太阳的磁场即将翻转。这是值得期待的事情。

当太阳达到其活动高峰期（称为太阳活动极大期）时，我们恒星的磁场将突然反转。但为什么会发生这种情况？它会影响地球吗？

太阳正处于一个重大事件的边缘：磁场反转。 

这种现象大约每 11 年发生一次，标志着太阳周期的一个重要阶段。极性的转变表明太阳极大期的中点、太阳活动的高度以及向太阳极小期转变的开始。 

上一次太阳磁场翻转是在 2013 年底。但是是什么导致了这种极性转换，这是否危险？让我们深入研究太阳磁场的反转，并研究它可能对地球产生的影响。

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要了解磁场的反转，首先，熟悉太阳周期很重要。这个大约 11 年的太阳活动周期是由太阳磁场驱动的，并由表面可见的太阳黑子的频率和强度来指示。给定太阳周期期间太阳活动的高度被称为太阳活动极大期，目前的估计预测它将发生在 2024 年底至 2026 年初之间。

但还有另一个非常重要但鲜为人知的周期，它包含两个 11 年的太阳周期。太阳天体物理学家、Space.com 特约撰稿人瑞安·弗伦奇 (Ryan French) 告诉 Space.com，这种磁周期被称为海尔周期，持续大约 22 年，在此期间太阳磁场会发生逆转，然后恢复到原始状态。 

在太阳极小期，太阳的磁场接近偶极子，有一个北极和一个南极，类似于地球的磁场。但当我们转向太阳极大期时，“太阳的磁场变得更加复杂，没有明显的南北极分离，”弗兰奇说。当太阳活动极大期过去、太阳活动极小期到来时，太阳已经回到偶极子状态，尽管极性发生了翻转。 

即将发生的极性转换将是北半球的磁场从北磁场转向南磁场，南半球的磁场极性将从北磁场转向南磁场。弗兰奇解释说：“这将使它的磁场方向与地球相似，而地球在北半球也有指向南方的磁场。”

是什么导致极性转换？ 

这种逆转是由太阳黑子驱动的，太阳黑子是太阳表面磁性复杂的区域，可以产生重大的太阳事件，例如太阳耀斑和日冕物质抛射（CME）——等离子体和磁场的大规模爆炸。

弗兰西说，当太阳黑子出现在赤道附近时，它们的方向将与旧磁场相匹配，而靠近两极形成的太阳黑子将具有与传入的磁方向相匹配的磁场。这就是所谓的黑尔定律。 

斯坦福大学威尔科克斯太阳天文台主任、太阳物理学家托德·霍克塞玛 (Todd Hoeksema) 此前告诉 Space.com：“活跃区域的磁场向两极移动，最终导致逆转。”

但这种极性转变的确切根本原因仍然是个谜。斯坦福大学太阳物理学家 Phil Scherrer 此前告诉 Space.com：“这涉及到整个[太阳能]周期，并且想知道那是什么。” “我们仍然没有对正在发生的事情进行真正自洽的数学描述。在你能够对其进行建模之前，你并没有真正理解它 - 很难真正理解它。”

这实际上取决于磁场来自哪里。 “是否会有很多太阳黑子？太阳黑子是否会对极地磁场产生贡献，或者它们会在局部消失吗？”霍克塞玛说道。 “这个问题我们还不知道如何回答。”

切换发生的速度有多快？ 

我们所知道的是，太阳磁场翻转不是瞬时的。在整个 11 年的太阳周期中，这是从偶极子到复杂磁场再到反转偶极子的逐渐转变。 “简而言之，太阳两极翻转并不存在特定的‘时刻’，”弗兰奇说。 “它不像地球，翻转是通过北极/南极的迁移来测量的。” 

完全逆转通常需要一两年的时间，但情况可能会有很大差异。例如，根据国家太阳天文台的数据，2019 年 12 月结束的第 24 号太阳周期的北极场花了近五年的时间才发生逆转。

磁场翻转是渐进的，你甚至不会注意到它何时发生。不，无论听起来多么戏剧化，这并不是世界末日即将来临的迹象。 “明天世界不会终结，”谢勒此前告诉 Space.com。

然而，我们会经历一些极性翻转的副作用。 

太阳磁力翻转如何影响我们？  

毫无疑问，太阳最近异常活跃，发射出无数强大的太阳耀斑和日冕物质抛射，在地球上引发了强烈的地磁风暴，进而在最近产生了一些令人难以置信的极光现象。 

然而，太空天气日益严重并不是极性翻转的直接原因。相反，这些事情往往会同时发生，Hoeksema 在 2013 年告诉 Space.com。

弗伦奇表示，太空天气通常在太阳活动极大期最强，此时太阳的磁场也最复杂。 

磁场变化的一个副作用虽然轻微，但主要是有益的：它可以帮助保护地球免受银河宇宙射线的影响，银河宇宙射线是一种高能亚原子粒子，以接近光速传播，可以损坏航天器并伤害地球保护大气层之外的轨道宇航员。 

随着太阳磁场的变化，“电流片”（从太阳赤道向外辐射数十亿英里的广阔表面）变得非常波浪状，为抵御宇宙射线提供了更好的屏障。  

预测未来太阳周期的强度  

科学家将密切关注太阳磁场的反转，看看它需要多长时间才能弹回偶极结构。如果这种情况发生在未来几年内，那么下一个11年周期将相对活跃，但如果积累缓慢，周期将相对较弱，就像之前的第24个太阳周期一样。 

最初发布于Space.com。