科技日?qǐng)?bào)記者 張夢(mèng)然
美國(guó)國(guó)家科學(xué)基金會(huì)國(guó)家大氣研究中心的一項(xiàng)最新研究揭示，太陽可能像地球一樣，擁有旋轉(zhuǎn)的極地渦旋，但與地球不同的是，這些渦旋的形成和演變是由磁場(chǎng)驅(qū)動(dòng)的。這項(xiàng)發(fā)表在最新一期《美國(guó)國(guó)家科學(xué)院院刊》上的研究成果，對(duì)于深入了解太陽磁性和太陽周期至關(guān)重要，同時(shí)也將增強(qiáng)人們預(yù)測(cè)破壞性太空天氣的能力。
太陽系內(nèi)的多顆行星上都存在極地渦旋。在地球上，這樣的渦旋位于北極和南極的上空，當(dāng)它們保持穩(wěn)定時(shí)，能夠?qū)⒗淇諝饫г趦蓸O；反之，若渦旋變得不穩(wěn)定，則會(huì)導(dǎo)致冷空氣向赤道擴(kuò)散。木星、火星、金星、天王星、海王星，還有土星及其衛(wèi)星土衛(wèi)六上也發(fā)現(xiàn)了類似的極地渦旋現(xiàn)象。因此，太陽擁有類似特征似乎合乎邏輯。然而迄今為止，沒有探測(cè)器能夠直接觀察太陽的兩極，科學(xué)家對(duì)太陽極地渦旋的形成機(jī)制及其演變過程仍知之甚少。目前對(duì)太陽的大部分觀察，都是基于其面向地球的一面，這限制了人們對(duì)兩極動(dòng)態(tài)變化的理解。
鑒于此，團(tuán)隊(duì)借助計(jì)算機(jī)模擬來探索太陽極地渦旋可能的形態(tài)。模擬發(fā)現(xiàn)，太陽很有可能存在一個(gè)獨(dú)特的渦旋模式，這一模式隨著太陽周期的變化而變化。在模擬過程中，極地渦旋首先在大約55度的緯度上形成，這類似于地球北極圈位置。在每個(gè)太陽活動(dòng)周期達(dá)到峰值時(shí)，太陽兩極的磁場(chǎng)會(huì)消失，隨后被相反極性的磁場(chǎng)取代。而渦旋會(huì)以越來越緊湊的環(huán)形結(jié)構(gòu)向兩極移動(dòng)。隨著這些環(huán)形結(jié)構(gòu)逐漸收縮，渦旋開始脫落，最終只留下兩個(gè)靠近兩極的渦旋。但這些渦旋也會(huì)消失，渦旋的數(shù)量及其向兩極移動(dòng)時(shí)的形態(tài)，會(huì)根據(jù)太陽活動(dòng)周期的不同階段而有所變化。
這些結(jié)果不僅填補(bǔ)了關(guān)于太陽磁場(chǎng)在兩極附近行為的空白，還為解決太陽周期相關(guān)的若干基礎(chǔ)問題提供了關(guān)鍵線索。此外，模擬結(jié)果也為規(guī)劃未來的太陽觀測(cè)任務(wù)提供了寶貴信息。
總編輯圈點(diǎn)：
無論是地球的極地渦旋，亦或是太陽的極地渦旋，它們都宛如兩顆星球極地之上的神秘舞者，各自演繹著獨(dú)特的“故事”。與地球極地渦旋不同，太陽極地渦旋可能由磁場(chǎng)驅(qū)動(dòng)。不過，相似的是，它們都會(huì)對(duì)星球產(chǎn)生重要影響。令人好奇的是，遙遠(yuǎn)星球之上的極地渦旋，會(huì)不會(huì)在宇宙舞臺(tái)上相互影響，產(chǎn)生某些微妙的聯(lián)系？這些“故事”細(xì)節(jié)還有待科學(xué)家們進(jìn)一步深入探索。
