题目

为什么太阳表面会有黑子?

提问时间：2020-12-06

答案

通过一般光学望远镜观测太阳,观测到的是光球层（太阳大气层的最里层）的活动.在光球上经常可以看到许多黑色斑点,叫太阳黑子.太阳黑子在日面上的大小、多少、位置和形态等,每日都不一样.太阳黑子是光球层物质剧烈运动形成的局部强磁场区域,是光球层活动的重要标志.长期观测太阳黑子就会发现,有的年份黑子多,有的年份黑子少,有时甚至几天,几十天日面上都没有黑子.天文学家们早已注意到,太阳黑子从最多（或最少）的年份到下一次最多（或最少）的年份,大约相隔11年.也就是说,太阳黑子有平均11的活动周期,这也是整个太阳的活动周期.天文学家把太阳黑了最多的年份称为“太阳活动峰年”,把太阳黑子最少的年份称为“太阳活动宁静年”.
太阳黑子是在太阳的光球层上发生的一种太阳活动,是太阳活动中最基本,最明显的活动现象.一般认为,太阳黑子实际上是太阳表面一种炽热气体的巨大漩涡,温度大约为4500摄氏度.因为比太阳的光球层表面温度要低,所以看上去像一些深暗色的斑点.太阳黑子很少单独活动.常常成群出现.活动周期为11.2年.届时会对地球的磁场和各类电子产品和电器产生损害.太阳黑子是在太阳的光球层上发生的一种太阳活动,是太阳活动中最基本,最明显的活动现象.一般认为,太阳黑子实际上是太阳表面一种炽热气体的巨大漩涡,温度大约为4500摄氏度.因为比太阳的光球层表面温度要低,所以看上去像一些深暗色的斑点.太阳黑子很少单独活动.常常成群出现.活动周期为11.2年.届时会对地球的磁场和各类电子产品和电器产生损害.
黑子的特性
一个发展完全的黑子由较暗的核和周围较亮的部分构成,中间凹陷大约500千米.黑子经常成对或成群出现,其中由两个主要的黑子组成的居多.位于西面的叫做“前导黑子”,位于东面的叫做“后随黑子”.一个小黑子大约有1000千米,而一个大黑子则可达20万千米.
太阳黑子的形成与太阳磁场有密切的关系.但是他到底是如何形成的,天文学家对这个问题还没有找到确切的答案.黑子越多可能说明太阳越老（近年发现红矮星上黑子占据表面的一半,详见中国＜天文爱好者＞2005年第三期）,可能也是所有恒星寿命的一般特征,黑子可能是太阳的核废料（如人类核反应堆的核废料）,约11年出现一次可能是黑子在太阳里面和表面的上下翻动一次造成的（如元宵在锅里被煮得上下翻动）,黑子温度较低应该也是废料的一个证明（如煤炉中的炭灰在一般情况下不能再产生高温）,黑子附近的周边应该比太阳正常的地方温度高一些（此消彼长的原因）,黑子向低纬度运动是因为太阳密度小和自转的原因,就像地球上的大陆版块向低纬度运动一样,有黑子的地方存在凹陷500千米可能是温度低而不再膨胀的原因,另外,不是磁场影响了黑子而是黑子影响了磁场,这一点特别重要.
观测历史
世界上最早的太阳黑子的记录是中国公元前140年前后成书的《淮南子》中记载的.《汉书·五行志》中对前28年出现的黑子记载则更为详尽.
1840年代德国的一位业余天文学家发现了太阳黑子10-11年的周期变化规律.通过长期的观测,人们还发现太阳黑子在日面上的活动随时间变化的纬度分布也有规律性.一开始,几乎所有的黑子都分布在±30°的纬度内,太阳活动剧烈时,它往往出现在±15°处 ,并逐步向低纬度区移动 ,在±8°处消失.在上一个周期的黑子还没有完全消失时,下一个周期的黑子又出现在±30°纬度附近.如果以黑子的纬度为纵坐标,以时间为横坐标,绘出的黑子分布图很像蝴蝶,因而称作蝴蝶图.许多专家对蝴蝶图的含义进行了研究,但是直到现在还没有确定的结论.
太阳黑子的周期性
天文学家对黑子ê活动从1755年开始标号统计,规定太阳黑子的平均活动周期为11.2年.黑子最少的年份为一个周期的开始年,称作“太阳活动极小年”,黑子最多的年份则称做“太阳黑子活动极大年”.