2008年（左圖），日出衛(wèi)星在太陽的北半球觀測(cè)到了大片的負(fù)極性（以橙色表示）。2011年，同一區(qū)域表現(xiàn)出了較小的斑塊，正（藍(lán)色）負(fù)極的分布也更加均勻。
然而測(cè)量磁場(chǎng)是了解太陽如何（進(jìn)而是在何時(shí)）發(fā)生下一次磁極倒轉(zhuǎn)的關(guān)鍵。磁極倒轉(zhuǎn)與最劇烈的太陽活動(dòng)相合，此時(shí)名為“太陽極大”。
雖然太陽周期每11年看起來很規(guī)律地展開，在即將發(fā)表的兩篇論文中，科學(xué)家重點(diǎn)描述了這一過程實(shí)際上存在多大的不對(duì)稱性。當(dāng)前太陽北極的極性看起來減低到了接近0，也就是說，它正處在從北極到南極的翻轉(zhuǎn)當(dāng)中，不過太陽南極的磁極性剛剛開始減弱。
阿拉巴馬州亨茨維爾（Huntsvill）NASA馬歇爾太空飛行中心的空間科學(xué)家、日本日出太陽衛(wèi)星的NASA任務(wù)科學(xué)家喬納森·瑟坦（JonathanCirtain）說：“現(xiàn)在，南北極之間存在著不平衡。北極正在轉(zhuǎn)換過程中，這里提前于南半球，我們不知道其中的原因。”
兩篇文章之一使用的是日出衛(wèi)星的數(shù)據(jù)，其中給出了極性轉(zhuǎn)換的直接觀測(cè)。另一篇文章使用了觀測(cè)太陽極區(qū)大氣微波輻射來推測(cè)表面磁場(chǎng)活動(dòng)的新方法。文中描述的不對(duì)稱性與假設(shè)太陽南北極同時(shí)發(fā)生磁極倒轉(zhuǎn)的太陽模型不符。另外兩篇文章都認(rèn)為，太陽北極即將發(fā)生磁極倒轉(zhuǎn)，倒轉(zhuǎn)時(shí)間要比通行預(yù)言多認(rèn)為的本活動(dòng)周太陽極大年發(fā)生在2013年早得多。最后，日出衛(wèi)星的直接觀測(cè)結(jié)果還指出，我們需要重新審視某些其他的太陽模型。
由于我們所有的太陽望遠(yuǎn)鏡都差不多是在太陽赤道附近觀測(cè)太陽，只能斜視極區(qū)，測(cè)量極區(qū)的磁場(chǎng)并不容易，精確測(cè)量需要從上方進(jìn)行。日出衛(wèi)星可以用進(jìn)行太陽赤道觀測(cè)時(shí)能夠測(cè)繪磁場(chǎng)的高分辨率太陽光學(xué)望遠(yuǎn)鏡（SolarOpticalTelescope）對(duì)極地的活動(dòng)進(jìn)行年度監(jiān)測(cè)。第二篇文章使用的微波技術(shù)使用了在2003年太陽接近極大年時(shí)候的發(fā)現(xiàn)，也就是隨著太陽朝極大年的邁進(jìn)，在極小年期間集中于低太陽緯度區(qū)域的日珥爆發(fā)開始向靠近極區(qū)的高緯度地區(qū)邁進(jìn)。此外，極區(qū)的微波亮度也減弱到了極暗的程度。
是馬里蘭州格林貝爾特（Greenbelt）NASA戈達(dá)德太空飛行中心的太空科學(xué)家納特·戈帕斯沃米（NatGopalswamy）說：“日珥爆發(fā)與增強(qiáng)的太陽活動(dòng)如日冕物質(zhì)拋射也就是CME相關(guān)，因此在高緯度區(qū)域發(fā)生的CME也意味著即將到來的太陽極大。當(dāng)我們?cè)谔柧暥瘸^60度的區(qū)域觀測(cè)到日珥爆發(fā)的時(shí)候，我們知道太陽極大即將來臨?！备昱了刮置资俏⒉ㄓ^測(cè)論文的第一作者，文章發(fā)表在2012年4月11日的《天體物理學(xué)報(bào)》雜志上。
這兩張日出衛(wèi)星獲取的影像展示了2009年（左圖）與2011年（右圖）太陽南半球的磁場(chǎng)。大型藍(lán)色斑塊表示具有正極性的區(qū)域，它們?cè)?011年仍舊存在。
