別慌,這只是太陽磁場反轉!

地球和所有其他主要行星周圍無形的磁場和粒子輻射的巨大繭層,隨時都將經歷極性變化

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來自活躍太陽區域的磁場線繪製在太陽的紫外線影像上(SDO/NASA,K. Schrijver & A. Title,洛克希德·馬丁公司)

 


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地球和所有其他主要行星周圍無形的磁場和粒子輻射的巨大繭層,隨時都將經歷極性變化。

更具體地說,太陽的極地磁場——即它的磁北極和磁南極——將要反轉。這種翻轉發生在太陽活動極大期,即太陽黑子、耀斑和物質拋射最強烈的時期,這種時期非常有規律地每11年發生一次。但從我們的角度來看,這並不是很快,彎彎曲曲的磁場線可能需要長達18個月才能完成它們的雙人舞,同時極性相反的太陽黑子磁場在太陽光球層上遷移,並在南北兩極積聚。隨著這種情況的發生,太陽的全球極地磁場下降到零,然後在相反的方向重建。

 

太陽磁場強度隨時間變化(刻度線為3年間隔)。每十一年,它都會降至零,然後再次增長,極性翻轉(威爾科克斯太陽天文臺)。

 

幾個月前就看到了明顯的跡象,太陽北極已經改變了符號(你可以將磁場線想象成“凹”和“凸”),但南極尚未改變。現在是反轉開始最後階段的成熟時機。

 

日球電流片形狀的示意圖——延伸至木星軌道(它延伸得更遠)(NASA)。

 

從地球的角度來看,最明顯的影響將來自一個名為“日球電流片”的非凡結構的活動。這是旋轉的赤道太陽大氣層本身的波浪狀延伸,是由帶電粒子組成,厚約10,000公里,寬達數十億公里的範圍。它的形狀由太陽的自轉驅動,有些人將其比作芭蕾舞女演員的裙子。實際上在電流片任何單一部分中流動的電流,由太陽磁場感應產生,非常微弱,每平方米只有十億分之一安培——但它在數十億公里的範圍內累積起來就很可觀了。

整個日球層,即太陽圍繞自身膨脹的巨大太陽粒子輻射和磁場氣泡,一直延伸到與星際介質的介面(旅行者2號最近已穿過那裡),在某種意義上都錨定在這個電流片上。

因此,太陽磁極性變化在整個太陽系中傳播並不奇怪。具體來說,它會在電流片中引起額外的波浪狀,行星——如地球——會一次又一次地穿過這些波紋。這些過渡可能會產生空間天氣,即帶電粒子與我們行星自身的磁場和高層大氣之間的衝突。極光是最明顯的表現,但感應地磁電流也可能對我們人類的活動造成嚴重破壞,就像太陽耀斑或日冕物質拋射沖刷我們時一樣。

然而,無需驚慌。一方面,日球電荷片的波紋或褶皺增加實際上可能會遮蔽我們免受更多滲透銀河系的宇宙射線的侵襲。在地球表面,我們已經得到了很好的保護,免受這些高能粒子的侵害,但我們的衛星很容易受到損壞,因此一點額外的保護可能會降低輻射損壞和故障的發生率。就太陽本身而言,這次太陽活動極大期是過去一個世紀以來最不活躍的一次,進一步降低了由一點點“老”磁極反轉帶來的任何風險。

所有這些都不應減損我們最近的恆星的壯麗景象。它令人敬畏的美麗是值得一看的。

 

找到地球——以近似比例顯示(如果我們位於光球層之外)——對比2012年8月日冕物質拋射事件,由NASA的太陽動力學天文臺拍攝(NASA)。

 

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