太阳磁极在反转 极光将会更频繁

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　　以时间为横坐标、日面纬度为纵坐标绘出的形如蝴蝶的太阳黑子群分布图（资料图片）

　　远在外太空的太阳，正在进行一场对于地球人来说难以想象的巨大转变——它又开始玩“倒转”了。大约11年一次的太阳两极磁场反转，可能会在近期完成。不过不要过分担心，太阳“倒转”对我们地面上的人的负面影响是有限的，我们还可以趁机在地球两极观测到更多更美的极光。记者特邀南京大学天文与空间科学学院从事太阳物理领域研究的陈鹏飞教授，带我们领略这一有趣的天文现象。

　　太阳两极磁场正在颠倒

　　美国宇航局的科学家宣布，太阳最近可能会完成“倒转”动作，两极磁场发生彻底反转，这一过程已经开始，但具体在哪一天完成，科学家们也无从知晓。

　　太阳大约每11年发生一次两极磁场反转。斯坦福大学的天文学教授托德·胡可斯玛接受《每日电讯报》记者采访时指出，每次太阳磁极倒转时，所形成的“涟漪效应”不但波及太阳表面，甚至会影响整个太阳系。

　　有研究指出，太阳磁场倒转也会对地球的气候和云量产生影响。不过，反转过程总是发生在太阳黑子数最多的年份附近，黑子伴随着强磁场，强磁场延伸到地球附近，会为地球形成更强大的保护屏障，遮挡部分来自宇宙的射线。这对于在外太空饱受宇宙射线辐射之苦的宇航员以及在地球外运行的航天器，可能会是个好消息。

　　太阳正出现罕见的两个“南极”

　　陈鹏飞教授告诉记者，太阳两极磁场反转有比较稳定的准周期规律。跟太阳黑子活动周期相似，基本上稳定在每隔11年发生一次。但也有一些随机因素，会让这个时间间隔有一些变化。

　　“有时会缩短到9年一次，有时也会延长到14年一次。”他说。

　　那么，太阳的磁场为什么会发生反转？这个反转的过程又是怎么样进行的呢？

　　陈鹏飞以这次的反转为例，解释了这个有趣的过程。“2009年是太阳黑子数极小年，从这一年年初开始，太阳就进入了新一轮的活动周期。那时，太阳的北极区磁场为‘负’（即进入太阳表面）。自2009年开始，研究人员观测到，在纬度30度附近，越来越多的黑子成对从太阳内部冒出来，两个黑子的极性正好相反。由于太阳自转的原因，黑子并不在一个纬度上，而是右边的黑子更接近赤道，左边的黑子更接近极区（著名的‘黑子蝴蝶图’就是这样得来的）。以北半球为例，大多数靠近北极区的黑子磁场为正极（即从太阳表面出来）。由于太阳表面的对流运动以及从低纬度到高纬度的子午环流的影响，正极黑子的磁场逐渐扩散到北极区，从而逐渐抵消了太阳北极区原本的负极状态，从今年初开始，太阳北极的磁极开始由负极变成正极。自2009年开始，太阳南半球的黑子和南极区的磁极正好和北半球相反，也同样在经历反转过程。但两个半球是不同步的。南极区的磁场似乎要等到2014年初才能完全反转。这就导致目前太阳上南北极区的磁场都是正的（或称N极，即从太阳表面出来），跟地球很不一样。”

　　上世纪初，美国著名的天文学家乔治·海尔发现了黑子的磁场变换规律，被称为太阳活动的“海尔定律”：在同一个11年太阳活动周期内，太阳同一个半球中（南半球或北半球），几乎所有黑子对的磁场极性分布都相同，即都是同一种极性的黑子在前，另外一种极性的黑子在后，而太阳南北两个半球前导、后随黑子的磁场极性分布正好相反。而且当下一个11年活动周期来临后，太阳南北两个半球的双极黑子对的磁场极性会发生对换。

　　因此，按照这个黑子磁场变换规律，太阳黑子变化一个完整的周期需要大约22年。