星震表明，太阳的下一个太阳周期已经开始

作者：小菜更新时间：2025-04-25 点击数：

简介：（主）具有11年太阳周期的太阳（右上）2024年5月5日发生的大太阳黑子的日震和磁成像仪（HMI）图像（右下）2024年间

【菜科解读】

（主）具有11年太阳周期的太阳（右上）2024年5月5日发生的大太阳黑子的日震和磁成像仪（HMI）图像（右下）2024年间发生的大黑子的日地震和磁成像器（HMI）图显示了太阳上哪些纬度的旋转速度比过去29年的平均水平快（显示为红色和黄色）或慢（显示为蓝色和绿色）（图片uux.cn/NASA/SDO和HMI科学团队/Rech Howe）据美国太空网（Robert Lea）：太阳科学家发现了下一个太阳周期开始的迹象。

尽管六年后才到期，而且目前的太阳周期（第25周期）仍在进行中。

星震表明，太阳的下一个太阳周期已经开始

目前的太阳周期预计将在2025年中期达到峰值或太阳活动高峰期，届时我们恒星的磁场将翻转，两极将切换。

导致这一太阳活动的原因是太阳黑子、太阳耀斑和被称为日冕物质抛射（CME）的恒星等离子体爆发的增加。

尽管第25个太阳活动周期正在加速到顶峰，但第26个太阳活动周似乎迫不及待地要到来。

伯明翰大学的研究人员探测到，下一个11年太阳活动周期开始的隆隆声是以星震的形式出现的，即声波在太阳内部反弹。

伯明翰大学的团队负责人Rachel Howe在一份声明中表示：令人兴奋的是，第一个迹象表明，这种模式将在大约六年后开始的第26轮中再次出现。

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轮到你了，第26轮！为了发现这种过度活跃的太阳周期的迹象，Howe和他的同事使用了一种名为日震学的科学技术，该技术可以测量我们恒星上的星震。

正如地震学家可以利用地球上的地震波来确定我们星球的内部，包括其结构和组成一样，日震学家也可以利用声波和太阳来确定。

日震学还可以确定太阳是如何旋转的。

因为太阳是一个由过热气体或等离子体组成的滚动球，它不像固体那样旋转。

相反，它经历了一种称为微分旋转的旋转形式，看到太阳的不同层以不同的角速度移动。

星震表明，太阳的下一个太阳周期已经开始

这产生了一种可见的带模式，称为太阳扭转振荡——有些旋转得更快，有些旋转得更慢。

在太阳活动周期中，这些带往返于太阳的两极和赤道。

当下一个太阳即将开始时，旋转速度较快的带通常会显现出来。

显示整个太阳周期23和24以及周期25前半部分的图。

对于每个周期，较快的旋转带在该周期的磁活动之前就开始了。

在图的最右侧，一个较小的红色部分可能表示第26周期快速旋转带的开始。

（图片uux.cn/Rachel Howe）伯明翰大学的研究小组在他们一直在分析的旋转带数据中看到了一个微弱的迹象，表明第26周期开始显现。

如果你在绘图上回溯一个太阳周期——11年，你可以看到一些类似的东西，似乎与我们在2017年看到的形状相吻合。

Howe说：它继续成为当前太阳周期第25周期的一个特征。

我们可能会看到第26周期的第一个痕迹，该周期要到2030年左右才会正式开始。

日冕物质抛射从太阳爆发。

这些事件的频率随着太阳活动极大期的临近而增加。

星震表明，太阳的下一个太阳周期已经开始

（图片uux.cn/NASA/STEREO-A/COR2）美国国家航空航天局的太阳动力学天文台（SDO）自2010年以来一直在观测太阳，使用其机载太阳地震和磁成像仪（HMI）收集太阳地震数据，以帮助Howe等科学家研究太阳扭转振荡信号。

除此之外，得益于太阳和日球层天文台（SOHO）上的迈克尔逊多普勒成像仪（MDI），研究人员拥有可追溯到1995年的类似数据。

这意味着Howe和他的同事们对周期23、24和25的上升阶段有了一个了解。

事实上，Howe已经跟踪太阳自转的变化大约25年了，当科学家们只有第23周期的一部分数据时，她就开始了她的研究。

这揭示了快速移动的物质和太阳黑子向太阳赤道移动，这种模式在第24周期和第25周期的生长过程中以类似的方式重复。

现在，豪暗示，在第26周期之前，同样的模式再次发生。

她总结道：有了更多的数据，我希望我们能更多地了解这些流动在形成太阳周期的等离子体和磁场的复杂舞蹈中所起的作用。

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该团队的研究在赫尔举行的皇家天文学会2024年全国天文学会议（NAM 24）上进行了展示。

