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太阳“发电机”就能产生大量太阳黑子和太阳耀斑?

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  太阳也有双重性格?科罗拉多大学博尔德分校的研究人员发现,人类最喜爱的恒星(太阳)可能具有“双重性格”,其磁场存在有趣的差异,这可能提供了有关太阳自身“内部时钟”的线索。

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  物理学家Loren Matilsky和Juri Toomre开发了一种计算机模拟太阳内部的方法,用来捕捉恒星内部的动荡。在这个过程中,研究小组发现了一些意想不到的事情:在极少数情况下,太阳的内部动力可能会打破常规。

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  从而转换到另一种状态——有点像超级英雄用斗篷和斗篷换平民服装。虽然这些发现只是初步的,但它们可能与19世纪对太阳的真实观测结果相符。这种太阳“另一个我”的存在,可能会为物理学家提供控制太阳内部时钟过程的新线索。吉拉大学的研究生玛蒂尔斯基(Matilsky)说:我们不知道是什么设定了太阳的周期,也不知道为什么有些周期比其他周期更剧烈。最终目标是把我们在模型中看到的东西映射到太阳表面,这样我们就可以做出预测。其研究将在圣路易斯举行的美国天文学会第234次会议上介绍该小组的发现。

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  这项研究深入研究了一种被科学家们称为太阳“发电机”的现象,这种现象本质上是恒星磁场能量的集中。这种发电机是由太阳内部热气体的旋转和扭转形成,可以产生巨大的影响:一个特别活跃的太阳发电机可以产生大量太阳黑子和太阳耀斑,或从表面爆炸出来的能量球。但是研究这种发电机并不容易,这是因为它主要在太阳内部形成和演化,远远超出了大多数科学仪器的范围。无法深入到太阳内部,这使得太阳的内部磁力与实际观测相差几步。模拟研究了内部三分之一的外部活动,把内部活动比作“一个沸腾的球形锅”。

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  这个模型得出了一些有趣的结果。当研究人员进行模拟时,首先发现太阳发电机形成于太阳赤道的南北两侧。按照一个规律的周期,发电机向赤道移动,然后停止,然后复位,与太阳的实际观测结果非常一致。但这种经常性的波动并不是全部,大约每隔100年,模拟太阳就会做两次不同的事情。在这些奇怪的情况下,太阳发电机并没有遵循相同的周期,而是聚集在一个半球上。那个额外的发电机循环可能会有点偏离轨道,它会在一个半球停留几个周期,然后进入另一个半球,最终,太阳能发电机将恢复到原来的状态。

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  这种模式可能只是模型的一个侥幸,但它也可能指向太阳发电机真实、以前未知的行为。天文学家很少看到太阳黑子在太阳的一个半球比另一个半球聚集得更多,这一观察结果与CU Boulder团队的发现相符。研究需要进一步发展其模型,看看双发电机是否成功,该团队的研究结果有一天可能有助于解释太阳活动峰值和低谷的原因——太阳活动模式对地球上的气候和科技社会有着巨大影响。也提供了线索,让我们知道太阳是如何关闭它的发电机,然后重新启动。

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