隐形力场 壮丽的太阳磁场线图

 　从地球上看，太阳可能像是一个静止的黄色圆盘。不过，太阳表面其实运动剧烈。上个世纪50年代，天文学家第一次窥见“舞动”的太阳物质，它只发出肉眼不可见的光。如今，新图像向我们揭示出太阳磁场如何随着不断运动而产生改变。它表明，太阳大气中的“亮斑”可能是太阳的神秘磁场的标记。

　　对于理解太阳系空间本质而言，理解太阳磁场的成因至关重要。从引发地球空间气象(如极光)的太阳风暴，到太阳系内必经的行星际磁场和辐射，太阳磁场是一切的源头。

　　2016年3月12日，NASA的太阳动力学天文台拍摄了一张照片，研究人员据此描绘出太阳的磁场。科学家可以通过这些复杂的线条，了解太阳磁场随表面及内部不断运动而产生变化的方式。从图中可以看出，太阳表面的亮斑附近的磁场线最为密集——这些亮斑是磁场十分活跃的区域，还有许多磁场线连接着不同的活跃区域。

　　研究人员通过“PFSS”(势场源表面)模型——基于太阳表面磁场测量而构建的太阳大气磁场模型——绘制了这张磁场图。原始图像以171埃的极端紫外线波长拍摄而成，人眼看不到这类光线，但研究人员用金色在图中描绘了出来。

　　研究人员并不完全确定太阳磁场从哪里发出，其源头可能接近太阳表面，也可能深埋于太阳内部。

　　为了了解太阳磁场，天文学家对太阳表面的物质进行观察。太阳由等离子体构成，这是物质的一种类气态状态——电子和离子分离，产生超热的带电粒子混合物。当带电粒子移动时，它们会自然地产生磁场，而这又反过来对粒子的运动方式产生额外作用。太阳的等离子体引发了一种复杂的因果关系系统，太阳内部的等离子体流引发了太阳磁场。该系统被称为“太阳发电机”。

　　目前，科学家尚不完全理解太阳磁场，包括它到底如何产生、太阳深部的磁场结构如何。不过，科学家还是知道了不少，比如太阳磁场会引发大约11年的活动周期。随着每一次喷发，太阳磁场都会趋于平滑，直至达到最简状态——此时为太阳极小期，即太阳活动最不频繁的时期。自那之后，太阳磁场会变得越来越复杂，直到在太阳极大期时达到巅峰。

　　在太阳极大期时，磁场形状很复杂，遍布大量小型结构——即活跃区域。在太阳极小期时，磁场较弱、且集中于两极，其结构非常平滑，不会形成日斑。两者对比如下图所示。

　　目前，太阳正处于一个多世纪以来最平静的时期。