一种降低在月球上丢失太阳能漫游车风险的新方法

我们方法的概念性概述。

大多数用于太阳能供电的长距离导线规划算法没有主动考虑可能的导航延迟。

在这里，虚白色路径显示了一个计划，该计划将PSR内的漫游车尽快引向阳光，但它对可能的延迟没有弹性，这种延迟将导致漫游车落后于计划，并错过关键的太阳能充电事件。

另一方面，主动考虑延迟蓝线的规划策略将使漫游车走上潜在的更长但更安全的轨迹。

鸣谢:uux.cn/背景图像和蝰蛇漫游者渲染:美国宇航局和亚利桑那州立大学。

据美国物理学家组织网（英格丽德·法德利）：美国宇航局和世界各地的其他太空机构定期向太空发送机器人和自动飞行器，以探索太阳系中的行星和其他天体。

这些任务可以大大提高我们对太阳系其他地方的环境和资源的了解。

多伦多大学航空航天研究所和美国宇航局喷气推进实验室 JPL的研究人员最近进行了一项研究，探索可以提高使用太阳能漫游车进行月球探索的有效性和成功率的回收策略。

他们的论文预先发表在arXiv上，介绍了一种新的方法，可以帮助太阳能漫游车安全地离开月球上永久的阴影区域。

领导这项研究的研究员Opvier Lamarre告诉Phys.org:近年来，几个国家已经表示对探索月球南极感兴趣，包括美国、中国、印度、俄国和其他国家。

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他们中的大多数人计划使用太阳能漫游车来探索经常处于阴影中的区域称为永久阴影区，或PSRs，我们怀疑这些区域可能包含大量的水冰。

可以想象，用太阳能漫游车进入PSR是一项冒险的尝试！如果漫游车因故障而延迟，它可能无法在能量耗尽前回到阳光中。

太阳能漫游车在能效方面有许多优势，但它们受到依赖太阳光运行的限制。

由于月球上的一些区域永久处于阴影中，漫游者对阳光的依赖可能会阻止他们安全地探索然后离开这些区域，导致他们在执行任务时耗尽能量。

拉马尔和他的同事最近工作的一个关键目标是量化失去太阳能漫游车的概率，因为他们正在探索月球上的这些阴影区域。

此外，该小组希望设计一种方法，帮助最大限度地提高太阳能漫游车安全完成任务的概率。

首先，我们需要定义太阳能漫游车在月球南极‘安全’意味着什么，拉马尔解释道。

为了做到这一点，我们关注漫游车在什么地方、什么时间离开PSR，以及它的电池还剩多少能量。

这表明了漫游车在下一段任务之前是否可以在原地冬眠因此，在那之前保持安全。

然后，我们计算一种在线遍历规划方法，漫游车可以从任何起始状态包括PSRs内部开始遵循该方法，以最大化其生存概率。

拉马尔及其同事概述的规划方法被称为恢复政策，因为它本质上是一种后备策略，允许漫游车最大限度地增加到达安全的机会即阳光将到达的区域，为其电池充电。

在他们的论文中，研究人员表明，在这种情况下计算这种复苏政策可能具有挑战性，因为它需要几个近似值，如果非常不正确，可能会影响整体预测的可靠性。

例如，时间是我们状态空间的连续维度，需要离散化，拉马尔说。

我们需要确保这种近似/离散化不会危险地扭曲对故障概率的预测。

在月球南极，太阳光照是高度动态的；附近的山脉和环形山可能会在地表投下巨大的阴影。

如果与近似政策假设相比，漫游者稍微落后于计划，它可能会错过关键的太阳能充电期。

如果比政策设想的提前一点，也是如此。

由于这些时间近似值极大地影响了太阳能漫游车回收政策的可靠性，拉马尔和他的同事们保持了高度保守。

这最终将失败的风险降至最低，同时增加了该策略在现实任务中保持安全的可能性。

我们认为这种方法在许多方面都是有用的，拉马尔说。

首先，它代表着向远程自主移动规划算法迈出了一步，该算法主动考虑或‘推理’太阳能漫游车的风险。

此外，我们的技术可以成为人类操作员在月球南极制定新的月球车任务的有用工具它可以用于着陆点选择、全球遍历规划和风险预测等，甚至可以通过地面回路操作支持正在进行的任务。

在未来，这个研究小组引入的回收政策可以应用于月球上的真实世界探索任务，以降低在阴影区域丢失太阳能漫游车的风险。

由于最近的研究是与美国宇航局的JPL合作进行的，这种方法很快就可以在各种现实的月球场景中进行测试。

到目前为止，我们使用Cabeus环形山的轨道数据测试了我们的方法，但我们希望使用美国宇航局定制的太阳照明地图，并将我们的技术应用于月球南极的许多其他区域，这些区域有一天将被机器人或载人任务访问，如Shackleton，Faustini，Nobile，Haworth和Shoemaker环形山，Lamarre补充道。

此外，我们目前正在研究新一代风险预测远程导航算法，用于利用太阳能漫游车探索月球南极。