為什麼太陽耀斑活動遵循11年的周期

太陽耀斑和黑子的活動具有周期性——每隔11年經歷一輪從平和到暴烈，再到平和的循環——就像上了發條一樣規律。多年來，天文學家一直在想弄清其中的機制。現在，他們有了一個新的想法。

儘管太陽系裡的行星比太陽小得多，但其中一些行星的引力足以影響到恆星的磁場。研究人員斷言，它們就是導致太陽周期性活動的原因。

金星、地球和木星在繞太陽運行時對太陽施加引力拖曳，效果類似於月球引力導致地球上的潮汐。

科學家團隊追溯了1000年里太陽活動的周期，在公元1000年至2009年之間，比較了當時行星的運行軌跡。他們發現兩者之間具有非常緊密的聯繫。

德國德累斯頓—羅森多夫的物理學家Frank Stefani 說：「我們看到，行星的活動在90個周期內完全相似，這是驚人的高一致性。這一切都指向時鐘般的進程。」

該團隊發現，每11.07年，當地球、金星和木星一線時，潮汐力最強——此後，潮汐力開始減弱，進入太陽活動極小年時。

行星對太陽的引力效果較弱，無法影響到太陽內部。這可能就是為什麼之前沒有人將太陽活動的周期與行星連成一線的周期聯繫起來的原因。

但該團隊發現，儘管微弱，潮汐力仍會影響太陽磁場；特別是，它們可以影響到被稱為泰勒不穩定性的系統振蕩。這種不穩定性出現在環形磁場中，其中在垂直於磁場的方向上有壓力施加——導致磁場像脊柱一樣被壓縮，產生不穩定性，就像高高摞成一疊的盤子一樣。磁場中的「滑動的盤子」就是泰勒不穩定性，它們在太陽和磁場通量中製造出擾動。

即使輕微的能量——如來自潮汐事件——也可以逆轉擾動導致的振蕩。如果發生潮汐事件，如每11年左右，它們就會觸發磁場極性的循環逆轉，導致與循環相對應的活動出現規律波動。

「當我們發現當前的泰勒不穩定性在我們的計算機模擬中會經歷螺旋振蕩時，」Stefani說，「我問自己：如果等離子體受到類似潮汐的小擾動的影響，會發生什麼？結果非常驚人。振蕩非常劇烈，並且與外部的擾動同步。」

挺簡單明了每個字都懂，對吧？

新模型有助於解釋有關太陽的一些其他謎團。例如，大多數太陽活動周期都有雙峰極值，兩者之間會有短暫的平靜期；新模型重現了這一現象。

其他被闡明的地方是，潮汐力影響對流區底部的等離子體層的方式，導致那裡的磁通量更容易被傳導。

它還可以幫助我們理解剛剛被發現的巨型的磁性羅斯貝波——掃過太陽表面——並可能與耀斑活動有關。

反過來說，新模型可以幫助我們更好地預測太陽的活動：這是一件好事，因為耀斑、太陽風一類的活動會影響我們人類在地球上的生活。

該研究發表在《太陽物理學》。

本文譯自 sciencealert，由譯者 majer 基於創作共用協議(BY-NC)發布。

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