What's down with the Sun? Major drop in solar activity predicted
http://www.physorg.com/news/2011-06-sun-major-solar.html
June 14, 2011
(PhysOrg.com) -- 根據 National Solar Observatory (NSO) 與 Air Force Research Laboratory (AFRL) 的科學家表示， 消失的噴流（jet stream）、漸漸消失的太陽黑子還有二極附近更加緩慢的活動，在在顯示我們的太陽正走向休眠期，即便現在是它近幾年來首度活躍的時刻。
目前的太陽黑子活動週期，Cycle 24，正開始朝極大期陡然邁進的時候，針對太陽內部（solar interior）、可見的表面以及日冕的獨立研究卻指出，下個 11 年的太陽黑子活動週期，Cycle 25，太陽活躍程度將大幅縮水，或著根本不會發生。
這些結果在 American Astronomical Society 太陽物理學小組的年會中宣佈，該會議本週正於 Las Cruces 的新墨西哥州大舉行。
"這高度不尋常且在意料之外，" Dr. Frank Hill（NSO，Solar Synoptic Network 的副主任）對這些研究結果如此表示。 "但「針對太陽所進行的三種截然不同的觀測，全都指向相同方向」這個事實，則成了一種強而有力的指標：黑子活動週期也許開始進入休眠期了。"
黑子數量與其他太陽活動約每 11 年起伏一次，那是太陽 22 年磁性間隔（magnetic interval）的一半，而太陽的磁極會隨著每個週期逆轉。一個立即的問題是，這種減緩過程是否預示著二次蒙德極小期（Maunder Minimum，芒德極小期，一個 70 年的週期，在 1645 - 1715 年間，幾乎沒有太陽黑子出現，譯註：小冰河期）將要出現？
三篇與這些結果有關的論文本週將進行簡報，而 Hill 是其中一篇論文的第一作者。利用來自 Global Oscillation Network Group (GONG) 在全世界 6 座觀測站的資料，該團隊將表面脈動（由迴盪在太陽各處的聲音所致）轉譯成內部結構的模型。他們其中一項發現是，太陽之內東西緯向的太陽風流（east-west zonal wind flow），稱為扭轉振盪（torsional oscillation），那始於中緯度並往赤道遷移。這種太陽風流的緯度與每週期中新太陽黑子的形成相符，並成功預測當前 Cycle 24 延後開始。
"我們預期現在能開始見到 Cycle 25 的緯向流，" Hill 解釋，"但我們卻看不到任何跡象。這指出，Cycle 25 可能被延後到 2021 或 2022 年才開始，或著，也許根本不會發生。"
在第二篇論文中，Matt Penn 與 William Livingston 在太陽黑子強度上看見一種長期衰退的趨勢，並預測到了 Cycle 25，太陽上的磁場爆發將會變的如此虛弱，就算有太陽黑子形成，數量也不多。當強烈的磁通管（magnetic flux tubes）從內部爆發並使來自環流的冷卻氣體回到內部時，即形成太陽黑子。典型太陽黑子的磁力強度介於 2500 到 3500 高斯（地表為 1 高斯）之間；要形成黑暗的黑子，磁場強度至少要 1500 高斯。
利用位於亞歷桑納 Kitt Peak 的 McMath-Pierce 望遠鏡所收集的、超過 13 年的太陽黑子資料，Penn 與 Livingston 觀察到，在 Cycle 23 期間以及現在的 Cycle 24，平均磁場強度每年減少約 50 高斯。他們亦觀察到，因為磁場出現這樣的變化，太陽黑子溫度一如預期地精確地上升。若此趨勢持續下去，磁場強度將低於 1500 高斯這個閾值，而太陽黑子將大幅消失，因為磁場強度已不足以克服太陽表面的對流作用力（convective forces）。
