太陽(yáng)最大值比預(yù)期的要早到，我們不知道為什么

我們的太陽(yáng)是一個(gè)穩(wěn)定而永恒的伴侶。像時(shí)鐘一樣可靠，它在天空中的明顯通道使我們能夠測(cè)量時(shí)間。

太陽(yáng)及其路徑也是地球季節(jié)的來(lái)源。但在許多方面，我們的太陽(yáng)遠(yuǎn)非平靜和不變。

特寫(xiě)，太陽(yáng)顯示廣泛變化和活動(dòng).明亮的爆炸稱為耀斑經(jīng)常引起巨大的輻射爆發(fā)。較暗、較冷的區(qū)域稱為太陽(yáng)黑子出現(xiàn)，移動(dòng)，改變形狀并消失。太陽(yáng)還會(huì)以強(qiáng)大的噴發(fā)向太空釋放物質(zhì)，稱為太陽(yáng)粒子事件.

這種太陽(yáng)活動(dòng)隨時(shí)間而變化。它每11年達(dá)到峰值 - 下一個(gè)高點(diǎn)是2025年7月預(yù)測(cè).

但現(xiàn)在看來(lái)，這個(gè)“太陽(yáng)最大值”將比預(yù)期更早到來(lái)。這一發(fā)現(xiàn)可以讓我們更好地了解我們的主星。

太陽(yáng)活動(dòng)也會(huì)影響地球和我們依賴的技術(shù)。太陽(yáng)粒子事件會(huì)使衛(wèi)星癱瘓并破壞電網(wǎng)。影響我們星球的太陽(yáng)活動(dòng)通常被稱為“太空天氣”。

時(shí)機(jī)很重要

為了確保我們能夠做出預(yù)測(cè)和準(zhǔn)備，我們需要一套好的規(guī)則——一個(gè)科學(xué)模型。美國(guó)宇航局和美國(guó)國(guó)家海洋和大氣管理局多年來(lái)一直在創(chuàng)造這些。

他們合并了各種方法預(yù)測(cè)太陽(yáng)活動(dòng).這種方法已經(jīng)產(chǎn)生了下一個(gè)太陽(yáng)最大值（峰值）的日期，即2025年7月左右。預(yù)計(jì)這個(gè)峰值也相對(duì)較弱，就像上一個(gè)太陽(yáng)周期的最大值一樣。這種情況從2008年12月持續(xù)到2019年12月，在2014年4月達(dá)到頂峰。

但是，一個(gè)替代預(yù)測(cè)由美國(guó)宇航局科學(xué)家羅伯特·利蒙和美國(guó)國(guó)家大氣研究中心（NCAR）副主任斯科特·麥金托什領(lǐng)導(dǎo)的團(tuán)隊(duì)發(fā)表。他們說(shuō)，周期的峰值將提前一年在2024年中下旬出現(xiàn)，太陽(yáng)黑子數(shù)量將是官方預(yù)測(cè)的兩倍 - 這是活動(dòng)的標(biāo)志。對(duì)太陽(yáng)的觀測(cè)目前支持這一替代預(yù)測(cè)。

有趣的是，許多預(yù)測(cè)方法依賴于通過(guò)太陽(yáng)活動(dòng)的最?。ㄗ畹忘c(diǎn)）測(cè)量的周期長(zhǎng)度進(jìn)行計(jì)時(shí)。但Leamon和McIntosh更深入地研究了實(shí)際的太陽(yáng)黑子及其磁性。

當(dāng)太陽(yáng)周期結(jié)束時(shí)，它不是瞬間的。這是一個(gè)溫和的過(guò)渡，更少的太陽(yáng)黑子出現(xiàn)與舊周期相關(guān)的磁性，更多的太陽(yáng)黑子出現(xiàn)與新周期相關(guān)的屬性。

目前的預(yù)測(cè)使用終結(jié)者 - 舊周期的最后一個(gè)太陽(yáng)黑子褪色的時(shí)間 - 來(lái)指示太陽(yáng)周期的結(jié)束。這可能會(huì)導(dǎo)致周期長(zhǎng)度的不同時(shí)序。例如，最后最低要求是 2019 年 12 月但終結(jié)者實(shí)際上發(fā)生在 2021 年 12 月。然后，研究小組能夠通過(guò)觀察前一個(gè)周期的持續(xù)時(shí)間來(lái)預(yù)測(cè)即將到來(lái)的周期有多強(qiáng)。

