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一张分屏图像，左侧展示太阳活动高峰期的活跃太阳（拍摄于2014年），右侧展示太阳活动低谷期的平静太阳（拍摄于2019年）。

图片来源：NASASDO

声波在太阳内部的回荡表明，其磁场活动正逐渐向表面迁移，从而改变着这颗恒星产生空间天气的方式。

九千三百万英里之外，太阳上的爆发会向地球发送带电粒子云，威胁卫星、通信系统、GPS以及电力网络。

预测这些干扰需要理解太阳的11年磁力周期，然而天文学家日常追踪的黑斑和爆发并不能揭示该星体明亮表面之下活动的变化情况。

通过探测太阳内部回荡的声波，一个由伯明翰大学领导的国际团队发现，与太阳磁活动相关的变化正逐渐集中在更接近表面的区域。

研究人员在《皇家天文学会月刊》（MNRAS）上报告了他们的研究结果。

太阳像一口巨大的响铃一样振动，其内部声波的频率会随磁场活动而发生变化。

通过一种名为日震学的技术测量这些频率变化，研究人员得以追踪太阳明亮表面之下发生的各种变化。

为了观察这些内部变化与太阳外在行为的吻合程度，研究团队追踪了振动频率以及传统的活动测量值，覆盖了四个太阳周期。

两者都对磁活动有所响应，但它们之间的关系能够揭示仅观察表面所会遗漏的变化。

通过随时间跟踪这种关系，研究人员得出了三个主要发现：

自第23个太阳周期以来，太阳振动频率与传统活动指标之间的关系发生了显著变化，反映出其内部过程的长期转变。

振动测量显示，与太阳周期相关的结构变化正日益局限于太阳表面以下约1000公里（约620英里）的浅层区域。

尽管第25个太阳周期在传统表面指标上表现较弱，但其高频振荡表明其活动强度与早期周期相当。

萨巴尼巴苏教授来自耶鲁大学，她说：我们发现，太阳内部振荡与表面活动之间的关系在过去几个周期中发生了演变。

这一趋势无法仅用较弱的磁场来解释，而是表明太阳磁活动在表面以下的储存结构发生了重组。

随着太阳活动在约11年的太阳周期中变化——从高活动期（太阳活动极大期）到低活动期（太阳活动极小期）——太阳内部声波所激发的振荡频率也随之升高和降低。

因此，这些振荡可用来追踪并探测太阳自身的活动节律。

图片来源：W.J.Chaplin

探测四个太阳周期中不同深度的变化

全球六台望远镜通过伯明翰太阳振荡监测网络（BiSON）提供了近40年的观测数据。

研究团队分析了涵盖多个太阳活动周期的测量资料，最新周期显示出尤为显著的太阳内部结构变化特征。

研究人员将太阳的振动，即p模振荡，划分为低频、中频和高频bands，以探测不同深度的太阳内部。

通过比较这些频段的行为，他们定位了变化的层次，而长期的观测记录则展示了该模式在连续周期中的演变过程。

太阳拥有自身的活跃生物节律，产生周期性增强与减弱的磁活动，从而塑造空间天气。

然而，传统的太阳表面观测手段无法完整揭示其全貌——太阳或许正进入一种持续数十年之久的新行为模式。

我们发现了太阳活动周期系统性变化的证据。

关键在于，磁活动正随着每个周期愈发集中在表面附近。

这是首次发现这一现象，若无长期的BiSON观测数据，这一发现将不可能实现。

BiSON的望远镜将继续收集观测数据，直至第25个太阳周期结束，并进入第26个太阳周期，使研究人员能够测试该模式是否持续。

随着太阳爆发继续威胁卫星和电网，太阳明亮表面下的振动可能揭示驱动这些爆发的磁活动是否正在经历持久的变化。

基于BiSON观测数据对第22至25太阳活动周的新日震学研究成果，作者：威廉J查普林、萨巴尼巴苏、瑞秋豪、伊冯娜埃尔沃思、史蒂文J黑尔和埃莉诺默里，发表于《皇家天文学会月刊》，DOI10.1093mnrasstag847。

相关知识（天文术语）

太阳表面主要由炽热的等离子体构成，呈现为光球层，温度约5500摄氏度。

这里不断发生着激烈的能量释放与对流运动，形成太阳黑子、耀斑和日珥等现象。

光球层是太阳可见光的主要来源，其表面布满米粒组织，是气体剧烈运动的体现。

太阳活动周期约为11年，影响地球空间环境与气候。

BY: University of Birmingham

FY: AI

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