2020年5月30日，欧洲航天局的太阳轨道器拍摄了这张太阳的远紫外图像。这个波长有助于发现太阳的上层大气，即日冕，其温度高达100万度。供图:太阳轨道器/EUI团队/欧空局& NASACSL，国际会计准则，议员，PMOD/WRC，罗布，UCL/MSSL

　　尽管我们对太阳了解不多，但这个星球仍然充满了神秘。在经历了七年的相对平静后，现在太阳变得更加喜怒无常，人类飞船准备看着它醒来。这是一个前所未有的机会。在这些航天器的帮助下，科学家们将了解这颗炽热的恒星，以及它如何影响我们的邻居星球。

　　就像周期性出现和消失的蝉一样，太阳也周期性地经历风暴和休眠，间隔时间为11年。这种循环与太阳中的磁场活动有关，具体表现为太阳黑子和耀斑。

　　科学家们正在密切关注太阳的气质，因为太阳射电爆发会严重破坏电网和通信系统(这些是现代文明中至关重要的技术)，以及轨道内外的探测器。但是太阳和行星系统之间的联系是看不见摸不着的，我们也很难理解。

　　“旁观者清，每次我退后一步都在想，我们怎么可能知道这么多？”美国宇航局的太阳物理学家詹姆斯·克林姆丘克(James Klimchuk)说，“但我们仍有更多的未知数。”

　　现在，下一个太阳周期已经开始，预计在2025年左右达到顶峰。这一次，太阳将从沉睡中醒来。美国宇航局的帕克太阳探测器一直朝着太阳潜水，它比任何其他航天器都更靠近太阳。

　　“每当我想到它，我总是非常兴奋，”美国宇航局的太阳物理学家Madhulika Guhathakurta说。“我想这是我留在NASA总部的唯一原因，也就是帕克太阳探测器。”

　　欧洲航天局的太阳轨道器也在绕太阳飞行，这将为我们首次观测太阳极提供一个很好的机会。在这项任务之前，大多数科学家只能观察从地球上可以看到的太阳表面，而观察两极对于了解磁场活动和太阳活动强度的周期性变化至关重要。

　　让Tai 空的粉丝们兴奋的是，这个周期的更大周期可能与日全食重合，也就是2024年4月，届时北美将见证这次日全食。当月亮遮住太阳时，日全食路径上的人们会看到太阳上层大气的精致光环，也就是日冕，这是一种接近太阳活动更大期的壮观景象。

　　“它会给我们一种感觉，即(能量)正在四处涌动，充满活力，”Guhathakurta说。

　　尽管太阳专家认为下一个周期已经开始，但对于这次太阳活动的强度还有很多争议。2020年9月，第25个太阳周期预测小组宣布，第25个太阳周期已经开始。他们预测这次太阳活动将是温和的。传统上，这些预测是基于太阳黑子的数量，即太阳表面转瞬即逝的黑斑。太阳黑子出现在磁场强的区域，并随着太阳活动的强度而变化。

　　2019年12月，科学家记录了太阳黑子最小值。这一观测标志着第24个太阳周期的结束。预测小组后来说，根据太阳黑子开始重新出现的速度，第25个太阳周期的强度似乎与第24个太阳周期相似，相对平静。

　　然而，其他太阳周期专家得出了完全不同的结论:第25个太阳周期将是自1755年有记录以来最强的太阳周期之一。马里兰大学巴尔的摩分校的罗伯特·莱蒙(Robert Leamon)及其同事并没有计算太阳黑子的数量，而是根据他们所谓的“终结者”，即上一个太阳周期中所有磁场活动消失的时间点来预测太阳黑子的数量。黑子的变化通常与这种转变相一致，但真正的终结者事件往往比黑子最小值晚12到18个月。

