2011-03-03

消失的太陽黑子:太陽之謎解開了

Missing sunspots: Solar mystery solved
http://www.physorg.com/news/2011-03-solar-mystery.html

March 2, 2011

太陽最近上了上新聞,因為它已開始送出更多閃燄(flares)與太陽風暴。它最近的騷動別具新聞價值,因為十分靜默的太陽已持續一段不尋常的長時間。天文學家有段難熬的時間都在解釋延長的太陽活動極小期(solar minimum)。新電腦模擬暗示,太陽的長期靜默來自於內部變化中的熱電漿流動。

"太陽包含巨大的電漿之河,類似於地球的洋流," Andres Munoz-Jaramillo 說,Harvard-Smithsonian 天文物理學中心(CfA)的訪問學者。"這些電漿河流以一種我們才剛開始理解的方式影響太陽的活動。"

太陽是由物質第四態 -- 電漿 -- 所構成,其中帶負電的電子與帶正電的離子自由地流動。流動的電漿創造出磁場,那構成閃燄、噴發與太陽黑子這類太陽活動的核心。

天文學家知道太陽的活動以一段平均持續 11 年的週期起落。在它最活躍的時候稱為太陽活動極大期(solar maximum),黯淡的太陽黑子點綴著太陽的表面而頻繁的噴發將數十億頓的熱電漿送入太空。如果電漿擊中地球,能擾亂通訊與電力網絡並使人造衛星短路。

在太陽活動極小期期間,太陽保持平靜,罕見太陽黑子與噴發。雖然缺乏戲劇性,但對於地球的效應仍然顯著。例如,地球的外氣層(outer atmosphere)會縮水、較靠近地表,這意謂著對於繞行地球之太空垃圾的阻滯(drag)會比較少。此外,吹拂過整個太陽系的太陽風(及其相關的磁場)會減弱,讓更多宇宙射線從星際空抵達我們這裡。

"最新的太陽活動極小期,沒太陽黑子的日子非比尋「長」:從 2008 年到 2010 年間共 780 天。在一典型的太陽活動極小期中,無太陽黑子的日期約 300 天,使得這次極小期創下自 1913 年以來的紀錄。

"最新的太陽活動極小期有二種關鍵特徵:很長一段時間沒太陽黑子、微弱的極區磁場(polar magnetic field)," Munoz-Jaramillo 解釋。(極區磁場是指位於太陽南、北極的磁場。)"若我們想要了解太陽活動極小期,我們得要解釋這二種因素。"

為了研究此問題,Munoz-Jaramillo 以電腦模擬超過 210 次、橫跨大約 2,000 年的活動週期,藉此塑模太陽的行為。他特別關注電漿流的角色,那從太陽的赤道循環流動至更高緯度。這些電漿流的流動十分類似地球的洋流:從赤道上升,流向二極,接著下沈然後流回赤道。以每小時 40 英里的典型速度流動,那大約要花 11 年的時間繞一圈。

Munoz-Jaramillo 等人發現,太陽的電漿流像一條發生故障的輸送帶,速度時快時慢。他們發現,在太陽週期前半段期間流動速度較快,然後在後半段速度較慢者,會導致延長的太陽活動極小期。加速與減速的起因,很可能牽涉到電漿流與太陽磁場間複雜的回饋。

"那像一條生產線 -- 放慢會在最近太陽週期的結束以及新週期的開始之間造成「間距」," Munoz-Jaramillo 說。

這類研究的終極目標是,預測接下來的太陽活動極大與極小期 -- 包括它們的強度與時機。該團隊聚焦在模擬太陽活動極小期,並表示,他們尚無法預測下一次太陽活動極小期(那預計會在 2019 年發生)。

"我們無法預測這些電漿河流的流動將如何改變," 第一作者 Dibyendu Nandy(加爾各達,印科學教研研究所) 表示。 "不過,一旦我們觀察到這些流動如何變化,我們就能預測結果。"

※ 相關報導:

* The unusual minimum of sunspot cycle 23 caused by meridional plasma flow variations
http://www.nature.com/nature/journal/v471/n7336/abs/nature09786.html
Dibyendu Nandy, Andres Munoz-Jaramillo, Petrus C. H. Martens
Nature 471, 80–82 (03 March 2011)
doi: 10.1038/nature09786
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太陽黑子不見了 原來陷在內層

法新社 2011/03/04 張佑之

(法新社巴黎3日電) 太空科學家今天說,他們可以說明太陽表面黑子消失2年的原因。這個難解之謎使有關太陽的主流理論遭到質疑。

太陽黑子在2008年和2009年幾乎消失無蹤,這顯示,在1個不尋常的長時期內,太陽活動減少。

天文學家對此感到困惑,因為在理論上,此1時期太陽活動應邁向11年週期的高潮,而此週期對地球生物有重大影響。

太陽黑子就是太陽表層高度磁化的帶電粒子,稱為電漿。電漿會在太陽表層流動,這種運動稱為「傳遞帶」(Great Conveyor Belt),類似地球上的洋流。

這個傳遞帶沿太陽表層移動,在兩極四周內陷,然後在赤道附近重新出現。

當太陽黑子開始消退時,表層的流動會將去磁的殘留部份捲走,並將其拖進太陽內部30萬公里深處,這時殘留黑子的磁場會重新充電。

這種再次磁化的電漿其後將重現表層,而太陽黑子於焉重生。

印度加爾各答科學教育研究所人員南迪(Dibyendu Nandi)提出了1個電腦模式,來說明太陽黑子消失的原因。

這個模式研究了2008─2009年的現象,並考慮到太陽內部、太陽的磁力「發電機」、傳遞帶以及太陽黑子重新充電並恢復浮力的方法等因素。

結果發現,傳遞帶將衰退的黑子拖進太陽核心進行充電,但此次過程進展太快,使黑子無法充份恢復生氣,進而無法由太陽內部浮現表層。(譯者:中央社張佑之)

