太陽邁進(jìn)寧靜的第25個(gè)周期 如何提前預(yù)測(cè)太陽活動(dòng)？

據(jù)美國(guó)國(guó)家航空航天局(NASA)官網(wǎng)9月16日消息，美國(guó)國(guó)家海洋和大氣管理局(NOAA)和NASA科學(xué)家15日宣布，第25個(gè)太陽周期于2019年12月正式開始!從那時(shí)起，太陽活動(dòng)開始慢慢加劇，預(yù)計(jì)2025年7月達(dá)到峰值，然后回落，到2030年左右，本輪周期結(jié)束。

科學(xué)家預(yù)計(jì)，太陽在這個(gè)周期相當(dāng)平靜，將繼續(xù)活動(dòng)減少的長(zhǎng)期趨勢(shì)。盡管如此，鑒于太陽活動(dòng)會(huì)對(duì)地球上的設(shè)備、人類活動(dòng)以及宇航員的宇宙探索活動(dòng)產(chǎn)生深刻影響，因此，人們?nèi)匀徊荒艿粢暂p心，還需要密切關(guān)注。

太陽邁進(jìn)寧靜的第25個(gè)周期

美國(guó)太空網(wǎng)在報(bào)道中指出，由NASA和NOAA聯(lián)合組織的第25個(gè)太陽周期預(yù)測(cè)小組15日宣布，太陽極小期發(fā)生于2019年12月，標(biāo)志著一個(gè)新太陽周期的開始。研究人員表示，雖然這一消息似乎有點(diǎn)“姍姍來遲”，但這些事情只有在收集到足夠多的數(shù)據(jù)后才能真正予以證實(shí)并對(duì)外宣布。

太陽的周期就像時(shí)鐘一樣，有活動(dòng)增加和減少的時(shí)期。從一個(gè)所謂的太陽極小期到一個(gè)太陽極大期再到下一個(gè)太陽極小期，每一個(gè)太陽周期持續(xù)11年時(shí)間。第24個(gè)太陽周期從2008年持續(xù)到2019年。

據(jù)物理學(xué)家組織網(wǎng)報(bào)道，研究人員解釋稱，太陽活動(dòng)的漲落通過太陽黑子的數(shù)量和大小來計(jì)算。這些太陽表面的暗斑出現(xiàn)在相對(duì)較低溫度和較高磁性的區(qū)域，通常是諸如太陽耀斑或日冕物質(zhì)拋射等巨大爆炸的起源，這些爆炸會(huì)將光、能量和太陽物質(zhì)拋入太空。

為確定新太陽周期何時(shí)開始，預(yù)測(cè)小組查閱了位于比利時(shí)布魯塞爾的比利時(shí)皇家天文臺(tái)的世界太陽黑子指數(shù)和長(zhǎng)期太陽觀測(cè)數(shù)據(jù)中心關(guān)于太陽黑子的月度數(shù)據(jù)。

該中心主任、預(yù)測(cè)小組成員之一弗雷德里克·克萊特說：“我們?cè)敿?xì)記錄一些標(biāo)志著太陽新活動(dòng)周期開始和上升的黑子的詳細(xì)記錄，這些是未來巨型太陽耀斑的縮影。只有通過追蹤多月的總體趨勢(shì)，我們才能確定兩個(gè)周期之間的臨界點(diǎn)。我們的研究表明，這一臨界點(diǎn)位于2019年12月。”

該小組預(yù)測(cè)，在新一輪太陽活動(dòng)周期內(nèi)，太陽的活動(dòng)將與上一個(gè)活動(dòng)周期一樣平靜。自1980年代以來，太陽的活動(dòng)一直呈明顯的下降趨勢(shì)。德國(guó)馬克斯·普朗克太陽系統(tǒng)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(shí)間相比，在未來11年內(nèi)，太陽活動(dòng)減少的趨勢(shì)將持續(xù)下去。”

展望未來，該研究小組表示，太陽活動(dòng)將在2025年7月達(dá)到極大值，并在2030年左右回到極小值。

需時(shí)刻關(guān)注太陽活動(dòng)