站遠一點看，Richard Altrock（美國空軍的日冕研究計畫經理，該計畫位於新墨西哥 Sunspot 的 NSO 設施）已觀察到「至極奔流（rush to the poles）」的減速。那是指可在太陽模糊的日冕中觀測到的、迅速向極區前進的磁性活動。Altrock 利用了 Sunspot 的 NOS 40 公分日冕儀望遠鏡（ coronagraphic telescope）長達四十年的觀測記錄。
"有件關鍵事情得要明白，這些美妙的、纖弱的日冕特徵，實際上是根源於太陽內部、非常強大、粗暴的磁性結構，" Altrock 解釋。"我們在日冕中看見的變化反映出太陽內部深處的改變。"
Altrock 使用光度計來測繪被加熱到攝氏 200 萬度的鐵。在一半的電子被剝離後，它輕易被來自太陽的磁力濃縮。在一個知名的模式裡，當新的一個週期開始時，新太陽活動率先從大約 70 度的緯度浮現，當週期逐漸逝去，它便朝向赤道移動。於此同時，新磁場將較老週期的殘餘部份朝極區一直推進到緯度 85 度。（譯註：詳見原站圖表。）
在 Cycle 21 到 Cycle 23 之中，當這種奔流出現在平均約 76 度的緯度時，便會出現太陽活動極大期，" Altrock 說。"Cycle 24 開始的比較晚也比較慢，而且也許強度不足以創造出「至極奔流」，這指出，我們將在 2013 年看見一個非常微弱的太陽活動極大期，若事情果真如此的話。如果「至極奔流」無法完成，將為理論製造出巨大的兩難，這將意味著 Cycle 23 的磁場將不會完全從極地區域消失（「至極奔流」完成這項功績）。沒人知道太陽在這種情況下會怎樣。"
這三個系列的研究全都指出熟悉的太陽黑子週期將「關閉」一陣子。
"如果我們正確，" Hill 繼續說，"這可能是我們在未來幾十年內將見到的最後一次太陽活動極大期。那會影響從太空探索到地球氣候的每一件事。"
※ 相關報導：
＊ What's Down with the Sun? Major Drop in Solar Activity Predicted
http://www2.nso.edu/press/SolarActivityDrop.html
＊ 消失的太陽黑子：太陽之謎解開了
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數十年內 太陽風暴更具干擾性
中央社 2011-08-20
英國瑞丁大學（ReadingUniversity）的研究人員說，數十年內，太陽風暴可能更容易干擾飛機和太空船。
英國廣播公司（BBC）報導，這項由「地球物理研究通訊」（Geophysical Research Letters）發表的研究預測，一旦太陽進入太陽活動的低下期，危害更大的輻射將會傳到地球。
研究團隊說，太陽目前處於活動極大期（grand solar maximum）。這段期間從1920年代開始，延續到整個太空時代。
瑞丁大學太空環境物理學教授洛克伍德（Mike Lockwood）說：「從所有的證據來看，太陽不久將脫離自太空時代開始前就持續的太陽活動極大期。」
他說：「太陽活動極大期，11年的太陽黑子週期的高峰較長，太陽閃焰和日冕質量拋射（coronal mass ejections）等相關事件，平均次數也較多。」
他說：「另一方面，太陽活動極小期，有數十年幾乎都沒有太陽黑子。上一次發生的時間，是在蒙德極小期（Maunder Minimum），約在1650年到1700年期間。」
研究指出，大部分的輻射是在太陽活動中度時期影響地球。輻射增加對航空與通訊尤其是個問題，上一次太陽極大期結束時，這些科技產物尚未存在。
洛克伍德教授告訴英廣新聞網：「問題是會受到多嚴重的輻射，以及會持續多久。」
最容易造成干擾的，是來自太陽高能粒子的輻射，太陽高能粒子是藉由日冕質量拋射或太陽風暴帶離太陽，自太陽表面爆發。
證據似乎指出，一旦太陽離開活動極大期，太陽風暴較少，但發生時更具威力且更快，因此攜帶更多粒子。
太陽活動減少，也會讓更多來自銀河其他部位的輻射進入太陽系。（譯者：中央社張曉雯）
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