為了尋找極區(qū)附近的日珥爆發(fā)，戈帕斯沃米與他的小組使用日本野邊山太陽射電天文臺(tái)望遠(yuǎn)鏡以及ESA與NASA合作的太陽和日球?qū)佑^測(cè)平臺(tái)（SOHO）的觀測(cè)。他們?cè)谖⒉úǘ斡^測(cè)了太陽，這樣可以觀測(cè)太陽表面之上的大氣（色球?qū)樱８昱了刮置组_發(fā)了精確的方法，可以用微波輻射來測(cè)量太陽表面極區(qū)附近的磁場(chǎng)活動(dòng)。通過測(cè)量色球?qū)拥奈⒉炼龋茖W(xué)家得出的結(jié)論是，北極附近的磁場(chǎng)強(qiáng)度已經(jīng)降低到了上次太陽極大周的臨界之下，這說明太陽極大即將來臨。這一結(jié)論得到了北半球高緯度地區(qū)正在發(fā)生日珥爆發(fā)的支持。然而南半球的爆發(fā)剛剛開始增強(qiáng)——2012年3月初，這里發(fā)生了第一次CME。
日出衛(wèi)星的數(shù)據(jù)也表明了如此的南北差異。日本理化研究所的太陽物理學(xué)家鹽田大幸（DaikouShiota）領(lǐng)導(dǎo)的小組匯報(bào)了日出的結(jié)果，文章剛剛提交給了《天體物理學(xué)報(bào)》出版。自從2008年9月起，鹽田大幸與他的小組就開始使用日出衛(wèi)星對(duì)太陽進(jìn)行每月一次的極區(qū)磁圖觀測(cè)。早期的磁圖給出了大型強(qiáng)磁場(chǎng)的集中，幾乎這些磁場(chǎng)都具有負(fù)極性。然而新近的磁圖給出了不同的景象。不光是磁場(chǎng)斑塊更小更弱了，大量的正極性也可以看到了。當(dāng)初具有強(qiáng)負(fù)極性的北極現(xiàn)在是微弱磁化的，混合的極性會(huì)被中和，這正是太陽極大期間發(fā)生的情況，根據(jù)小組的預(yù)言，這將發(fā)生在一個(gè)月之內(nèi)。
瑟坦說：“這是第一次對(duì)磁極倒轉(zhuǎn)的直接觀測(cè)。對(duì)于了解造就太陽周期的磁活動(dòng)來說，這至關(guān)重要。”
泰德·塔貝爾（TedTarbell）是加州帕洛阿爾托（PaloAlto）市洛克希德—馬丁公司日出太陽光學(xué)望遠(yuǎn)鏡的首席研究員，他指出，直接測(cè)量展示了正在進(jìn)行中的極性反轉(zhuǎn)，并強(qiáng)調(diào)了2008年活動(dòng)周的早期情況。典型的磁極倒轉(zhuǎn)模型認(rèn)為活動(dòng)區(qū)沿赤道自轉(zhuǎn)，它們更高的拖尾邊緣（幾乎時(shí)刻都與所處半球極地的極性相反）向上漂移，最終主導(dǎo)現(xiàn)狀，將正極倒轉(zhuǎn)為負(fù)極，或?qū)⒇?fù)極轉(zhuǎn)為正極。日出的數(shù)據(jù)表明，北極這樣的轉(zhuǎn)變有可能發(fā)生在漂移之前。
塔貝爾說：“于我而言，這是日出衛(wèi)星論文中最有意思的東西。在太陽周期開始之前，也就是說在低緯度地區(qū)活動(dòng)性還沒有增強(qiáng)之前，極性反轉(zhuǎn)是如何這么早就發(fā)生的呢？”
塔貝爾認(rèn)為，這些觀測(cè)意味著這一模型可能也需要被重新審視。
當(dāng)然，當(dāng)更新更好的數(shù)據(jù)被采集到之后，對(duì)模型的這些變動(dòng)是在意料之中的。實(shí)際上，戈帕斯沃米微波觀測(cè)論文的合作者、NASA馬歇爾中心的太陽物理學(xué)家戴維·哈瑟維（DavidHathaway）指出，太陽上存在不對(duì)稱性的觀點(diǎn)并不是全新的。其他工作最近也強(qiáng)調(diào)了此等不對(duì)稱性跡象的存在，這意味著，比如當(dāng)前太陽北半球會(huì)存在比南半球更多的黑子。哈瑟維說：“不過大多數(shù)完善的模型并沒有考慮不對(duì)稱性?？紤]了對(duì)稱性的更復(fù)雜的模型確實(shí)存在，不過它們?cè)谄渌矫媾c觀測(cè)不符。”
使用最好的設(shè)備以及新的分析技術(shù)針對(duì)這些差異進(jìn)行的后續(xù)研究將幫助我們擴(kuò)展并增進(jìn)對(duì)太陽與其11年活動(dòng)周連帶其表面大型噴發(fā)的了解。
科學(xué)家還將繼續(xù)關(guān)注當(dāng)前的活動(dòng)周，也就是第24太陽活動(dòng)周，由于北半球的極性反轉(zhuǎn)早于預(yù)期，這同樣意味著本活動(dòng)周從黑子數(shù)量和太陽活動(dòng)數(shù)量上來看相對(duì)很弱。
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