研究人員表示，對(duì)宇航員、衛(wèi)星和其他航天器來說，太陽活動(dòng)的減少意味著未來的太空天氣會(huì)更友好，但并不能因此而掉以輕心。

NOAA太空天氣預(yù)測(cè)中心小組聯(lián)席主席兼太陽物理學(xué)家道格·比澤克表示：“這是一個(gè)低于平均水平的太陽活動(dòng)周期，但這并不意味著不存在極端空間天氣的風(fēng)險(xiǎn)，太陽對(duì)我們?nèi)粘Ｉ畹挠绊懻鎸?shí)存在。”

NASA物理學(xué)家利卡·古哈塔庫塔在當(dāng)天的新聞發(fā)布會(huì)上說：“在太陽活動(dòng)處于最小值期間，太陽的活動(dòng)也并未結(jié)束，只是形式改變了。例如，此時(shí)，星系宇宙射線在太空環(huán)境中處于前所未有的高度，這將對(duì)太空探索、太空旅游和航空業(yè)帶來各種影響。”

此外，太陽更安靜也對(duì)太空垃圾處理產(chǎn)生潛在影響。在太陽活動(dòng)更活躍期間，太空垃圾會(huì)被送入地球大氣層燒掉。比澤克說:“一個(gè)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(gè)相對(duì)安靜的太陽周期則做不到這一點(diǎn)。”

卡梅隆則表示：“在太陽活動(dòng)活躍階段，太陽粒子的猛烈噴發(fā)和輻射也會(huì)影響地球。在最壞的情況下，可能會(huì)損壞衛(wèi)星系統(tǒng)，危及宇航員的安全，因此我們需要時(shí)刻關(guān)注并能提前預(yù)測(cè)太陽的活動(dòng)。”

如何提前預(yù)測(cè)太陽活動(dòng)

那么，如何提前預(yù)測(cè)太陽的活動(dòng)呢?

對(duì)此，研究人員指出，一方面是準(zhǔn)確、持續(xù)觀察在太陽表面形成的局部磁性結(jié)構(gòu)(伴隨有太陽黑子)的數(shù)量和分布。諸如NASA的太陽動(dòng)力天文臺(tái)這樣的衛(wèi)星一直在做這方面的事情。另外，日震學(xué)是利用日震現(xiàn)象，研究太陽內(nèi)部結(jié)構(gòu)的科學(xué)，是太陽研究領(lǐng)域一個(gè)較年輕的子學(xué)科，它致力于讓太陽內(nèi)部的過程可視化，從而確定構(gòu)成太陽輸送帶的等離子流的確切速度。

此外，太陽會(huì)噴發(fā)出大量高能粒子——太陽風(fēng),它可以在太空中形成一個(gè)動(dòng)態(tài)輻射系統(tǒng)——空間天氣，為更好地預(yù)測(cè)空間天氣，研究人員一直未曾放慢腳步。

據(jù)美國(guó)太空網(wǎng)報(bào)道，NASA、NOAA、聯(lián)邦應(yīng)急管理局及其他聯(lián)邦機(jī)構(gòu)和部門共同制定了《國(guó)家空間天氣戰(zhàn)略和行動(dòng)計(jì)劃》，以加強(qiáng)對(duì)空間天氣的應(yīng)對(duì)和預(yù)備工作，保護(hù)國(guó)家免受空間天氣的危害。具體而言，NOAA提供空間天氣預(yù)報(bào)和衛(wèi)星，以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)空間天氣;NASA幫助提高對(duì)近地空間的理解，并最終提高預(yù)測(cè)模型的精度。

空間天氣預(yù)報(bào)對(duì)于參加美國(guó)“阿耳忒彌斯”計(jì)劃的航天器和宇航員來說至關(guān)重要。NASA計(jì)劃2024年將宇航員送往月球，也就是太陽活動(dòng)預(yù)計(jì)達(dá)到峰值的前一年，這意味著NASA需要獲得足夠多的關(guān)于太陽活動(dòng)的信息，以減輕宇航員暴露于空間輻射的危險(xiǎn)。

據(jù)悉，NOAA的空間天氣后續(xù)行動(dòng)L-1天文臺(tái)將于2024年發(fā)射，以幫助科學(xué)家們更好地預(yù)測(cè)空間天氣?？茖W(xué)家們也正在研究預(yù)測(cè)模型，以便他們有一天可以像氣象學(xué)家預(yù)測(cè)地球上的天氣一樣預(yù)測(cè)空間天氣。(記者劉霞)

關(guān)鍵詞： 太陽周期 太陽活動(dòng)