科學家們開發了一種預測技術,可以在太陽達到頂峰之前的七年內揭示太陽下一個活動週期的強度。
該方法重點關注新確定的太陽週期「閉合」階段內的太陽黑子數量。此時,太陽最強烈的太空天氣時期似乎突然結束了。研究人員已經使用這種方法對太陽週期 26 進行了初步估計。
初步估計第 26 輪比賽可能會比較溫和。據估計,它的太陽黑子數量為 100 到 120 個,這將使其與目前的太陽週期 25 相當甚至更弱。然而,研究人員在大約兩年內無法做出更準確的預測。從理論上講,更強和更弱的結果仍然是可能的。
研究結果將於本週在伯明罕皇家天文學會全國天文學會議上發表。
太陽的極端天氣突然停止了。
華威大學物理學教授兼聚變、太空和天文物理中心主任桑德拉·查普曼表示:“太陽不會淺睡。然後會再次醒來。”
但我們發現,最強烈的太空天氣會在每個太陽週期的某個時刻突然停止。透過指定這一點,我們發現了一種新方法來預測下一個太陽週期的活躍程度。 」
查普曼教授預計第 26 輪預測將在大約兩年內變得更加準確。當那個時間到來時,第 25 個太陽週期可能會達到一個新確定的「接近」點。這使得科學家能夠使用直接觀察值而不是外推來進行計算。
太陽的運作週期大約持續 11 年。在此期間,磁場將反轉其極性。同時,可見太陽黑子的數量先增加後減少。
太陽黑子是太陽表面高度活躍的磁性區域。它們可以產生強大的太陽耀斑和日冕物質拋射。它將能量和帶電粒子發送到太空這種太空天氣會擾亂地球上的衛星、通訊、導航系統和電網。
幾個世紀以來,天文學家一直在追蹤太陽黑子。但每個太陽週期的表現都不同。有些回合可能比其他回合更長或更短。而且週期的強度可能有很大不同。這些差異使得預測即將到來的周期的強度變得困難。
新的太陽鐘改進了預測
這項新技術建立在查普曼教授早期的「太陽鐘」的基礎上。這是一個將太陽的不規則週期置於標準時鐘之上的系統。這項工作表明,極端的太空天氣並沒有慢慢消失。當循環結束時 但它以明確定義的步驟結束。
查普曼教授和她的同事發現,這一階段可見的太陽黑子數量與下一個太陽週期的太陽黑子最大數量密切相關。
這種關係創造了一種新的方法來估計未來週期在達到高峰之前六到七年的強度。現有的預測方法通常提供的通知較少。這是因為科學家必須等到太陽達到太陽活動極小期。這是其周期中最安靜的部分。
該技術還指出了預計會產生負責下一個週期的磁場的特定時期。研究人員希望這段時期能幫助他們更了解太陽能發電機。這是創造和維持太陽磁場的過程。
查普曼教授說:“距離當前第25個太陽週期的結束點還有大約兩年的時間。目前我們需要估計那個點將在哪裡。但是當我們到達那個點時,我們可以僅利用觀測來更準確地預測第26個太陽週期。”
“這仍然給我們帶來了大約七年的警告,說明這個週期可能有多強烈。”
先前的預測正確率約為 25 次。
先前的方法表明,第 25 次太陽活動週期將比之前想像的更加活躍。近年來,日益激烈的活動創造了令人驚嘆的極光。
2024 年,隨著第 25 週期接近「太陽峰值」(即活動最活躍的時期),英國將經歷一系列歷史性的太陽風暴。最重要的事件發生在 5 月 10 日至 13 日期間。
太陽遠地點附近的一組巨大太陽黑子引發了20多年來影響地球的最強大的地磁風暴。這事件產生了遍布英國的明亮極光。南至德文郡和康沃爾郡都可以看到北極光。
2022年,查普曼教授獲得了英國皇家天文學會頒發的查普曼獎章。該獎項表彰了她對行星磁場行為的開創性研究。以及這些磁場如何造成太空天氣。
太陽風暴為何關閉?
當太陽黑子區域移動至緯度以下約 15 個太陽度時,也會出現新確定的關閉點。
在每個太陽週期中,太陽黑子會形成“蝴蝶圖案”,首先出現在高緯度地區,並隨著週期的進行逐漸靠近太陽赤道。
太陽有不同的自轉。這意味著不同的緯度以不同的速度旋轉。然而,在低緯度約15度處,轉速差異較小。這在太陽赤道周圍形成了一個共同的對流區域。 (「太陽噴射流」)
查普曼教授認為,最強的日冕物質拋射是由差異自旋驅動的。這是因為太陽的各個部分以不同的速度旋轉。它們扭曲新興的磁場並累積能量。當太陽黑子區域移動到赤道15度以內時,扭曲機制就會減弱。極端太空天氣的主要驅動因素將被消除。
為了驗證這個想法,查普曼教授檢查了 AA 指數(地球地磁活動)中 27 天的相關性(繞太陽的平均旋轉),並將其與記錄的太空天氣事件進行比較。
關閉點之後,地磁風暴強度減弱,並遵循 27 天的模式。這表明它們很可能是由同向旋轉的潮汐而不是日冕物質拋射產生的。









