太阳黑子

太阳黑子,太阳表面的黑点,通常形状不规则,实际上是太阳磁暴。这些斑点颜色较深,因为它们的温度低于周围的温度光球层(太阳的可见表面)。除了最小的太阳黑子外,所有黑子的中心部分(本影)都是深色的,外围部分(半影)则是浅色的。黑子通常成对或成群形成,一个较大的、寿命较长的领头黑子与一个或多个磁极相反的小黑子相匹配。

对太阳黑子光谱的研究显示了太阳黑子存在的证据塞曼效应表明存在一个大磁场。此外,测量多普勒效应在光谱线显示,有一个漩涡运动在太阳黑子类似的龙卷风在地球上。构成太阳黑子的气体的较低温度是由于强磁场造成的较低压力造成的。

太阳黑子通常只出现在太阳赤道南北5°到35°的纬度之间。它们不是永久的,因为太阳表面是气态的。因为太阳绕着它的轴旋转,太阳黑子不能连续观测超过两周。

通常观测到从一个太阳黑子活动高峰期到下一个太阳黑子活动高峰期的11年周期。然而,在大多数太阳黑子具有一种磁极的时期之后,另一个时期大多数太阳黑子具有相反的磁极;因此,这个周期实际上是22年。在每11年的周期中,太阳黑子首先出现在高纬度地区,然后随着周期的进展出现在靠近太阳赤道的纬度地区。观测到太阳黑子增加的时期称为活动期。

许多现象都与太阳黑子有关。太阳黑子活动可以产生太阳耀斑和日冕物质抛射(带电粒子向太空喷发),这可以引起地球上的各种干扰,包括以极光为表现形式的地磁风暴,对无线电接收和电网的干扰,以及对磁罗盘的干扰色球层)。1989年的一场风暴导致魁北克省停电。1859年,一场更为极端的风暴影响了电报系统,震惊了运营商。通过测量树木年轮和冰芯中所含的放射性同位素,科学家发现了更强烈的地磁风暴是由更强大的日冕物质抛射引起的证据。然而,耀斑的峰值发生在太阳黑子活动达到最大值的几年后,而最强的耀斑通常发生在太阳活动周期接近最小值的时候。

公元前28年,中国人用肉眼记录了太阳的黑色特征。包括开普勒在内的其他观测者怀疑这些事件可能是水星或金星的凌日现象。伽利略对它们进行了几个星期的系统观察,然后得出结论:它们一定是发生在太阳表面的事件。1826年业余天文学家海因里希施瓦贝开始了一系列的太阳观测(希望能找到火神星)。到1843年,他已经收集了足够的数据来宣布太阳黑子周期的存在。在1890年回顾历史记录时,蒙德注意到太阳黑子的数量在1645年到1715年间急剧下降。1976年,J. Eddy将蒙德的数据与极光的低频率和年轮的减小联系起来。这蒙德极小期可能在被称为小冰河期的这段时间(约1550 - 1850年)北半球的异常低温中发挥了作用。

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