行星际磁场的扇形结构。它和太阳整体磁场密切相关,它e79fa5e98193e58685e5aeb9336们的极性几乎完全一致。太阳整体磁场的极性一旦转换,行星际磁场的极性立即跟着转换,
随着太阳磁场向外扩张,它的强度也就越来越弱。在地球外围空间,磁场强度还不到万分之一高斯。然而由于行星际空间的气体极为稀薄,这样弱的磁场也能对物质运动产生支配作用。在太阳风的作用下,地磁场被压缩在地球磁层的范围内,不能向外延伸。 哈赖韦和赖特迈尔认为,更快的经向气流导致太阳极地产生更微弱的磁场,从而伸展太阳迟钝活动周期。
哈赖韦称,经向气流影响磁场变化可显著地抑制太阳表面磁性物质循环,更快的经向气流将导致太阳极地磁场无法变得强烈, 据天文台测量表明,跨越整个太阳系的太阳磁场区,这几个月来正在发生着翻转
“纵观整个太阳系,这一变化会产生连锁反应。”一位太阳物理学家说道
随着内部发电机进行自身改组,在每11年的太阳周期的高峰期,太阳磁场区大概就会产生两极对立。下一次倒转将标志着第24太阳周期的正中央,这也仅是自1976年首次开始追踪后的第四次被发现。
“在磁场区颠倒期间,太阳两极的磁场区将会消失,磁力减为零,并且再次与对立极性相融合”一位太阳物理学家解释道,
科学家们现在已经观察到倒转开始发生的一些标志了:太阳北极已经开始转变,南极正加快速度追赶,这意味着至少到现在为止,太阳有效地拥有了两个南极。之后不到四个月的时间,太阳磁场区将会发生彻底改变
磁场区倒转意味着什么?
因为太阳磁场影响(我们称之为太阳圈,一直可延伸到冥王星)的统治地位,所以太阳磁场区的倒转将会对整个太阳系产生一系列后果。在颠倒的太阳磁场区中,扮演着中心角色的是“电流薄板”---太阳赤道伸出的一个不规则的表面,太阳缓慢辐状的磁场区在此引起电流。
这种电流自身很小,但是数量很多,整个太阳圈都被它包围着。在磁场倒退期间,电流薄板变得波动起伏科学家将这种波动比作棒球上的缝合痕迹。
电流薄板的作用是阻挡宇宙射线,防止它们穿透太阳系的内部。一个波动的起皱的电流薄板似乎能够创造一个更好的盾牌来阻挡这些能量粒子。
地球磁场正反颠倒的时代到来
太阳并不是太阳系唯一会发生磁场颠倒的奇葩地球同样也会,并且在过去的十亿年里已经发生了好多次
这并不令人惊讶,科学家说到,因为无论是太阳还是地球,它们的磁场区都被认为是由涉及旋转和对流导热液体的发电机产生的。然而,它们的差异在于地球磁场颠倒的频率远小于太阳,平均20万年至30万年才发生一次科学家们预测,在未来的1000年里,地球磁场可能会在某一天发生倒转, 天气将不再那么炎热,很有可能重现300年前地球寒冷期的天气情况
当太阳出现这两种情况后,地球气温是否会出现明显下降。如果下降之后,我们所担忧的地球温暖化是否会由此而减缓。更重要的是迄今为止一致认为地球温暖化并不是因为温室排放气体所引起的科学家对这一问题更为关注, 位于太阳表面之下的磁场将更深地影响太阳黑子磁场的形成,太阳黑子磁场活动加剧是暗示新一个太阳活动周期开始的信号。微弱的极地磁场将需要更多的时间到达产生太阳黑子的强度,从而延缓了太阳活动周期此外更微弱的极地磁场在随后的太阳周期中将产生更少的活动性,
哈赖韦说:“经向气流对于下一个周期的极地磁场具有重要作用,暗示着未来的观测有助于我们预测未来的太阳活动周期。”
希勒称,需要附加说明的是物理学家对于太阳活动周期和太阳表面之下磁场变换的理解并不完全。
美国宇航局戈达德太空飞行中心的纳彻穆特霍克-高帕尔斯沃米(Natchimuthuk Gopalswamy)强调称,这项引起科学家兴趣的研究将有助于区别不同类型的太阳磁学。
N据新华社电
美国宇航局21日发布一批“太阳-B”观测卫星拍下的高质量太阳图片,并称这些“前所未见”的太阳观测图像显示太阳磁场比人类此前知道的要狂暴得多、动态得多。
美宇航局科学项目董事会太阳物理学分部主任迪克·费希尔说,这些高质量的太阳观测图片,将从一定程度上“改写教科书”,开辟一个太阳活动研究的“新时代”,进一步帮助人类理解太阳活动是如何影响地球、空间轨道卫星以及整个太阳系的。
图为美国宇航局2007年3月21日发布的由“太阳-B”观测卫星拍摄的太阳图片,显示太阳黑子垂直上方磁场向外扩散的情形。