太阳活动的双峰：来自发电机模型的解释

太阳周期一个尚待妥善理解的奇特特征是双峰（也称为 Gnevyshev 峰）的频繁出现。不仅在太阳周期中双峰，而且多峰和尖峰也常在其任何相位被观测到。我们提出这些峰和尖峰是由 Babcock-Leighton 过程（由倾斜双极磁区产生极向场）中的涨落所产生的。当极场发展时，Babcock-Leighton 过程中的大幅负涨落可突然减小净极场。由于极场中的这些涨落传播到新的环向场，它们可在下一个太阳周期中促成双峰。当极场中的涨落发生在太阳极大期之外时，我们在随后的太阳黑子周期中观测到它们作为尖峰或凹陷的效应。我们使用一个轴对称 Babcock-Leighton 发电机模型首先论证了这一想法。随后，我们通过包含极向场产生过程中的随机散射进行了长期模拟，并成功再现了双峰太阳周期。只要扩散率不太大于 $10^{12}$ cm$^2$s$^{-1}$，这些结果在模型参数的合理变化下是稳健的。最后，我们分析观测到的极场数据，以显示极场中的短期涨落与下一周期中的双峰/尖峰之间的密切联系。从而，这支持了我们的理论想法：Babcock-Leighton 过程中的涨落可能是观测太阳周期中双峰/尖峰的原因。