太陽磁場可能具有兩種不同的狀態

美國科羅拉多大學波德分校（University of Colorado Boulder）羅倫·馬太斯基（Loren Matilsky）和尤里·多梅力（Juri Toomre）發展出一套太陽內部結構電腦模擬程式，期望能藉此瞭解恆星內部的騷亂狀態，結果意外發現太陽磁場很可能具有兩種性質，如同人類的雙重人格一樣：在極少數情況下，太陽內部磁場可能會脫離常態而轉變成另一種罕見狀態。這些狀態的轉變，或許可提供太陽內部磁場生理時鐘（internal clock）的線索，瞭解讓平均約十一年的太陽活動周期的轉變過程。不過這項發現僅初具模型，還需要利用自19世紀開始至今的觀測資料來分析佐證。

科學家至今仍不清楚太陽活動周期為何發生？為什麼有些周期的活動程度比其他周期還劇烈？如果能經由太陽表面的觀測結果，配合理論模型，那說不定以後就可以預測太陽活動周期的狀態。

Matilsky等人深入瞭解「太陽發電機（solar dynamo）」的現象，也就是太陽的磁能集中程度。之所以有太陽發電機現象，是太陽內部熾熱電漿因太陽自轉等運動而造成的，太陽黑子、閃焰或從太陽表面向外噴發的日冕物質拋射（CME）等現象皆與此有關。但發電機現象並不容易進行研究，因為其主要形成和演變的地方都在不可見的太陽內部，尚無儀器可直接探測到，只能透過超級電腦來模擬太陽內部發生了什麼。

馬太斯基等人主要模擬的是太陽的對流層，這一層的物質是以對流方式從內向外傳地能量，如同一鍋沸騰的水一般。模擬結果發現太陽發電機會在太陽赤道儀以北和以南之處形成。在一個正常的太陽活動周期裡，發電機形成後會朝逐漸赤道移動，止於此處，然後又重頭來過，如同真正觀測到的太陽活動周期狀態一樣，稱之為磁場蝴蝶圖。但這並不是全部結論：他們發現太陽發電機約每一百年中會有兩次異於正常周期的南北對稱狀態，此時發電機幾乎只集中在其中一個半球，而且會是集中在其中一個半球數個周期之後，換成集中在另一個半球，最後才回歸原始狀態。

天文學家以前就曾偶然看過太陽黑子在其中一個半球的數量比另一半球多的現象，如同馬太斯基等人的模擬結果一樣。所以這個「隱藏性格」模式或許是這個模擬過程中出現的偶然或意外，但也很可能是真的呈現出了以前不曾知曉的太陽發電機狀況。馬太斯基等人計劃要進一步改善並發展他們的這個理論模型，看看太陽發電機是否真的有兩種模式，更期待能透過這個模擬解決太陽活動高低起伏的起因，並能適時提出若地球受到太陽活動周期變動影響時的應對辦法。

【圖：馬太斯基及多梅力；文：節錄自台北天文館之網路天文館網頁；新聞訊息由林景明提供】