　　“我想告诉大家，除了太阳黑子，还有更多太阳活动，”利蒙说，他的团队在《太阳物理学》杂志上发表了完全不同的预测结果。

　　通过绘制过去270年的终结者事件，Leamon和他的同事们发现，两个事件之间的时间间隔与下一个周期的强度密切相关。间隔越短，强度越大。这就是目前的情况，他说。间隔很短，第25个磁场活动周期将在未来几个月开始。

　　剧烈的太阳周期会给地球带来很多麻烦。太阳黑子会带来大规模的爆发，即太阳耀斑，有时会向Tai 空抛出大量的辐射和带电粒子，即日冕物质抛射。强烈的日冕物质抛射与地球相撞，可能引发破坏性的地磁暴。

　　最著名的磁暴发生在1859年，在第十个太阳周期，被称为“卡林顿事件”。它干扰了电报，震惊了接线员。它还带来了极光，远在加勒比海都能看到。今天，这种强度的地磁暴将带来毁灭性的破坏:电网崩溃，卫星瘫痪，在轨宇航员面临危险，原计划的路线被改变，地面通信系统无法通过地球高层大气。

　　微弱的爆发也很危险。1989年3月12日，由于日冕物质抛射对地球的影响，电网被烧毁，整个魁北克省停电，人们被困在电梯和隧道里。然而，这一事件的强度只是卡林顿事件的一小部分。在轨道上，许多卫星暂时处于黑暗中或无法保持高度，当天早些时候发射的“发现”号航天飞机上的传感器也出现了故障。

　　太阳活动对地球的影响称为“too 空天气”。多年来，科学家们一直在微调如何预测太阳何时会变得危险。更准确地预测太阳风暴意味着更好地保护脆弱的基础设施，就像天气预报可以让人们在风暴中做好准备一样。

　　“我们无法阻止太阳上发生的事情，但如果我们有足够的预警，我们可以希望通过切换替代电网来减少损害，”美国天文学会太阳物理学部公共政策委员会主席、西肯塔基大学的戈登·埃姆斯利说。

　　意识到太阳风暴的破坏力，2020年10月，美国 通过了Tai 空天气研究和预报法案。这项法案要求所有 机构共同努力，解决Tai 空的天气难题，提高预报能力。这意味着优先考虑基础研究:太阳爆炸是如何发生的，日冕物质抛射是如何通过Tai 空，设置各种监测计划和卫星。

　　“如果我们可以观察和分析微暴、龙卷风和飓风，我们就可以更好地理解这些现象，太原空的天气也是如此，”Emslie说。

　　Tai 空在地面和轨道上架设了很多太阳观测望远镜，为我们带来了各种波长的观测图像。两个新增加的航天器正在为科学家揭示太阳的积极情况。科学家已经开始利用探测器提供的数据来解开太阳之谜。

　　2020年2月，欧洲航天局的太阳轨道飞行器发射了L 空，目前正在绕太阳运行；在金星引力的帮助下，它将自己推入可以看到太阳极点的轨道。现在，飞机正忙着利用各种机载仪器研究太阳，帮助我们了解它对地球的影响。

　　去年5月，这些相机观测到在太阳低层大气中发生了大约1500次微耀斑。换句话说，按照太阳的标准，这些耀斑是微乎其微的，因为有些耀斑会跨越整个星球。这些小喷发持续数十秒，研究小组称之为“营火”。

　　2020年5月，欧洲航天局的太阳轨道器拍摄了这张高分辨率的图片，从中我们可以看到“营火”耀斑的特征，这或许可以为我们解开长久以来的谜团:为什么太阳高层大气的温度远高于表面？供图:太阳轨道器/EUI团队/欧空局& NASACSL，国际会计准则，议员，PMOD/WRC，罗布，UCL/MSSL

　　“这是一个人工创造的观察术语，描述了在极短时间内爆发的非常小的耀斑，但它们无处不在，”欧洲航天局太阳轨道器项目的科学家丹尼尔·米勒说。

　　营火发生在安静的地方。当磁力线扭曲缠绕时，就像过载的橡皮筋一样断裂。营火将会发生。这些磁场线断裂并重新连接，释放热量并产生微小的耀斑。4月底，在欧洲地球科学联盟的会议上，科学家宣布这些营火释放的能量足以解释这个由来已久的谜团。

