周期性的太陽活動可以用行星作為節拍器來計時

不僅是非常簡潔的11年周期,而且所有其他周期性的太陽活動波動都可以由行星吸引力來計時。這是Frank Stefani博士和他的同事從德勒斯登`羅森道夫亥姆霍茲中心(HZDR)的流體動力學研究所和俄羅斯彼爾姆的連續介質力學研究所得出的結論。

通過新的模型計算,他們首次提出了對所有重要的已知太陽周期的全面解釋。他們還揭示了數千年來活動的最長波動是一個混亂的過程。

世界各地的太陽物理學家長期以來一直在尋找對太陽許多周期性的、重疊的活動波動的滿意解釋。除了最著名的,大約11年的 “施瓦布周期”之外,太陽還表現出更長的波動,從幾百到幾千年不等。例如,它遵循 “格萊斯堡周期”(約85年)、”蘇斯·德·弗里斯周期”(約200年)和 “邦德事件”的准周期(約1500年),每個周期都以其發現者命名。太陽磁場控制著這些活動的波動是無可爭議的。

對於磁場為什麼會發生變化,專家圈子里的解釋和模型有很大的分歧。是太陽受到了外部影響,還是許多周期的原因在於太陽本身動力方面的特殊性?HZDR研究員Frank Stefani和他的同事們多年來一直在尋找答案–主要是關於行星是否在太陽活動中起作用這個非常有爭議的問題。

周期性的太陽活動可以用行星作為節拍器來計時

太陽的玫瑰形運動可以產生193年的周期

研究人員最近對太陽的軌道運動進行了仔細研究。太陽並沒有固定在太陽系的中心。它在與大質量行星木星和土星的共同引力場中表演一種舞蹈–以19.86年的速度。我們從地球上知道,在其軌道上的旋轉引發了地球液態核心的小型運動。類似的事情也發生在太陽內部,但到目前為止,這一點在其磁場方面被忽視了。

研究人員提出了這樣一個想法:太陽的部分角軌道動量可能被轉移到它的旋轉中,從而影響產生太陽磁場的內部動力過程。這種耦合將足以改變轉速線極其敏感的磁存儲能力,轉速線是太陽內部不同類型能量傳輸之間的過渡區域,然後盤繞的磁場可以更容易地扣到太陽的表面。

研究人員將轉速線的這種有節奏的擾動整合到他們之前的典型太陽動力裝置的模型計算中,他們因此能夠重現從觀測中得知的幾個周期性現象。最引人注目的是,除了他們在以前的工作中已經模擬的11.07年的施瓦布周期之外,現在磁場強度也以193年的速度變化–這可能是太陽的蘇斯·德·弗里斯周期,根據觀察,這個周期被報告為180至230年。在數學上,193年是作為19.86年周期和兩倍施瓦布周期之間的所謂節拍期出現的,也被稱為黑爾周期。因此,蘇斯·德·弗里斯周期是兩個外部 “時鍾”結合的結果:行星的潮汐力和太陽在太陽系引力場中的自身運動。

用行星作為節拍器

對於11.07年的周期,斯特凡尼和他的研究人員先前已經發現了強有力的統計證據,表明它必須遵循一個外部時鍾。他們將這個 “時鍾”與行星金星、地球和木星的潮汐力聯系起來。它們的影響在行星排列時最大:每11.07年出現一次的星座。至於193年的周期,一個敏感的物理效應在這里也是決定性的,以便引發行星的微弱潮汐力對太陽動力的充分影響。

在最初對行星假說持懷疑態度之後,Stefani現在假設這些聯系不是巧合。”如果太陽在這里對我們耍花招,那麼它將是以難以置信的完美。或者,事實上,目前的結果也追溯性地重申,11年的周期必須是一個定時的過程。否則,節拍周期的發生在數學上是不可能的。

陷入混亂:1000-2000年的塌陷並不能更准確地預測

除了相當短的活動周期之外,太陽還表現出千年范圍內的長期趨勢。這些趨勢的特點是活動的長期下降,被稱為 “最小值”,例如最近的 “毛德最小值”,它發生在1645年至1715年的 “小冰期”。通過對觀察到的最低點進行統計分析,研究人員可以表明,這些不是周期性的過程,而是在大約一到兩千年的時間間隔內發生的,遵循一個數學上的隨機過程。

為了在模型中驗證這一點,研究人員將他們的太陽動力裝置模擬擴大到3萬年的更長時期。事實上,除了較短的周期外,每隔1000到2000年就有不規則的、突然下降的磁活動。Stefani說:”我們在模擬中看到南北不對稱是如何形成的,它最終變得太強,並失去了同步性,直到一切崩潰。系統進入混亂狀態,然後需要一段時間才能再次回到同步狀態。但是這個結果也意味著非常長期的太陽活動預測–例如,確定對氣候發展的影響–幾乎是不可能的。”

來源:cnBeta