在火線上

但是，隨著周期很快達(dá)到峰值，更高的太陽(yáng)活動(dòng)對(duì)我們意味著什么？

當(dāng)太陽(yáng)以耀斑和其他將物質(zhì)噴射到太空的事件的形式釋放出大量能量時(shí)，有些人有可能撞到地球如果我們?cè)诨鹁€上。幸運(yùn)的是，地球有自己的磁屏蔽可以保護(hù)我們。

當(dāng)來(lái)自太陽(yáng)的粒子和磁場(chǎng)到達(dá)我們時(shí)，它們首先與地球自身的磁場(chǎng)相互作用，導(dǎo)致它受到?jīng)_擊和擠壓。它還迫使太陽(yáng)粒子以地球磁場(chǎng)決定的方式移動(dòng)。這在一定程度上困住了它們，阻止它們撞擊地球表面。

盡管地球的磁“屏蔽”給了我們一定程度的保護(hù)，但太陽(yáng)活動(dòng)仍然影響著我們。這方面的例子是北極光（或南光）.當(dāng)太陽(yáng)粒子到達(dá)高層大氣并在那里“激發(fā)”原子時(shí)，就會(huì)發(fā)生這種情況，導(dǎo)致它們移動(dòng)到高能狀態(tài)。當(dāng)原子松弛時(shí)，它們會(huì)發(fā)出不同顏色的光 - 例如紅色，綠色和藍(lán)色。理想情況下，這種令人驚嘆的顯示器可以靠近我們星球的磁極觀看。

太陽(yáng)活動(dòng)會(huì)導(dǎo)致電網(wǎng)中使用的長(zhǎng)輸電線路出現(xiàn)電涌。一個(gè)例子是1989年加拿大魁北克停電.

其他影響包括高大氣中顆粒密度的變化。這可能會(huì)導(dǎo)致使用 GPS 的設(shè)備上出現(xiàn)小錯(cuò)誤。它還可能導(dǎo)致我們的外層大氣輕微加熱，使其進(jìn)一步延伸到太空。這增加了低地球軌道衛(wèi)星的大氣厚度。

這可能會(huì)導(dǎo)致它們失去高度，有時(shí)甚至燃燒殆盡。一個(gè)這樣的事件影響一批新的星鏈衛(wèi)星由SpaceX于2022年2月發(fā)射。這一事件發(fā)生在太陽(yáng)顯示我們目前經(jīng)歷的大約一半的活動(dòng)時(shí)。

當(dāng)太陽(yáng)活動(dòng)變得更強(qiáng)時(shí)，更有可能太陽(yáng)風(fēng)暴可能會(huì)襲擊我們，導(dǎo)致衛(wèi)星電氣問(wèn)題。這些航天器可能需要進(jìn)入所謂的“安全模式”，其中許多系統(tǒng)被關(guān)閉。這使他們能夠坐在風(fēng)暴之外。

我們的社會(huì)不斷發(fā)展，使我們更加依賴電力基礎(chǔ)設(shè)施。我們還在將我們的技術(shù)擴(kuò)展到太空——如果我們不監(jiān)測(cè)太空天氣及其來(lái)源太陽(yáng)，這項(xiàng)技術(shù)是脆弱的。如果我們知道會(huì)發(fā)生什么，我們就可以做好準(zhǔn)備。電網(wǎng)被設(shè)計(jì)成不易發(fā)生電涌，衛(wèi)星被設(shè)計(jì)成更好地度過(guò)太空天氣。

但我們需要更深入地了解我們的恒星。專家已經(jīng)保持過(guò)去觀察的詳細(xì)日志并不斷擴(kuò)展他們的方式使用衛(wèi)星觀測(cè)太陽(yáng)和太空天氣.我們還在改進(jìn)科學(xué)模型，使我們能夠預(yù)測(cè)太陽(yáng)活動(dòng)。這個(gè)當(dāng)前令人驚訝的太陽(yáng)周期將增強(qiáng)我們做到這一點(diǎn)的能力。

丹尼爾·布朗，天文學(xué)講師，諾丁漢特倫特大學(xué)

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