太陽磁場的兩極正在消退。但請不要驚慌：這完全是我們的恆星正常 11 年活動週期的一部分。
在過去的幾年裡，太陽活動——以太陽表面的黑子數量來衡量——一直在增加，電磁輻射耀斑等太陽爆發和等離子體團噴射事件也在增加。太陽風暴帶來了令人驚歎的極光展示和偶爾的無線電中斷。地球人不太容易注意到的是：這種太陽活動也在侵蝕太陽出乎意料的流體磁場，結果是我們的恆星的磁極幾乎失去了電荷。科學家表示，隨著時間的推移，磁場將會反轉，然後隨著太陽活動減弱而逐漸增強。
“目前看來，太陽的極地磁場相當同步，”科羅拉多州博爾德市西南研究院的太陽科學家麗莎·厄普頓說。“它們正非常接近於零，所以它們變得非常非常弱，但我們還沒有完全達到反轉點。”
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極性反轉將標誌著一個過程的中點，這個過程始於 2019 年 12 月左右，當時太陽處於最平靜的狀態，幾乎看不到太陽黑子。在那個時候，恆星的磁場被排列成一個相對整潔的偶極子，一個極帶正電，另一個極帶負電。
但與地球磁場或條形磁鐵的磁場不同，太陽的磁性是斑駁的且高度流動的，即使在偶極子階段也是如此。“它不是均勻帶正電的，”斯坦福大學的太陽科學家託德·霍克塞瑪說。“它由許多小的磁通量區域組成，其中大部分是一個極性而不是另一個極性，這有點像動態的東西——它會變化。”
而且偶極子階段是短暫的。隨著太陽旋轉，看似有序的磁場會扭曲和加強。磁場也會上升到太陽表面，通常在相當低的緯度，在那裡它表現為太陽黑子。* 太陽黑子看起來是黑色的，因為增強的磁性阻礙了熱量向該區域的傳遞，產生了一個比太陽表面其餘部分發光較弱的較冷區域。
每個太陽黑子都成對出現；一個是磁性正極，另一個是負極。當太陽黑子衰退時，這些磁性對大部分（但並非全部）會消散，留下一些剩餘的磁通量，帶有一種或另一種電荷。這種剩餘的磁性通常與它出現的太陽半球的極性相反。而且，當物質在太陽周圍移動時，這些剩餘物質通常會遷移到該半球的極點，這通常會抵消掉那裡現有磁場的一小部分。
來自一對太陽黑子的剩餘磁通量本身並沒有太大的影響，但在太陽週期更活躍的時期，太陽在任何給定時刻都可能輕鬆超過 100 個太陽黑子。隨著所有這些太陽黑子的形成和消失，微小的剩餘電荷逐漸在兩極積累並抵消它們的極性。“你可以逐漸侵蝕那個極點的磁極性，”霍克塞瑪說。
話雖如此，這個過程可能會是顛簸的，這取決於太陽的活動以及科學家們尚無法預測的磁場方面。“這並不是以有序的方式發生的；它不是一個平滑的函式，”厄普頓在談到太陽不斷變化的磁性時說。
但就目前而言，經過幾年的太陽黑子活動幾乎消除了恆星的磁極，反轉即將到來。“太陽現在非常活躍，”國家太陽天文臺的太陽科學家桑傑·戈賽恩說。“如果這種情況繼續下去，我猜想在六個月左右，我們將看到極性完全翻轉。”
科學家們正急切地等待著看反轉過程如何展開。“這不是瞬間發生的事情，也不是在所有地方同時發生的，”霍克塞瑪說。例如，在上一個太陽週期中，太陽北半球的極性在 2012 年 6 月初開始反轉，然後在 2014 年底之前在中性點附近波動，儘管南半球在 2013 年年中平穩地過渡到相反的極性。今年，兩極似乎過渡得更均勻。“我不知道哪一個會先發生；這有點像賽馬，”霍克塞瑪說。
科學家表示，太陽磁極的反轉通常預示著太陽活動極大期即將到來，太陽黑子數量將開始減少。這符合之前的預測，即這個太陽週期將相對較弱，儘管可能比上一個太陽週期略強，上一個太陽週期在 2014 年 4 月達到頂峰。
“看起來極地磁場可能會在 2024 年反轉。看起來太陽活動極大期可能會在 2024 年到來，”厄普頓說。“所有這些都真的以非常標準、典型的方式排列起來。太陽在這個週期中的表現實際上相當不錯。”
在未來幾年，太陽黑子將繼續將其剩餘的磁性新增到太陽兩極正在增長的新電荷池中，從而加強新的磁場並重新建立 2019 年最後一次看到的偶極子狀態。這一次，偶極子狀態將出現在 2030 年代之交。在太陽活動極小期前後，科學家們還將著手預測下一個太陽週期可能發生的情況，下一個太陽週期預計將在 2030 年代中期達到頂峰。
但就目前而言，科學家們很樂意看到這次極性反轉如何展開。“看看它實際上會如何發展總是很有趣的，”霍克塞瑪說。“從來沒有兩次是相同的。”
*編者注（2023 年 10 月 23 日）：這句話在釋出後經過編輯，以更好地澄清磁場上升到太陽表面的位置的描述。