研究证实了行星潮汐力对太阳活动的影响

太阳物理学中的一个重要问题是为什么太阳的活动遵循11年的常规周期。来自德国独立研究机构Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf(HZDR)的研究人员现在提出了新发现，表明金星，地球和木星的潮汐力影响太阳磁场，从而控制太阳周期。研究小组在“ 太阳物理学 ”杂志上发表了他们的发现。

原则上，像太阳这样的恒星的磁活动经历循环振荡并不罕见。然而过去的模型无法充分解释太阳的规律周期。HZDR研究小组现已成功证明太阳上的行星潮汐力就像一个外钟，是其稳定节奏背后的决定性因素。为了实现这一结果，科学家系统地比较了过去一千年的太阳活动与行星星座的历史观测，统计证明这两种现象是相关的。“有一个令人惊讶的高度一致性：我们看到的是在90个周期内与行星完全平行，”该研究的第一作者弗兰克斯特凡尼说。“一切都指向一个时钟进程。”

随着月球的引力引起地球上的潮汐，行星能够将热等离子体置换到太阳表面。当最大的金星 - 地球 - 木星对齐时，潮汐力最强; 每11。07年发生一次的星座。但是效果太弱而不能显着扰乱太阳内部的流动，这就是为什么时间重合被长期忽视的原因。然而，HZDR研究人员随后发现了可能影响太阳磁场的潜在间接机制的证据通过潮汐力：泰勒不稳定性的振荡，一种物理效应，从某一电流，可以改变导电液体或等离子体的行为。基于这一概念，科学家们在2016年开发了他们的第一个模型; 他们已经在他们的新研究中推进了这个模型，以呈现更现实的情景。

具有重大影响的小触发器：潮汐利用不稳定性

在阳光下的热等离子体时，泰勒不稳定扰乱磁通与磁场，它本身非常敏感反应，以微小的力。小的能量推力足以使扰动在右手和左手螺旋(旋转投射到动量方向)之间振荡。这需要的动量可能是每十一年由行星潮汐力引起的 - 最终还设定了磁场逆转太阳极性的节奏。

“当我第一次阅读关于将太阳能发电机与行星联系起来的想法时，我非常怀疑，”Stefani回忆道。“但是当我们发现当前驱动的泰勒不稳定性在我们的计算机模拟中经历螺旋振荡时，我问自己：如果等离子体受到类似潮汐的小扰动的影响会发生什么?结果是惊人的。振荡真的是兴奋并与外部扰动的时间同步。“

太阳能发电机增加了触感

在发电机的标准情形中，太阳的旋转和太阳等离子体的复杂运动产生周期性变化的磁场。这里有两种效应相互作用：等离子体在太阳赤道处比在极地处更快地旋转。这导致了欧米茄效应：在等离子体中冻结的磁场线在太阳周围伸展，并将磁场转换成几乎与太阳赤道平行排列的场。α效应描述了扭转磁场线的机制，迫使磁场回到南北方向。

然而，究竟是什么导致α效应是一个争议的主题。Stefani的模型表明泰勒的不稳定性是造成这种情况的部分原因。研究人员认为最合理的情景是经典的太阳能发电机与行星激发的调制相结合。“然后太阳将是一个完全普通的老星，其发电机周期与潮汐同步，”Stefani总结道。“我们的新模型的优点在于，我们现在可以轻松地解释以前难以模拟的效果，例如用太阳黑子观察到的'假'螺旋，或者太阳活动曲线中众所周知的双峰。 “

除了影响11年的周期外，行星潮汐力还可能对太阳产生其他影响。例如，还可以想到的是，它们改变了太阳的内部辐射区和太阳的外部对流区(转速线)之间的过渡区域中的等离子体的分层，使得磁通量可以更容易地传导。在这些条件下，活动周期的大小也可以改变，就像Maunder Minimum的情况一样，当太阳活动在较长阶段出现强烈下降时。

从长远来看，更精确的太阳能发电机模型将有助于科学家更有效地量化气候相关过程，如空间天气，甚至可能有一天改善气候预测。新的模型计算还意味着，除了潮汐力之外，可能还有其他一些迄今被忽视的机制必须被纳入太阳能发电机理论中，弱势力的机制 - 正如研究人员现在所知道的那样 - 具有重大影响。为了能够在实验室中研究这个基本问题，研究人员目前正在HZDR建立一个新的液态金属实验。