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紅色月全食 16日凌晨掛高空

聯合 2011/06/08 記者陳瑄喻/台北報導

天文迷注意了!睽違4年,被稱為「月沒帶食」的月全食,16日凌晨2點23分登場,到5點10分結束,持續2小時47分,台灣幾乎全程可見,有興趣的民眾千萬不要錯過。

天文館表示,這次登場的月全食是所謂的「月沒帶食」,月亮會從原本暈黃色變成一個大大「紅月亮」,但日出較早,民眾無法看完月全食,整個過程還未完全結束之前,月亮就已沉入地平面下。

天文館長邱國光表示,要欣賞月食其實相當容易,只要用眼睛就可直接觀看,民眾甚至還可以利用傻瓜相機、數位相機和攝錄影機,用三腳架固定後對準月亮,即可拍攝紀錄。

根據資料顯示,上一次台灣地區能夠看見月全食的時間,是在去年的12月21日,但那時僅能見到接近復圓階段的「月出帶食」,看不到紅月亮;而下一次的紅月亮則將發生在今年12月10日,屆時將全程可見,但僅約52分鐘,比本次全食階段100.2分鐘還短上許多。

有關這次登場的「月沒帶食」相關詳細圖文資料,民眾可上台北市立天文館取得(網址:http://www.tam.gov.tw/MP_104051.html)。



◆ 太陽風暴不尋常 干擾地球通訊

法新社 2011/06/08 楊盈

(法新社華盛頓7日電) 官員表示,美國國家航空暨太空總署(NASA)的太空觀測站今天觀察到不尋常的太陽閃焰,接下來幾天可能對地球的衛星、通訊以及電力造成某些干擾。

根據美國國家氣象局(National Weather Service),自2006年以來,就沒觀測到類似規模的太陽閃焰。

NASA的太陽動力學觀測站透過聲明稿表示:「太陽今天釋放M-2(中級)等級的閃焰,伴隨著可觀的日冕噴發(Coronal Mass Ejection, CME),場面壯觀。」

「巨大的粒子雲像是蘑菇一樣快速竄升起然後又退回,看起來似乎覆蓋了太陽表面幾乎一半的面積。」

閃焰活動在美國東部時間上午1時41分達到最高峰,或格林威治時間0541。

不過NASA表示,因為噴發並不是直接對著地球,因此預期影響「相當小」。

美國國家氣象局的太空天氣預測中心(SpaceWeather Prediction Center)將此描述為「巨大噴發」,「預期將在明天造成G1(輕微)或G2(中等)水平的磁暴(Geomagnetic Storm)活動,大約會在格林威治時間1800開始。」

「太陽輻射風暴(Solar Radiation Storm)會讓高能(大於100兆電子伏特)質子顯著增強。上一次發生這樣的情形是2006年12月。」

1位發言人表示,磁暴可能干擾電力網、全球定位系統衛星以及其他設備,也可能令部份飛經極區的航班改道。(譯者:中央社楊盈)

fsj 提到...

5年來最大! 太陽風暴今襲地球 全球通訊恐受干擾
http://www.libertytimes.com.tw/2011/new/jun/9/today-int3.htm

自由 2011.06.09

〔編譯陳成良/綜合報導〕美國航太總署(NASA)的「太陽動態觀測衛星」,七日觀測到近五年來最強的太陽閃焰(solar flare)活動,預計這波黑子活動所引發的太陽風暴,將在八日抵達地球,接下來幾天可能對地球的衛星、通訊以及電力造成某些干擾。

美國國家氣象局指出,自二○○六年十二月以來,就沒觀測到類似規模的太陽閃焰。太陽動態觀測站專案協調員默塔表示,這次M-2(中級)等級的太陽閃焰,伴隨著可觀的日冕噴發(CME),場面壯觀。他形容說:「巨大的粒子雲像蘑菇一樣快速竄升起,然後又退回,看起來似乎覆蓋太陽表面一半的面積。」

這次太陽閃焰活動在美東時間七日凌晨一時四十一分(台灣時間七日下午一時四十一分)達到最高峰。

不過NASA表示,因為噴發並不是直接對著地球,因此預期影響「相當小」。

美國國家氣象局的太空天氣預測中心,將此描述為「巨大噴發」,預期將在八日造成G1(輕微)或G2(中等)水平的磁暴(Geomagnetic Storm)活動,大約會在格林威治時間八日下午四時(台灣時間九日零時)開始。任何磁暴活動大約會在十二到二十四小時內結束。

默塔表示,磁暴可能干擾電力網、全球定位系統衛星以及其他設備,也可能令部份飛經極區的航班改道。此外,受太陽風的影響,地球高緯地區的人們,可能會在八日或九日晚間,觀察到北極光或南極光現象。

「太陽輻射風暴(Solar Radiation Storm)會讓高能(大於一百兆電子伏特)質子顯著增強,上一次發生這樣的情形,是在二○○六年十二月。」

※ 相關報導:

* 異常太陽閃焰 恐干擾全球衛星
http://udn.com/NEWS/WORLD/WOR3/6387677.shtml

預測中心說,磁暴可能干擾電力網、全球定位系統衛星及其他裝置,部分飛經極區的航班,例如由美國經北極區飛往亞洲的班機,也可能被迫改道,以防通訊受影響。而若真有磁暴活動發生,預計12到24小時會結束。