不只地球，太陽自轉速度也在減慢

太陽存在自轉，這一點可以從黑子以及日面上的其他活動客體，如日珥、暗條和譜斑等在日面上的移動，或從太陽東西邊緣光譜線的多普勒效應來證實。太陽自轉方向與地球自轉方向相同，以恆星為參考背景,日面緯度17°處的太陽自轉周期是25.38日，稱為太陽自轉的恆星周期。但早在上個世紀就有天文學家提出太陽自轉速率並非一直不變，關於太陽自轉減慢的這個說法，通過對其原因和機制的研究，天文學家們認為他們終於可能要解開這個謎團了！

太陽大概平均每月繞自身的軸旋轉一次。但是在二十年前，科學家們發現了一個令人困惑的現象，太陽表面的自轉速度要比內部的自轉速度慢百分之五，這在當時是無法解釋的，但是現在通過一項新的研究，我們或許可以找到相關原因。

夏威夷大學（University of Hawaii）天文研究所（Institute for Astronomy）的首席研究員傑夫·庫恩（Jeff Kuhn）曾寫過：「雖然在接下來的很長一段時間內太陽都不會停止旋轉，但是我們發現，太陽輻射一方面直接為地球提供光熱資源，另一方面也會如制動器一般使自身旋轉逐漸慢下來，這也符合愛因斯坦的狹義相對論。」

太陽屬於非固體天體，其自轉方式與固體天體的自轉方式不同。太陽在自轉時不同部位的速度互不相同，比如兩極旋轉的速度不同於赤道旋轉的速度。而旋轉的速度主要取決於該部位的緯度以及與太陽中心的距離，這種自轉方式也叫作較差自轉，一般在大多數非固體的天體中存在，比如星系、恆星、巨型氣體行星等等。

當然，這點天文學家們早就知道了，不過至於為什麼太陽表面的旋轉速度比其內部的旋轉速度慢上百分之五，他們還沒能搞明白。

為了徹底弄清楚這個謎團，研究小組仔細研究了美國國家航空和宇宙航行局（NASA）太陽動力學觀測衛星這三年半以來得到的數據，這個衛星自從2010年來就一直用於觀測太陽的各種活動。

而這個衛星的數據主要是通過日震及磁場成像儀得到的，這個儀器在這裡是被用來探測在太陽磁場範圍內的日震，其可以測量太陽微小的亮暗變化，從而得到整個太陽的長周期日震數據。

研究人員還注意到，在太陽150千米的外層部位，自轉速度大幅度下降，他們預測這是由於一種叫做「光子制動」效果。

研究小組預測，這種制動效果類似於所謂的坡印廷-羅伯遜效應（指的是光壓使塵粒沿螺旋軌道緩慢落入太陽的一種效應，它起因於質點對輻射的吸收和發射），通過這種效應，太陽輻射將導致原本繞著太陽旋轉的塵埃粒子失去角動量，最終旋轉速度慢下來。

他們還認為，如果將一個制動器放在太陽的外部區域，也可以產生同樣的效果——旋轉速度減慢，當然也可能是受到宇宙中其他恆星的影響從而旋轉速度減慢。

庫恩說：「這種扭矩減緩旋轉速度的效果其實是非常微小的，但是太陽目前的壽命長達五十億年，那麼它對三萬五千千米外部區域起到的影響則不可以忽略。」

現在最大的問題是我們還不知道太陽自轉減慢對太陽表面的磁場究竟有什麼影響，而太陽磁場控制著太陽耀斑的爆發，甚至對地球上的無線電遠程通訊都有一定的影響。

當然，這也是研究人員希望在未來能有所突破的一方面，即使我們現在還不清楚，但是至少我們終於有一個關於太陽自轉減慢的合理解釋，已實屬不易。

這份研究報告即將在《物理評論快報》（ Physical Review Letters）出版，也可以在arXiv.org閱讀全文。

蝌蚪五線譜編譯自sciencealert，譯者 sunshine，轉載須授權