作为太阳系中唯一的恒星,太阳对地球和行星产生了广泛而深刻的影响。200年来,太阳活动的周期性变化一直是自然科学各领域关注的焦点,11年周期早已为人熟知。然而,在1645年至1715年的70年间,太阳黑子活动常规的11年周期性变化被打破。这期间太阳黑子数降为极低水平,难以呈现明显的周期性变化,太阳活动进入一段异常弱的特殊时期,称为蒙德极小期。
这期间太阳活动的周期性变化是理解太阳/恒星发电机的关键,也是太阳物理学界一直争论的焦点。
近日,中国科学院地质与地球物理研究所研究员魏勇团队与合作者通过对古赤道极光数据库的分析研究,证实了古赤道极光记录可以表征太阳活动变化,并发现蒙德极小期期间太阳活动变化具有约8年的周期性。这一发现为太阳及其他恒星发电机理论提供了新的重要约束条件,有助于更好理解太阳及其他恒星超级极小期的产生机制和更准确理解蒙德极小期期间的日地关系。相关研究成果日前发表于《美国地球物理学会进展》。
太阳上时刻发生着不同类型的活动现象,包括太阳黑子、喷流、耀斑、日珥和日冕物质抛射等现象。太阳活动的变化取决于太阳发电机过程。太阳活动的总体水平大约有11年的周期变化,称之为太阳活动周期。有时候太阳黑子活动常规的11年周期性变化会被打破,太阳会进入持续几十年的活动异常弱的时期,称之为太阳活动超级极小期,最为著名的就是1645年至1715年的蒙德极小期。
在此期间,通常用来表征太阳活动的太阳黑子数降至极低水平。
其他替代指标,如地球极区极光、宇宙同位素反演的太阳活动指数等也骤降至极低水平。由于这些指标的局限性,学术界对蒙德极小期的太阳活动周期性变化一直存在争议。超级极小期并非太阳活动独有,其他类太阳恒星中也发现了类似超级极小期的异常时期。超级极小期的存在给太阳/恒星发电机理论带来挑战。蒙德极小期期间太阳活动变化规律是理解太阳/恒星发电机的关键。
该研究提供了蒙德极小期期间表征太阳活动的一种新的数据源,并提供了蒙德极小期太阳活动8年周期的证据。此外,蒙德极小期(1645—1715年)在时间上与地球小冰期(1300—1850年)最冷的时期重合,蒙德极小期常被认为对地球小冰期可能具有潜在的显著贡献。但太阳活动蒙德极小期对地球小冰期的贡献一直存在争议。
该研究给出的蒙德极小期期间的太阳活动8年周期变化,有助于更好地理解蒙德极小期期间太阳活动对地球气候的潜在影响。