歲月靜好 但第25個太陽周期已開始

2020年09月21日14:21  來源:科技日報
 

據美國國家航空航天局(NASA)官網9月16日消息,美國國家海洋和大氣管理局(NOAA)和NASA科學家15日宣布,第25個太陽周期於2019年12月正式開始!從那時起,太陽活動開始慢慢加劇,預計2025年7月達到峰值,然后回落,到2030年左右,本輪周期結束。

科學家預計,太陽在這個周期相當平靜,將繼續活動減少的長期趨勢。盡管如此,鑒於太陽活動會對地球上的設備、人類活動以及宇航員的宇宙探索活動產生深刻影響,因此,人們仍然不能掉以輕心,還需要密切關注。

太陽邁進寧靜的第25個周期

美國太空網在報道中指出,由NASA和NOAA聯合組織的第25個太陽周期預測小組15日宣布,太陽極小期發生於2019年12月,標志著一個新太陽周期的開始。研究人員表示,雖然這一消息似乎有點“姍姍來遲”,但這些事情隻有在收集到足夠多的數據后才能真正予以証實並對外宣布。

太陽的周期就像時鐘一樣,有活動增加和減少的時期。從一個所謂的太陽極小期到一個太陽極大期再到下一個太陽極小期,每一個太陽周期持續11年時間。第24個太陽周期從2008年持續到2019年。

據物理學家組織網報道,研究人員解釋稱,太陽活動的漲落通過太陽黑子的數量和大小來計算。這些太陽表面的暗斑出現在相對較低溫度和較高磁性的區域,通常是諸如太陽耀斑或日冕物質拋射等巨大爆炸的起源,這些爆炸會將光、能量和太陽物質拋入太空。

為確定新太陽周期何時開始,預測小組查閱了位於比利時布魯塞爾的比利時皇家天文台的世界太陽黑子指數和長期太陽觀測數據中心關於太陽黑子的月度數據。

該中心主任、預測小組成員之一弗雷德裡克·克萊特說:“我們詳細記錄一些標志著太陽新活動周期開始和上升的黑子的詳細記錄,這些是未來巨型太陽耀斑的縮影。隻有通過追蹤多月的總體趨勢,我們才能確定兩個周期之間的臨界點。我們的研究表明,這一臨界點位於2019年12月。”

該小組預測,在新一輪太陽活動周期內,太陽的活動將與上一個活動周期一樣平靜。自1980年代以來,太陽的活動一直呈明顯的下降趨勢。德國馬克斯·普朗克太陽系統研究所的羅伯特·卡梅隆說:“看起來,與過去50年間的大部分時間相比,在未來11年內,太陽活動減少的趨勢將持續下去。”

展望未來,該研究小組表示,太陽活動將在2025年7月達到極大值,並在2030年左右回到極小值。

需時刻關注太陽活動

研究人員表示,對宇航員、衛星和其他航天器來說,太陽活動的減少意味著未來的太空天氣會更友好,但並不能因此而掉以輕心。

NOAA太空天氣預測中心小組聯席主席兼太陽物理學家道格·比澤克表示:“這是一個低於平均水平的太陽活動周期,但這並不意味著不存在極端空間天氣的風險,太陽對我們日常生活的影響真實存在。”

NASA物理學家利卡·古哈塔庫塔在當天的新聞發布會上說:“在太陽活動處於最小值期間,太陽的活動也並未結束,只是形式改變了。例如,此時,星系宇宙射線在太空環境中處於前所未有的高度,這將對太空探索、太空旅游和航空業帶來各種影響。”

此外,太陽更安靜也對太空垃圾處理產生潛在影響。在太陽活動更活躍期間,太空垃圾會被送入地球大氣層燒掉。比澤克說:“一個活躍的太陽周期意味著我們可以處理大量太空碎片﹔而一個相對安靜的太陽周期則做不到這一點。”

卡梅隆則表示:“在太陽活動活躍階段,太陽粒子的猛烈噴發和輻射也會影響地球。在最壞的情況下,可能會損壞衛星系統,危及宇航員的安全,因此我們需要時刻關注並能提前預測太陽的活動。”

如何提前預測太陽活動

那麼,如何提前預測太陽的活動呢?

對此,研究人員指出,一方面是准確、持續觀察在太陽表面形成的局部磁性結構(伴隨有太陽黑子)的數量和分布。諸如NASA的太陽動力天文台這樣的衛星一直在做這方面的事情。另外,日震學是利用日震現象,研究太陽內部結構的科學,是太陽研究領域一個較年輕的子學科,它致力於讓太陽內部的過程可視化,從而確定構成太陽輸送帶的等離子流的確切速度。

此外,太陽會噴發出大量高能粒子——太陽風,它可以在太空中形成一個動態輻射系統——空間天氣,為更好地預測空間天氣,研究人員一直未曾放慢腳步。

據美國太空網報道,NASA、NOAA、聯邦應急管理局及其他聯邦機構和部門共同制定了《國家空間天氣戰略和行動計劃》,以加強對空間天氣的應對和預備工作,保護國家免受空間天氣的危害。具體而言,NOAA提供空間天氣預報和衛星,以實時監測空間天氣﹔NASA幫助提高對近地空間的理解,並最終提高預測模型的精度。

空間天氣預報對於參加美國“阿耳忒彌斯”計劃的航天器和宇航員來說至關重要。NASA計劃2024年將宇航員送往月球,也就是太陽活動預計達到峰值的前一年,這意味著NASA需要獲得足夠多的關於太陽活動的信息,以減輕宇航員暴露於空間輻射的危險。

據悉,NOAA的空間天氣后續行動L-1天文台將於2024年發射,以幫助科學家們更好地預測空間天氣。科學家們也正在研究預測模型,以便他們有一天可以像氣象學家預測地球上的天氣一樣預測空間天氣。

(責編:羅彬月、陳康清)

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