太阳活动周期能准确预报吗驱动太阳产生磁周期的原因是什么？

2022-07-27 13:37:25 来源：星际派

“恒星尺度上的磁场如果自然衰减，需要100多亿年的时间。但是太阳南北两个半球的黑子磁极是相反的，还存在22年的磁极转换周期，即每11年磁场极性反转一次。这显示太阳不是一颗普通的恒星，它的磁场不是自然衰减。”颜毅华说。

为揭示太阳磁场的起源，1955年美国天体物理学家帕克提出太阳发电机理论。谭宝林解释说，太阳是一个快速旋转的等离子体“大火球”，等离子体是良导体，其内部物质的运动有可能在局部区域形成电流，而电流又可以形成感生磁场，这个过程被形象地称为太阳发电机过程。太阳发电机理论是解释地球、太阳和其他天体磁场起源的理论基础。

“太阳发电机理论不仅能说明太阳磁场的起源，而且能解释22年的磁周期，还与黑子‘蝴蝶图’的纬度分布以及观测结果能够较好地吻合。但是该理论目前尚不能准确预报太阳活动的周期，无法解释太阳黑子呈现的各种周期以及周期的不规则性。”颜毅华指出。

上世纪60年代，美国科学家巴布科克父子和莱顿等人提出了一种早期太阳发电机模型：太阳较差自转、太阳偶极磁场、子午环流三者之间的相互作用，造成了太阳活动的周期性，该模型被称为巴布科克—莱顿模型。之后一些天文学家在该模型的基础上，利用数值模拟，能对一些太阳活动周期进行半定量的预测。

谭宝林介绍，巴布科克—莱顿模型基于太阳的3个基本事实，第一个是太阳上存在较差自转，即太阳不同纬度处的自转周期不同，太阳赤道附近的自转较快，周期大约是27天，随着纬度的增加，自转逐渐变慢，在南北纬度45度附近，自转周期大约为31天，到两极地区，自转周期接近40天左右。

第二，在太阳宁静区(没有黑子的区域)和两极地区均存在较弱的磁场，并且太阳南北半球磁场方向相反。

第三，太阳对流层中存在子午环流，即太阳表面的物质从赤道向极区流动，而在太阳对流层底部的物质则从极区向赤道流动，形成闭合环流，这种现象被称为太阳子午环流。

但在谭宝林看来，发电机模型仍然是半定量的经验模型，人们至今都无法从理论上准确解释到底是哪些物理因素决定了太阳活动周期的长度和发生时间，以及为什么太阳活动周期大约是11年。

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