走近太阳磁场:什么是磁场翻转?翻转周期是多长?

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走近太阳磁场:什么是磁场翻转?翻转周期是多长?

太阳的磁场每十一年翻转一次。太阳是一个由氢气和氦气构成的巨大球体,这些气体被重力压缩到足以维持核聚变,从而放出巨大的能量,把太阳加热到很高的温度。太阳的高温使许多氢原子释放出电子,剩下带电的(即电离的)氢离子。

太阳黑子周期图

太阳黑子数量(如图中的纵轴显示)、太阳耀斑数量、太阳亮度和太阳射电辐射通量都遵循着同样的11年的周期,因为它们都是由相同的过程导致的,即太阳磁场的打结、断裂和翻转。

公共图片,来源:NOAA

太阳本身的稳定自转让所有带电的氢原子均围绕着自转轴旋转,勾画出巨大的圆形轨迹。只要是玩过电磁铁的人就能告诉你,电荷绕圈运动时,你会得到一个很强的磁场。太阳里的带电氢原子随着太阳的自转而旋转,会制造一个环状的电流圈,从而形成一个北极指向圈的上方、南极向下圈的下方的磁场。因为太阳中所有的带电原子大致上都绕着同样的旋转轴且在同一方向上旋转,所以它们形成的所有磁场会合在一起,形成一个巨大的偶极磁场。近似地来说,太阳表现得像一个巨大的条形磁铁,一端是北极,一端是南极,而且两个磁极都与自转轴平行。(这就类似于地球是如何因为自转而获得一个整体上的磁场的。)

太阳磁场线示意图

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