美国国家科学基金会国家大气研究中心的一项最新研究揭示，太阳可能像地球一样，拥有旋转的极地涡旋，但与地球不同的是，这些涡旋的形成和演变是由磁场驱动的。这项发表在最新一期《美国国家科学院院刊》上的研究成果，对于深入了解太阳磁性和太阳周期至关重要，同时也将增强人们预测破坏性太空天气的能力。
太阳系内的多颗行星上都存在极地涡旋。在地球上，这样的涡旋位于北极和南极的上空，当它们保持稳定时，能够将冷空气困在两极；反之，若涡旋变得不稳定，则会导致冷空气向赤道扩散。木星、火星、金星、天王星、海王星，还有土星及其卫星土卫六上也发现了类似的极地涡旋现象。
因此，太阳拥有类似特征似乎合乎逻辑。然而迄今为止，没有探测器能够直接观察太阳的两极，科学家对太阳极地涡旋的形成机制及其演变过程仍知之甚少。目前对太阳的大部分观察，都是基于其面向地球的一面，这限制了人们对两极动态变化的理解。
鉴于此，团队借助计算机模拟来探索太阳极地涡旋可能的形态。模拟发现，太阳很有可能存在一个独特的涡旋模式，这一模式随着太阳周期的变化而变化。在模拟过程中，极地涡旋首先在大约55度的纬度上形成，这类似于地球北极圈位置。在每个太阳活动周期达到峰值时，太阳两极的磁场会消失，随后被相反极性的磁场取代。而涡旋会以越来越紧凑的环形结构向两极移动。随着这些环形结构逐渐收缩，涡旋开始脱落，最终只留下两个靠近两极的涡旋。但这些涡旋也会消失，涡旋的数量及其向两极移动时的形态，会根据太阳活动周期的不同阶段而有所变化。
这些结果不仅填补了关于太阳磁场在两极附近行为的空白，还为解决太阳周期相关的若干基础问题提供了关键线索。此外，模拟结果也为规划未来的太阳观测任务提供了宝贵信息。
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来源丨科技日报
责编丨王梦如
审校丨徐来 林林
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