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太阳在125000英里深的地方运行,揭示了太阳黑子周期的内部运作

太阳对流区经向流在两个半球形成一个巨大的胞体。在20万公里深处(电池底部),太阳等离子体正以每小时不超过15公里的速度缓慢地向赤道移动。

太阳的磁场活动以11年为一个周期。在一个太阳活动周期中,太阳的地磁活动有起有落。在太阳活动极大期,太阳表面会出现大的太阳黑子和活动区域。壮观的热等离子环贯穿整个太阳大气层,粒子和辐射的爆发射入行星际空间。在太阳活动极小期,太阳会相当平静。所谓的蝴蝶图显示了惊人的规律性,它描述了太阳黑子在时间纬度图中的位置。在太阳活动周期的开始,太阳黑子出现在中纬度地区。随着周期的进行,它们越来越靠近赤道。为了解释蝴蝶图,太阳物理学家怀疑,深磁场是由大尺度流带向赤道的。

在一个太阳周期中,经向流就像一条传送带,拖动着磁场,设定了太阳周期的周期。MPS主任和这项新研究的第一作者Laurent Gizon教授说。看到太阳内部运动的几何形状和振幅是理解太阳磁场的必要条件。他补充道。为此,Gizon和他的团队使用日震学来绘制太阳表面下的等离子体流图。

日震学之于太阳物理学,犹如地震学之于地球物理学。太阳地震学家利用声波探测太阳内部,就像地球物理学家利用地震探测地球内部一样。太阳声波的周期接近5分钟,并不断被近地表对流激发。与太阳声波有关的运动可以用宇宙飞船上的望远镜或地面上的望远镜在太阳表面测量。在这项研究中,Gizon和他的团队使用了对太阳表面声波的观测,这些声波沿太阳内部的南北方向传播。这些波受到经向流的扰动:它们沿经向流传播的速度比反经向流传播的速度快。这些非常小的旅行时间扰动(小于1秒)被非常仔细地测量,并被解释为通过数学模型和计算机来推断经向流。

由于它很小,在太阳内部很难看到经向流。经向流比其他运动分量(如太阳的差速自转)要慢得多。Gizon解释道。贯穿对流区的经向流不超过其每小时50公里的表面最大值。为了降低日震测量中的噪声水平,需要在很长一段时间内对测量值进行平均。MPS的梁志超博士说。

科学家团队首次分析了两组独立的长时间数据。一个是由SOHO提供的,SOHO是太空中最古老的太阳观测台,由ESA和NASA运营。soho - s的迈克耳逊多普勒成像仪(MDI)采集的数据涵盖了从1996年到2011年的时间。第二个独立的数据集是由全球振荡网络小组(GONG)提供的,它联合了美国、澳大利亚、印度、西班牙和智利的6个地面太阳望远镜,自1995年以来提供了几乎连续的太阳观测。国际太阳物理协会提供了涵盖过去两个太阳周期的多个数据集,并受到表扬。GONG项目的前负责人John Leibacher博士说。这使得我们有可能在很长一段时间内平均并比较答案,而这对于验证推论是绝对必要的。他补充道。

Gizon和他的团队发现气流在对流区底部呈赤道方向,速度只有每小时15公里(运行速度)。太阳表面的气流是向极地的,最高可达每小时50公里。总的情况是,等离子体在每个半球呈一个巨大的环。值得注意的是,等离子体完成这个循环大约需要22年的时间。这就为太阳的11年周期提供了物理解释。此外,随着太阳活动周期的进行,太阳黑子出现在更靠近赤道的地方,如图所示。总而言之,我们的研究支持了这样一个基本观点,即太阳黑子出现地点的赤道漂移是由下面的经向流引起的。国会议员罗伯特·卡梅伦博士说。

为什么太阳经向流看起来像这样,以及经向流在控制其他恒星的磁场活动中起了什么作用,这些还有待理解。Laurent Gizon补充道。

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