重生的太阳

重生的太阳
多尼·菲利浦斯 著祖颖译

   各项证据不断倾向于这样一个结论：某些太阳活动周期存在有双峰值现象。当前正持续的太阳活动极大期本身可能就是，而且第二个峰值已经来临。

    2002年1月18日，每11年一次的太阳活动异常亢奋，接近疯狂：根据每日观测，耀斑频繁爆发，日冕物质抛射（CME）也乐此不彼，近十亿吨的大量磁化气团从太阳飞出并冲击着大量行星；甚至连太阳令人敬畏的磁场——与太阳系自身相当大小，也变得动荡颠乱。

    这种骚乱而又狂暴的时期就被称为太阳极大期。

            黑子数在2000年中期达最大，随后2001年末又达到一个峰值。

    最近一次的太阳极大期（还正在持续）在2000年中期就达到了顶点，黑子数比十年来任一个时候都要高，太阳活动十分剧烈。2000年7月14日的一次惊人的喷发，在远在得克萨斯的南方激发了耀眼的极光，致使当地电力供应不足，一部分卫星暂时瘫痪。这次喷发被称为“巴士底日事件”，因为7月14日恰逢法国国庆日——巴士底日。从那之后，黑子统计数缓慢下降，太阳相对平静了一段时间，太阳极大期似乎已是强弩之末，大势已去。

    然而现在，刚跨入2002年，它又回来了。太阳上再次雨点般地撒满了黑子，喷发也司空见惯。大卫·哈达威，一位在NASA马修飞行中心工作的太阳物理学家，说：“现在的太阳活动周期中存在又两个峰值。”如他所言，第二个峰值已经来临。

    科学家们通过统计黑子数来研究太阳活动周期，黑子是因为温度相对较低而显“黑”的局部区域，由剧烈的磁拱刺穿恒星可见表面形成，经常成群出现，和行星差不多大小。哈达威既是一位黑子数预报方面的专家。“2000年黑子合计数高峰值比我们预想早几个月来到。”他回忆说，“随后开始向太阳极小期的下降似乎又显得过早。”当时的确如此，但黑子合计数却扭转下降趋势，又开始爬向另一个高峰，而且这个峰值只比上一个稍小几个百分点。11年前的太阳极大期也发生了类似的情况：前一个峰值在1989年中期达到，之后第二个稍小的峰值在1991年前期出现。实际上，如果当前持续的活动期被证实的确存在双峰值，它将会成为连续第三次相似的双峰值周期。

         1975—1995年的国际黑子合计数显示最后两个周期都有双峰值

    在太阳极大期里，太阳表面上，特别是黑子附近区域的磁场会变得异常紊乱，纠缠不清。交织在一起得磁场像许多绷紧的橡皮筋一样被拉直，可能很快恢复过来并且爆裂，为耀斑和日冕物质抛射提供了最强大直接的能量。除了太阳黑子，太阳射电爆发也是这些复杂磁场的最明显标志，它来源于磁拱中充斥的高温气体。哈达威指出：“当前射电图景下的太阳比2000年时还要明亮。”从射电的规模来比较这两次峰值，第二个更为剧烈。他又指出，认为太阳活动像一条完美而标准的正弦曲线以11年为周期循环变更只是一种普遍的错觉，实际上的太阳活动时混沌、参差不齐的，不是只存在一段固定单调的时期。

    以“对地太阳爆发”为例，它趋向于每27天发生一次，刚好是黑子绕太阳自转一次所需要的时间；耀斑也恰有一个155天的周期，原因尚未弄清；另外，我们这次太阳极大期中双峰值之间间隔了大约18个月。

    狂暴的近乎歇斯底里的太阳自己正是一切轮回变化的终极源头。对流层是离太阳中心第三远的一个层面，在核反应区和辐射区之外，对流层就像是一锅在火炉上沸腾不止的热水，一个个有加里福里亚州般大小的气泡从层底上升200000km直到太阳表面，而后翻转，突然爆开，向行星际空间释放出大量热（热能来自于核反应区），对流层之下的层面为辐射区，在这块平静的区域里，光子（并非整体运动）向外界传递着太阳的能量。哈达威认为，太阳磁场是由于两个层面间强电流的通过而产生的。

艺术家概念里的太阳内部：沸腾的对流区、界面层—太阳磁场产生地和相对平静的辐射区

磁场是由变化的电流产生的，电流既运动的电荷。太阳自身是一个引导电荷的流体，其中的原子因为高温而大部分被电离，原子核从电子中脱离，于是，因电离而带电的气体在邻近层面间相对移动，形成电流并最终孕生了磁场。“太阳自转速度在对流—辐射区边界处会突然改变，”哈达威说，“速度的突变恰好驱动了所谓的太阳磁发电机(Solar magnetic dynamo)。”

                       伪色图表明太阳内部气体运动的速度不同

    去年，科学家们利用日震学的技术理论来探索太阳的内部状况，就像地震波能表现出我们地球的内部结构一样，日震学研究显示，对流区基部的气流每加速和减慢的周期约为16个月。

    “正好能够与最近一次太阳极大期中双峰值间隔时间相吻合，”哈达威指出，“可能两者有联系，这很难能够确定。”他在这一点的阐述十分谨慎，的确，因为恒星磁发电机的内部具体运作机理仍然是个迷，许多未知无法断言。日震学用于研究靠近光球层的太阳结构，还是一项年轻的、尚待发展的领域，我们需要更多时间去完全理解我们的恒星内部韵律如何影响了其活动周期的节奏。

    无论如何，太阳身浴烈火而涅磐重生，对无数天空观测者来说永远是受欢迎的消息。太阳爆发的扳机一经扣动，我们行星上就会诞生最最壮美的奇观——北极光，如果太阳的疯狂表现继续下去，天空就会激情地点亮，弧光闪烁不定，一天一天重复着美妙地图景！