在第24个太阳周期间，太阳表明迄今为止它仍不乏神秘之处。
也许太阳产生的最大新闻是它“没在做”的事。 正如《天文在线》报道的，本周期在表现上格外薄弱。2009年是彻底的太阳活动谷年，因此目前的第24轮周期起步较晚，代表太阳活动峰年的磁极极性翻转才刚刚抵达我们这.....
或者，是吗？
密歇根大学安阿伯市大气、海洋和空间科学系在《天体物理学报》上发表了一项令人激动的新研究成果，称在太阳周期活动时，我们只看到了谜题的一部分。
传统模型依赖于月平均太阳黑子数量。这个数字关联着观测到的太阳朝向地球一面的黑子数量的统计估算值。自1848年鲁道夫·沃尔夫首次提出以来，一直使用它，这也是为什么相对太阳黑子数量有时也被称为沃尔夫数量或者苏黎世数量。
但太阳黑子数量可能只讲述了故事的一半。在他们在2013年的题为《评估太阳磁场的总体复杂性与跟踪太阳周期的两个新参数》的论文中，研究人员赵亮（音），恩里科·兰迪和莎拉 E·吉布森描述了一种通过观察三维动力日球层电流片(HCS，heliospheric current sheet）来为太阳活动建模的新方法。
图解:日球层电流片穿过内太阳系的螺旋曲线。（图片来源：NASA）。
日球层电流片（或HCS）是太阳磁场的边界，它将向外延伸至整个太阳系的北极与南极区域分隔开来。在太阳活动谷年，电流片几乎是平的、呈裙子状。但在太阳活动峰年，它是倾斜的、呈波浪形，很复杂。
该项目研究人员使用两个变量（称为SD和SL）来生成可以表征HCS三维复杂性的测量结果。赵亮告诉《今日宇宙》：“SD是HCS在太阳表面每份卡灵顿地图（Carrington map）上的位置的标准纬度偏差，它主要告诉我们HCS从赤道分布的距离。 SL是该地图上HCS的斜率积分，它可以告诉我们每份地图上HCS的波动率。”
对太阳磁场的地面和空间观测利用了一种称为塞曼效应的现象，这种现象首先在1908年，乔治·埃勒里·黑尔使用他新发明的太阳光谱镜进行的太阳观测中得到证实。对于该研究，科研人员使用了涵盖1975至2013年间的数据，来描述威尔科克斯太阳观测台在线提供的HCS数据的特征。
图解:SD和SL参数与传统的月度太阳黑子数量（SSN）并列。注意直至2003年左右第23轮太阳周期结束前的平滑拟合。（图片来源：赵亮/《天体物理学报》）
比较HCS值与之前的太阳黑子周期会产生一些有趣的结果。尤其将SD和SL值与月度太阳黑子数量进行比较，可以为前三个太阳周期提供“良好的拟合” - 直到第24周期。
“看看HCS值，我们可以发现太阳早在2003年就开始表现奇怪，”赵亮说，“以月度太阳黑子数量为特征的当前周期延迟了一年开始，但就HCS值而言，第24个周期的峰值正好按时发生，第一个峰值就在2011年末。”
“科学家认为，这一高峰周期中，太阳黑子数量也将有两次峰值，与上一太阳活动高峰相同（分别在在~2000和~2002年），”赵继续说，“因为太阳南、北半球的磁场看起来不对称，北方进化得比南方快。但据我所知，24号周期中月平均太阳黑子数量的峰值仍然出现在2011年11月。所以我们可以说第24周期的第一个峰值可能就是2011年11月，因为它是本周期中迄今为止最高的月度太阳黑子数量。如果有第二个高峰，我们迟早会看到它。”
该论文还指出，尽管第24周期与第25周期相比尤显薄弱，但与过去260年间的太阳活动周期相比，其活动范围并非孤例。
图解:标绘在太阳表面的HCS曲线。比较了2000年10月的太阳能峰值（CR 1968），2005年4月的下行阶段（2029），2009年9月的太阳谷值（CR 2087），以及2010年3月的上升阶段（CR2094）。 CR =卡林顿旋转（Carrington Rotation）。 （图片来源：赵亮/《天体物理学报》）
HCS值描绘出太阳在一个完整的27天卡林顿旋转内的特征。这是太阳旋转的平均值，因为极点比赤道区域旋转得慢。
极点再次反转回相同极性所需的大约22年的时间跨度，等于两个平均11年的太阳黑子周期。在这个周期中，太阳的磁场异常不对称，在撰写本文时，太阳已经先行完成了北极的逆转。
这种即将来临的极点翻转不对称，首次记录在跨越1954年至1964年的第19个太阳周期期间。太阳周期从1749年开始的观测起编号，距持续70年的蒙德低谷期（Maunder Minimum）结束正好40年。
“这是研究太阳磁场的一个激动人心的时刻，我们可能会目击一种低活跃度周期的回归，就像100年前那样，”NCAR/HAO的资深科学家和共同作者莎拉·吉布森说。
图解:一个巨大的太阳黑子群在2013年7月初旋转着进入视野，是迄今观测到的第24号周期中最大的之一。 （图片来源：NASA / SDO）。
但这一次，空间和地面天文台组成的无敌舰队将以前所未有的方式来审视我们的主星。太阳和太阳风层探测器（SOHO，SOlar Heliospheric Observatory）已经相当于跟随太阳通过了一个完整的周期 - 现在，它已与日地关系天文台(STEREO A＆B)、日本宇航探索局（JAXA）的日之出卫星（Hinode），欧洲航天局（ESA）的普罗巴2号卫星（Proba-2）和NASA的太阳动力学观测站在太空中联合起来。 今年早些时候NASA发射的界面区域成像光谱仪（IRIS）也于近期开始工作。
太阳南极的磁极性反转之后，第24周期是否会出现第二个峰值，还是即将“离开”？第25周期是否会如一些研究人员所说的那样一并缺席？在复杂的气候变化谜题中，太阳活动到底扮演了什么角色？对太阳科学来说，未来几年将非常令人兴奋，因为HCS SD和SL值的预测意义正投入考验......这正是优质科学的全部意义所在！
参考资料1.WJ百科全书
2.天文学名词
3. Amy-universetoday
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