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文/袁玉刚 太阳的质量占太阳系的98%，磁场分布于太阳和行星际空间，比地球更复杂。
在大尺度结构上，一方面太阳具有南北两极的偶极磁场叫普遍磁场，南北两极区极性相反。极区的磁场强度一般约为1高斯，但两极喷发时约为1000高斯；日面宁静区磁结点的磁场强度可达上千高斯。另一方面还具有一个东西对峙的整体磁场。日面上有两个极性相反的磁区，每自转一周（约27天），整体磁场变化两次，极性由正变负,又由负变正。
在小尺度结构上，日面活动区黑子的磁场强度约为1000～3000高斯；谱斑的磁场强度约为200高斯；日珥的磁场强度约为10～200高斯，且绝大多数是双极磁场。 太阳磁场主要在光球、色球和日冕低层中，内部和日冕外则很弱。太阳磁场还弥漫于行星际空间，形成行星际磁场，极性与太阳整体磁场一致，随着离开太阳的距离增加而减弱。 太阳普遍磁场来源是一个尚未彻底解决的难题。现有主流学说认为太阳的磁场是剪切层的自激发的磁场发电机作用。这种自激发发电机机制实现了表面磁场的环向分量和极向分量之间不停相互转化的循环（贝博库克—莱顿机制），解释了一些天文观测现象。另外一种学说认为现有的磁性是几十亿年前形成太阳的物质遗留下来的。 主流学说仍然存在一些缺陷。美国的《科学（Science）》杂志指出：“按照现有的理论，无法模拟再现太阳活动的22年磁周期，或者其中关键的细节依然在我们掌握之外，或者我们需要一个全新的理论从头来过。”另外，现有的理论是针对太阳平均磁场的，无法描述真实磁场的起源和演化。例如，磁通量输运发电机研究仍限于两维、轴对称的情形，描述的是每个太阳自转周平均磁通量密度随纬度和时间的演化。太阳强磁场和大耀斑常常出现在特定的“活动经度”或“活动穴”内的事实无法得到解释。 根据我的旋涡理论，太阳是太阳系旋涡里的一个旋涡，占据太阳系中心位置。其所有物质都围绕自转轴或者说黑洞壁旋转，角速度内快外慢，导致内外层物质相互摩擦、生热生电，两极喷发而发光。这就是太阳普遍磁场的起源，外因是外力推动而自转，内因是物质相互摩擦、生热生电。按照右手螺旋法则，太阳的磁N极就是地理南极。 星球的普遍磁场都是这样形成的。这种旋涡理论或者模型比上述两个学说要自洽得多，简单得多。可惜，离经叛道，不为主流观点所接受。 太阳的整体磁场要简单一些，只是赤道附近带电粒子的喷发形成磁N极，但却破坏了普通磁场的有序分布。每个旋涡至少都有两条对称的旋臂。太阳的两条旋臂影响赤道附近的带电物质粒子的喷发，出现“活动经度”或“活动穴”，影响了整体磁场。 同样按照右手螺旋法则，太阳每次喷发的磁N极都是向外的。普遍磁场的磁S极是人为冠上去的，其实它也是磁N极。因为带电物质粒子绕磁力线螺旋运动时，在赤道上看，公转方向与磁N极相反。但站在极点透过太阳看，公转方向是一样的。这样真正的磁S极应该在赤道。也许，你现在可以理解为什么木星的一些磁力线会落向赤道了吧！ 但在赤道两侧,喷发的物质粒子自转方向相反，所以，看起来磁极相反。另一方面，喷发的物质粒子又落回表面，就出现磁N极、磁S极。现在，你也许可以理解为什么整体磁场和黑子磁场有正有负了吧！ 由于主流理论在两极和赤道上的电磁现象给予了两种解释模型，导致人们思想上的混乱，影响了科学的发展。其实，太阳的带电粒子喷发绝大多数都应该是磁N极向外，因为原子撕裂后，正负电荷应该是相等的即C对称。 在小尺度结构上，黑子、谱斑、日珥的磁场也是带电粒子喷发的伴生现象。之所以是双极磁场，主要是因为这些小型喷发挣脱不了引力的束缚而落回日面。相邻的喷发有时相互干扰，但也只是干扰。磁力线可以交叉，磁场可以重叠，但不是磁重联，而是弱肉强食。 这样太阳就有4个磁极和许多个小磁极，相互影响，此起彼伏，构成了壮观的立体画面。你就把它看做火山喷发好了。那场面、那情景慢慢欣赏吧！ 至于太阳活动周的形成机制，现得到公认的是较差自转理论。它认为太阳的较差自转(太阳自转)使光球下面的水平磁力线管缠绕起来，到一定时候，上浮到日面，形成双极黑子。由于大量的双极黑子磁场的膨胀和扩散，原来的普遍磁场被中和掉了，接着就会出现极性相反的普遍磁场。这样就解释了太阳的22年磁周期。 我不以为然。其实，太阳的22年磁周期只是太阳绕自己的公转轨道螺旋运动一周的时间。距离公转轨道平面近的那一极喷发势头强于另一极，相互平衡的结果就是磁极11年转换了一次，22年恢复原样。但实际上。太阳已经前进了一个螺距。当然，也可以认为太阳斜着转到轨道内侧，近银心的磁极喷发增大了。太阳系行星际磁场的极性也跟着变化。 |
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