40余年观测数据揭示太阳内部在不同极小期存在细微差异

科学家对超过40年的天文观测数据进行分析后发现,太阳内部结构在不同太阳活动周期的极小期之间存在细微变化。伯明翰大学与耶鲁大学研究人员在《皇家天文学会月刊》发表的研究指出,即便太阳磁活动差异很小,也可能在太阳内部留下可检测的变化信号。

太阳磁活动大约每11年经历一个周期。在被称为“太阳极小期”的阶段,太阳活动相对平静,太阳黑子数量较少、磁场较弱,表面也更为均匀。

研究团队使用伯明翰太阳振荡网络(BiSON)的观测资料开展研究。BiSON由分布在全球的六台望远镜组成,能够持续监测太阳振荡。研究人员据此考察了第21至第25个太阳周期之间、四个最平静时期的太阳内部状况。

研究的核心方法是分析太阳内部被困声波引发的微小振动。声波使太阳产生轻微振荡,研究人员据此推断太阳表面以下的内部结构。研究团队表示,这是首次在太阳地震学框架下,对连续四个太阳极小期的内部状态进行对比。

2008/2009年极小期呈现更明显差异

研究人员重点寻找由氦双电离产生的特征性声波“缺陷”以及声速变化,并将观测结果与内部条件略有差异的太阳模型预测进行比对。

研究显示,发生在第23与第24周期之间的2008/2009年极小期,被认为是有记录以来最平静且持续时间最长的极小期之一,其内部条件与另外三个极小期存在明显不同。

研究团队称,该时期的氦“缺陷”显著大于其他三个极小期,提示存在真实的结构差异。同时,太阳外层的声速更高,暗示气体压力与温度更高、磁场更弱。

伯明翰大学比尔·查普林教授表示,研究首次能够清晰量化太阳内部结构如何从一个周期的极小期变化到下一个,并指出深度极静期会在太阳内部留下可测量的“指纹”。

研究团队:或有助于理解空间天气影响

研究人员表示,这些结果可能有助于预测未来活动周期。研究指出,太阳活动引发的空间天气可能对地球产生重要影响,包括无线电通信中断、GPS误差、电网故障以及通信卫星损坏等。

耶鲁大学萨尔巴尼·巴苏教授表示,揭示太阳在平静期表面以下的行为具有意义,因为这种行为对后续周期活动水平的积累可能产生重要影响。

查普林还表示,这项工作展示了长期恒星地震观测的价值。随着欧洲航天局PLATO等任务推进,研究中使用的技术有望应用于其他类太阳恒星,以帮助理解其活动变化及其对本地环境(包括可能存在的行星)的影响。

研究团队介绍,BiSON由伯明翰大学太阳、恒星与系外行星小组运营,是一个全球远程操作的地面望远镜网络,可全天候监测太阳振荡,用于对太阳周期进行持续观测。


分享:


发表评论

登录后才可评论。 去登录