自然杂志29卷4期探索· 假说太阳活动11年周期的形成原因新探聂清香①张海霞②左庆林③郝娟④①教授，②③④硕士生，山东师范大学物理与电子科学学院，济南250014关键词太阳活动11年周期行星引潮力太阳活动11年周期的形成原因。是天文学中的一个古老课题，至今没有一个完全令人满意的解释。本文的研究使“ 行星引潮力说” 再次复活。1引言太阳表面并不是平静的，经常可以观测到太阳黑子、日珥、耀斑等活动现象，统称为太阳活动。太阳黑子是太阳活动的基本标志，其他活动现象都与黑子有密切关系。众所周知，太阳黑子数有平均大约11年的周期，关于这个周期形成的物理原因，至...

　　自然杂志29卷4期探索 假说太阳活动11年周期的形成原因新探聂清香①张海霞②左庆林③郝娟④①教授，②③④硕士生，山东师范大学物理与电子科学学院，济南250014关键词太阳活动11年周期行星引潮力太阳活动11年周期的形成原因。是天文学中的一个古老课题，至今没有一个完全令人满意的解释。本文的研究使“ 行星引潮力说” 再次复活。1引言太阳表面并不是平静的，经常可以观测到太阳黑子、日珥、耀斑等活动现象，统称为太阳活动。太阳黑子是太阳活动的基本标志，其他活动现象都与黑子有密切关系。众所周知，太阳黑子数有平均大约11年的周期，关于这个周期形成的物理原因，至少被研究了150多年，但至今仍然没有一个完全令人满意的解释。现代的观测越来越清楚地显示，太阳活动与太阳磁场的变化有密切关系，但是太阳磁场周期性变化的原动力却不清楚。我们认为，太阳活动周期性的产生只可能有两种情况：一是太阳对流层物质自身的简谐振荡，固有振荡周期与外界无关；另一种是在周期性外力或能量作用下的受迫振荡。根据黑子周期性不规则的特点，可以排除前者。后者的能量来源可能有两个方面：一是太阳内部核反应辐射能量的周期性，二是行星对太阳的周期性影响。第一个没有观测证据，我们将研究的注意力放在第二个方面。在回顾了历史上众多研究者的研究方法和结果的基础上，我们数值模拟了太阳系最大的8颗大行星对太阳表面物质的引潮力作用，发现引潮力合力的大小变化与太阳黑子数的变化非常相似，太阳黑子的11年周期可以由引潮力合力的频谱合成精确地得到。2太阳活动机制的研究历史和现状1843年，施瓦贝( S．H ．Schw abe) 发现太阳黑子的消长有大约10年的周期。太阳黑子有大有小，有的单个，有的成群，为了定量描述黑子数量，1848年沃尔夫( R．w ol f) 提出了“ 黑子相对数” 的概念，并上溯到1700年的历史观测资料，证明了黑子活动确实有周期性，平均11．1年[ 1。现代的观测资料分析显示出，黑子的周期并不规则，有的长，有的短，平均近似11年。关于黑子的形成，讨论比较多的有两种机制，一种是太阳内部的磁流发电机理论，一种是太阳外部的行星引力理论。1908年海耳( G ．E．H al e) 观测发现了黑子的磁性质[ 2] ，1955年帕克( E．N ．Parker) 首先用数理理论阐述了黑子形成的磁流发电机机制E3] 。该理论认为，太阳对流层内磁流体的较差自转与湍流运动所产生的感应电动势是产生并维持太阳磁场的因素，太阳活动周期可以用由太阳中纬度到太阳赤道的黑子活动波来解释。磁流发电机模型不仅能说明太阳磁场的存在原因，也能揭示太阳黑子的物理实质和形成过程，理论得到的黑子蝴蝶图的纬度分布与观测的结果吻合较好，而且能解释22年的磁周期。因此，该理论是当今该领域中占优势的一种观点，仍在被大量地深入研究和发展E4-73。但是该理论对于太阳黑子呈现的各种周期以及周期的不规则性还没有办法解释[6]，而且不能预报太阳活动的周期[19]。行星引力理论很早就被提出，沃尔夫在1859年就根据木星的公转周期与太阳活动周期几乎相同的事实，试图用行星对太阳的引潮力解释太阳黑子产生的外部原因[ 8c。后来，又有许多人从各个方面对行星的作用进行了研究[ 9-21] ，特别在20个世纪的60到80年代，对该观点的讨论达到高潮，但近20年来比较萧条。行星引力理论认为行星的作用是太阳黑子形成的一种触发机制。该机制还包括两种，一种是行星对太阳表面的引潮力作用[ ，1-17, 19] ，另一种是在行星影响下太阳绕太阳系质心运动的变化El O ，1些对应关系，并且可以解释太阳活动的多种周期性，对8，2of。两者都能发现一太阳活动的预报有一定的价值。但是，行星运动有精确的周期性，而太阳活动的周期是变化的，周期成分复杂，在较短的时间内，太阳活动的相位与行星运动的相位可能是相符的，但至今未见有人得到长期相吻合的结果。225 万方数据