太阳行为反常：黑子消失 能量风暴的前兆？

太阳黑子来来去去，但是过去两年来，多数的黑子都消失了。数百年内的纪录显示，太阳表面上的这些黑点寿命不等，长则数月，短则数日。天文学家也发现，黑子数量增减的周期大约是十一年左右。

据《新科学家》周刊报导，回顾近百年内的纪录，这次的“空窗期”是最长的，连长期观测太阳的专家们都惊呼连连。美国宇航局在阿拉斯加的马歇尔太空飞行中心 (Marshall Space Flight Center)所属的物理学家哈达威(David Hathaway)表示，这辈子还没见过这种景象。

太阳现在受到前所未有的关注，架设于世界各地的天文望远镜正从一个全新的视角，审视这颗最近的恒星与它对地球造成的影响。综合黑子活动与其他结论显示，太阳磁场活动正在减弱，甚至连太阳大小都在缩水。这些结果显示，太阳的内部可能正在发生一些微妙的变化，到底是什么变化呢？

一群群的黑子预警了一场大型的太阳风暴(solar storm)，其释放的能量是原子弹的十亿倍。由于担心这些大型爆发活动可能导致地球上毁灭性的灾难，或者干扰太阳在气候变迁中扮演的角色，相关的研究正火速进行中。

十五年前，美国宇航局与欧洲航天局发射了太阳和太阳风层探测器(Solar and Heliospheric Observatory)，参与计划的科学家福雷克(Bernhard Fleck)近来表示，了解太阳活动周期不是计划的目标，但现在已经成为关键问题。

经由黑子可以管窥太阳内部的磁力活动，太阳内深层的大型磁场回路上涌后，带电粒子喷出表面导致区域性降温，从外部观测该区域颜色会加深，形成了黑子。黑字数目变化也反映太阳内部的变化，哈达威表示人类得以经由变迁过程一窥太阳内部。

每次十一年的周期即将结束前，太阳黑子的数目都会下降，太阳风暴逐渐平息，太阳所有的活动都会趋缓。但是也不会风平浪静太久，黑子数量与风暴规模会在一年内达到新的高峰－太阳活动极大期。

最近的太阳活动衰减特殊之处在于，太阳无法进入下一次的活动循环，太阳活动自2007年底开始趋缓，所以没有人预期在2008年能观察到大量黑子，但是经电脑运算，下一次会有大量黑子重返太阳表面。

哈达威得知的消息是：下一个太阳周期会很特殊，黑子数量、太阳风暴、喷发的能量都会创高峰。也有人预期下次太阳周期可能是有纪录以来最活跃的一个。

第一个与预期相左的异常出现在2008年，当年的太阳异常的温驯，一年中有73%的时间没有黑子，甚至比一般黑子活动极小期还要温驯，历史上只有1913年的极小期，一年中85%的时间没有黑子堪与之匹敌。

2009年一到，太阳并未如天文物理学家的期待般开始活动，直到十二月中旬一个数量足以维持数年的大黑子群才终于出现。即便太阳最后打包上路进入了下一个周期，但目前为止黑子的数量还是远低于预期，太阳内部好像发生了某些电脑模拟无法预期的变化，但是些什么变化呢？

大量太空与地面望远镜的观测显示，答案可能就在太阳两条大输送带的运作上。这两条气体输送带在太阳内部与表面不停的输送物质与磁力，平均大约每四十年可以循环一次。

当哈达威的研究小组藉由观测厘清电脑模拟的错误时，他们注意到太阳表面的气体输送带从2004年便开始加速。

但是内部深处的输送却不是这样。太阳表面也有类似地震波的扰动，美国国立太阳天文台的郝威(Rachel Howe)与希尔(Frank Hill)利用表面扰动来推断太阳内部的情况，分析2009年以后的资料后发现，当表面的气体流动加速时，内部的流动几乎是龟速爬行。这些发现让最优秀的太阳电脑模拟陷入混乱，哈达威认为这是对理论的一大挑战。

这些新理论提出的问题不仅限于太阳本身，还有太阳活动对地球气候影响的程度。有些人认为太阳活动的变化是全球气候变迁的主因，同样也有人相信太阳在地球气候大戏中不过是个小角色。

过去两年内太阳活动大减，恰好让天文学家有机会得以设计一个实验来解决这个争论，也让科学家得以检视剔除太阳后，其他因素将如何影响气候变迁。黑子数量如此之少，到达地球的太阳辐射也随之明显变化。伦敦帝国理工学院(Imperial College)气候学家海伊(Joanna Haigh)表示，这是一次非常好的天然实验，现在就看地球会如何反应。

英国瑞丁大学的太空环境物理学教授鲁克伍(Michael Lockwood)可能已经确认其中的一项反应，即欧洲在2009至2010年间的冬季出现异常低温。鲁克伍研究的纪录追溯至1650年，他发现欧洲严寒的冬季很可能出现在太阳活动较低的时期，这个结果说明太阳活动可以对整体气候造成些微影响，而非在局部地区造成重大效应。

另一个例子是所谓的“蒙德极小期”(Maunder minimum)，1645至1715年间，太阳黑子消失了，太阳活动暴减。如果阵势相同的太阳活动即将展开，并延续到2100年，经由德国波茨坦气候冲击学院 (Potsdam Institute for Climate Impact Research) 的福伊尔纳(Georg Feulner)与拉姆史卓夫(Stefan Rahmstorf)的计算，全球暖化导致的气温上升将因此减缓摄氏0.3度。

但是，有些因素扩大了蒙德极小期对北欧的冲击，形成众所周知的小冰期，当时比寻常还冷的冬季频繁出现，欧洲的平均温度降低了摄氏一至二度。

地球气温的增高常伴随太阳辐射输出的极大值，2008年美国海军研究实验室太空科学部的黎恩(Judith Lean)出版了一份研究报告，显示太阳活动的高峰值对北欧有不相称的暖化影响。


目前尚无法预期太阳下一步的反应，多数的天文学家认为太阳活动周期会继续，但是如同十九世纪末所见，活跃程度会明显减弱。也有证据显示，太阳制造黑子的能力消失了，在2015年之前黑子可能会全数消失，将我们推入新一代的“蒙德极小期”，或者是另一个小冰期。

当然，太阳活动只是气候变动的天然因素之一，其他诸如将气体、灰尘送进大气的火山爆发也是。

但是，确切了解太阳的易变性，以及它影响地球不同地区气候的模式依旧关键。届时气象学家会有能力修正这些效应，不再仅止于描述测量结果，还能企图改造数百年内的气候。唯有如此，我们才能对太阳影响地球及其气候的实际程度达成一个无庸置疑的共识。