據歐洲新聞社3月4日報道,英國伯明翰大學和美國耶魯大學的科學家分析了超過40年的天文數據,發現太陽內部結構從一個太陽活動周期極小期到下一個周期會發生微妙變化。他們將研究成果發表在英國《皇家天文學會月刊》上,并揭示了即使是太陽磁活動的微小差異也會在太陽內部產生可探測的變化。
太陽大約每11年經歷一個磁活動周期,在“太陽活動極小期”期間最為平靜:黑子較少,磁場較弱,表面也更為均勻。
天體物理學家利用遍布全球的六臺望遠鏡組成的“伯明翰太陽振蕩網絡”(BiSON)的觀測數據,分析了太陽在第21至25太陽周期中的四個最平靜時期內部發生的情況。
研究人員分析了太陽內部的微小振動(由被困住的聲波形成,使太陽溫和振蕩),以推斷其表面下發生的變化。這是首個通過太陽振蕩(即日震學)比較四個連續太陽活動極小期的研究。
他們尋找氦發生二次電離時產生的聲波中的獨特“間斷”、聲速的變化,并將觀測結果與內部條件略有改變的太陽模型預測進行了比較。
通過研究,他們發現2008/2009年發生的第23至24周期之間的極小期(這是有記錄以來最安靜、最長的極小期之一)與其他三個極小期相比,表現出顯著不同的內部狀況。
該周期中氦“間斷”顯著增大,表明存在真實的結構性差異。太陽在其外層表現出更高的聲速,這意味著更高的氣壓和溫度,以及更低的磁場。
伯明翰大學的比爾·查普林教授評論道:“我們首次能夠清晰地量化太陽內部結構如何從一個周期極小期變化到下一個。太陽外層在活動周期中會發生微妙變化,我們發現深度、安靜的極小期會留下可測量的內部印記?!?
研究人員的發現可能有助于預測未來的活動周期。這之所以重要,是因為太陽活動會影響空間天氣:能量爆發可能對地球產生重大影響。空間天氣可能導致無線電通信中斷、GPS誤差、電網故障以及通信衛星受損。
耶魯大學的薩巴尼斯·巴蘇教授補充道:“揭示太陽在這些平靜時期表面下的行為很重要,因為這種行為強烈影響著隨后周期中活動水平的積累方式?!?
查普林總結道:“我們的工作展示了長期恒星地震觀測的力量。借助未來如歐洲航天局的‘柏拉圖’號空間望遠鏡等任務,本研究中采用的技術可以應用于其他類似太陽的恒星,幫助我們更好地了解它們的活動變化以及它們如何影響周圍環境,包括它們可能擁有的行星?!?
BiSON由伯明翰大學太陽、恒星和系外行星研究小組運行,并得到英國科技設備委員會的資助。這個由全球遠程操作地面望遠鏡組成的網絡提供了對太陽振蕩的連續監測,是對太陽周期真正全球性的研究。







