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標 題: [摘錄]太陽磁場為什麼會反轉？
發信站: 銘傳築夢別境 (Thu Nov 27 19:58:44 2003)
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很多人都知道太陽有一個平均11年的活動週期，也知道太陽的磁場每11年會反轉一次
。但是，你知道太陽的磁極為什麼會反轉嗎？研究學者指出：根據SOHO太陽觀測衛星
長達8年的觀察，配合其他人造衛星、地面光學與電波望遠鏡、高空飛機酬載的望遠鏡
等觀測資料，太陽磁極反轉的主因，似乎來自日冕物質噴發的累積效應。由於CME噴發
若對著地球而來，往往對人造衛星、電波通訊、電力系統等造成影響，因此科學家希
望能藉由這樣的研究，對未來的「太空氣象」做更準確的預測。相關研究將發表在天
文物理期刊（Astrophysical Journal，ApJ）中。
當太陽達到每11年活動週期中的極大期時，太陽表面的爆發現象如閃焰、爆發日珥與
日冕物質噴發等，會比平常更多、更頻繁，規模也更大；同時，太陽的磁場極性會在
極大期達到最盛時反轉。例如：太陽北極原本是磁N極、南極是磁S極，此時會反轉成
北極為磁S極、南極為磁N極；到11年之後的另一個極大期，太陽磁場又再次反轉回原
本的北極是磁N極、南極是磁S極。如此週而復始。因此，太陽真正的活動週期，應是
22年的「磁週」。
NASA哥達德太空飛行中心太陽物理學家Nat Gopalswamy表示：日冕物質噴發（Coronal
Mass Ejections，CME）是太陽日冕層中的噴發現象，每次CME爆發，都會從太陽表面
向太空中拋射數十億噸的帶電粒子，等於是將太陽的老磁場帶走，讓新的磁場得以形
成。就像是蛇要成長，必須逐次褪去牠的外皮一樣。（動畫）這樣的蛻變過程很漫長
但很激烈，上千次的CME、每次CME都從磁極帶走數十億噸的氣體，逐次、逐次地清除
太陽的老舊磁場份子、修整因太陽黑子或其他活動所引起的磁場擾動；等到清除過程
完成時，太陽的磁極也換邊了。
CME的發生有兩種型式：一種是在太陽黑子附近，當黑子數量達到極大時，CME的爆發
也到極盛期；而由於黑子多半出現在赤道至中緯度地區，因此這類型CME也多出現在赤
道到中緯度地區。另外一種CME出現在太陽極區附近，與黑子不太相關；這類型CME數
量最多時是在黑子數量最多時，但當黑子數量開始下降時，CME的頻率仍然很高，是清
除太陽舊磁場、造成太陽磁極反轉的主力。
SOHO於1996年開始投入太陽觀測的工作行列，當時太陽處在極小期，非常寧靜，每天
只有少數的黑子，CME發生頻率低於每天一次。但到了西元1999～2000年時的極大期時
，每天至少有五次CME，比科學家原本預期的每天平均2次還高。更甚者，科學家發現
CME粒子噴出的速度從極小期的每小時99萬增加到每小時198萬公里。即使當黑子相對
數於2000年7月過最高峰期後，CME的發生頻率並未因此降低，直到2002年10月左右才
達到CME發生的高峰期。在2000年中至2002年中的這段時間，太陽磁場就處在不穩定
的時期—磁極就在這段期間逐漸反轉完成。因此，這些科學家們一致認為：如能瞭解
不同太陽活動時期、不同緯度、不同速度與外觀的CME，對將來太空氣象預測的精準
度改善非常有用。
參考資料來源：http://www.gsfc.nasa.gov/topstory/2003/1120sun_flip.html
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