　　太阳表面温度约5480度，日冕高达100万度。近一个世纪以来，太阳物理学家一直试图解开这个谜。

　　“这就像你离开壁炉，走了100米远，突然变得非常热，”穆勒说。“怎么会这样？”通过模拟太阳的阴燃表面，北京大学陈亚杰领导的团队计算出这些篝火产生的热量足以温暖日冕。

　　“这些模型现在相对完善，我们可以相信它们得出的结论，”米勒说。模型表明我们的研究方向是正确的.

　　美国国家航空航天局的克林姆丘克说，这并不奇怪。营火似乎是更大的纳米耀斑，也就是小太阳爆炸。1988年，物理学家尤金·帕克提出了一个被纳米耀斑加热的日冕模型。

　　新的研究中仍然有许多无法解释的现象，包括在安静的区域发生营火并向太阳大气释放热量，而在更高的地方发生纳米耀斑，尤其是在活动区域。太阳轨道飞行器的观测有助于科学家更好地理解这一现象。

　　“这是一个非常重要的问题，”莱蒙说。围绕太阳运行的宇宙飞船正准备找出这个问题的答案。

　　太阳的磁场来自内部深处高温气体的搅动，被称为“太阳能发电机”。在这个系统中，磁力线在太阳表面爆发并扩散。了解这一过程需要观测太阳极点，而科学家很难开展这项研究，因为将航天器推入极点观测轨道需要能量。太阳轨道器将在太阳的极点空停留数年，收集这一区域的数据，这将为我们解开这个谜团带来重要线索。

　　与此同时，美国宇航局的帕克太阳探测器正在接近太阳，甚至进出太阳上层大气，这意味着它将首先遭遇第25个太阳周期。这也是科学家首次将帕克太阳探测器收集的信息与太阳活动对地球的影响结合起来，近距离研究太阳从沉睡中的觉醒。

　　在这个太阳周期中，人们不需要乘坐宇宙飞船来观察太阳活动。2024年4月8日，月球将运行到地球和太阳之间，完全挡住太阳。这次日全食将持续近四分半钟，从德克萨斯州到缅因州的狭长地带都可以看到。而且，日全食发生在太阳活动最活跃的时候。

　　作为一名日食爱好者，Guhathakurta自从1991年在墨西哥海岸之一次看到日全食后就一直在追逐。对她来说，这是一次惊人的超凡体验。

　　“它会改变你，”她说。“它会促使你深入思考宇宙，思考宇宙与我们的关系，思考我们作为人类最基本的问题。”

　　这次日全食和2017年不一样。虽然当时美国大部分地区都可以看到日全食，但恰逢太阳活动逐渐减弱，日冕相当温和。

　　日冕通常被阳光覆盖，从太阳表面延伸数百万公里。但日食时，太阳被遮住，观者可以看到一个细长的鞘，看起来像一个闪亮的光晕，并点缀着黑色的月表。

　　在太阳活动极小期的日食过程中，我们可以看到太阳赤道附近的日冕流等一些特征，在月球边缘附近可能会出现一些小的耀斑。在太阳活动的高峰期，日冕是最壮观的景象。

　　“你会看到很多日冕流，不仅在赤道，在极地也是如此，”Guhathakurta说。我们可能会捕捉到日珥或耀斑环.

　　只有当月球完全遮住太阳时，才能看到日冕流等现象，这是肉眼直视太阳的唯一安全时间。当月亮慢慢掠过太阳表面时，我们可以观看这一壮观的景象，当新月逐渐远离，奇怪的微光增加时，我们需要戴上防护眼镜。即使我们无所畏惧，面向太阳的飞行器也需要严密保护。

　　日冕活跃在月球背后，精致的日晕和日冕流会跟随太阳看不见的磁力线，为我们解答科学谜题。

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