太阳磁场的两极正在消退。但请不要惊慌：这完全是我们的恒星正常 11 年活动周期的一部分。
在过去的几年里，太阳活动——以太阳表面的黑子数量来衡量——一直在增加，电磁辐射耀斑等太阳爆发和等离子体团喷射事件也在增加。太阳风暴带来了令人惊叹的极光展示和偶尔的无线电中断。地球人不太容易注意到的是：这种太阳活动也在侵蚀太阳出乎意料的流体磁场，结果是我们的恒星的磁极几乎失去了电荷。科学家表示，随着时间的推移，磁场将会反转，然后随着太阳活动减弱而逐渐增强。
“目前看来，太阳的极地磁场相当同步，”科罗拉多州博尔德市西南研究院的太阳科学家丽莎·厄普顿说。“它们正非常接近于零，所以它们变得非常非常弱，但我们还没有完全达到反转点。”
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极性反转将标志着一个过程的中点，这个过程始于 2019 年 12 月左右，当时太阳处于最平静的状态，几乎看不到太阳黑子。在那个时候，恒星的磁场被排列成一个相对整洁的偶极子，一个极带正电，另一个极带负电。
但与地球磁场或条形磁铁的磁场不同，太阳的磁性是斑驳的且高度流动的，即使在偶极子阶段也是如此。“它不是均匀带正电的，”斯坦福大学的太阳科学家托德·霍克塞玛说。“它由许多小的磁通量区域组成，其中大部分是一个极性而不是另一个极性，这有点像动态的东西——它会变化。”
而且偶极子阶段是短暂的。随着太阳旋转，看似有序的磁场会扭曲和加强。磁场也会上升到太阳表面，通常在相当低的纬度，在那里它表现为太阳黑子。* 太阳黑子看起来是黑色的，因为增强的磁性阻碍了热量向该区域的传递，产生了一个比太阳表面其余部分发光较弱的较冷区域。
每个太阳黑子都成对出现；一个是磁性正极，另一个是负极。当太阳黑子衰退时，这些磁性对大部分（但并非全部）会消散，留下一些剩余的磁通量，带有一种或另一种电荷。这种剩余的磁性通常与它出现的太阳半球的极性相反。而且，当物质在太阳周围移动时，这些剩余物质通常会迁移到该半球的极点，这通常会抵消掉那里现有磁场的一小部分。
来自一对太阳黑子的剩余磁通量本身并没有太大的影响，但在太阳周期更活跃的时期，太阳在任何给定时刻都可能轻松超过 100 个太阳黑子。随着所有这些太阳黑子的形成和消失，微小的剩余电荷逐渐在两极积累并抵消它们的极性。“你可以逐渐侵蚀那个极点的磁极性，”霍克塞玛说。
话虽如此，这个过程可能会是颠簸的，这取决于太阳的活动以及科学家们尚无法预测的磁场方面。“这并不是以有序的方式发生的；它不是一个平滑的函数，”厄普顿在谈到太阳不断变化的磁性时说。
但就目前而言，经过几年的太阳黑子活动几乎消除了恒星的磁极，反转即将到来。“太阳现在非常活跃，”国家太阳天文台的太阳科学家桑杰·戈赛恩说。“如果这种情况继续下去，我猜想在六个月左右，我们将看到极性完全翻转。”
科学家们正急切地等待着看反转过程如何展开。“这不是瞬间发生的事情，也不是在所有地方同时发生的，”霍克塞玛说。例如，在上一个太阳周期中，太阳北半球的极性在 2012 年 6 月初开始反转，然后在 2014 年底之前在中性点附近波动，尽管南半球在 2013 年年中平稳地过渡到相反的极性。今年，两极似乎过渡得更均匀。“我不知道哪一个会先发生；这有点像赛马，”霍克塞玛说。
科学家表示，太阳磁极的反转通常预示着太阳活动极大期即将到来，太阳黑子数量将开始减少。这符合之前的预测，即这个太阳周期将相对较弱，尽管可能比上一个太阳周期略强，上一个太阳周期在 2014 年 4 月达到顶峰。
“看起来极地磁场可能会在 2024 年反转。看起来太阳活动极大期可能会在 2024 年到来，”厄普顿说。“所有这些都真的以非常标准、典型的方式排列起来。太阳在这个周期中的表现实际上相当不错。”
在未来几年，太阳黑子将继续将其剩余的磁性添加到太阳两极正在增长的新电荷池中，从而加强新的磁场并重新创建 2019 年最后一次看到的偶极子状态。这一次，偶极子状态将出现在 2030 年代之交。在太阳活动极小期前后，科学家们还将着手预测下一个太阳周期可能发生的情况，下一个太阳周期预计将在 2030 年代中期达到顶峰。
但就目前而言，科学家们很乐意看到这次极性反转如何展开。“看看它实际上会如何发展总是很有趣的，”霍克塞玛说。“从来没有两次是相同的。”
*编者注（2023 年 10 月 23 日）：这句话在发布后经过编辑，以更好地澄清磁场上升到太阳表面的位置的描述。