太阳黑子的发现
用一块黑色玻璃对着太阳看,可以看到光辉璀璨的太阳表面有时会出现一些黑色的斑点,这就是太阳黑子。在风沙蔽日、阳光减弱的日子里,我们用肉眼就能看见太阳黑子。
太阳黑子
在太阳的表面上,黑子有时确实只是个小小的黑点。可别小看这个小黑点,它的直径至少也有成百上千千米呢!那么,究竟什么是太阳黑子?简单来说,太阳黑子其实是太阳表面上刮起来的风暴,是一个个巨大的、呈旋涡状的炽热气流。黑子并不黑。它的温度在4500°C左右,比沸腾的钢水还要热得多。但它比周围6000°C的高温低了大约1500°C。所以在明亮背景的衬托下,温度低的黑子就显得很黑了。
通常国际公认的最先发现太阳黑子的是德国天文爱好者亨利·施瓦贝。
1826年,亨利·施瓦贝在得知“有人发现了天王星,并且在水星轨道内还有一颗未发现的行星”这个消息后,决心找寻那颗未知的行星。为了便于观测,不损伤视力,他在望远镜上加了滤色玻璃。此后,他每天都观测太阳。但后来他发现太阳黑子小而圆,与他要找的行星在日面上的影子非常像。于是,施瓦贝决定开始记录在日面上出现的黑子数目,然后再对其进行分析研究,这样,就可以通过它间接地找到那颗未知的行星。
一天,施瓦贝正在观测日面时,突然发现有一些黑子活动非常频繁。在一段时间里,这些黑子不仅在日面上时隐时现,而且其大小也在不断变化。并且,这种现象有一定的周期规律性,平均约11年。
继施瓦贝之后,天文学家还观测到黑子也有大小:小黑子的线度约1000千米,而大黑子的线度可达20万千米!这些大一些的黑子经常成对出现。
高分辨率的太阳黑子与地球的大小对比
太阳黑子是怎样形成的呢?我们知道,太阳表面温度为6000°C,中心温度高达15000000°C以上。太阳表面密度很小,只有水的100亿分之一。而它的中心密度却很大,为水的110倍。这种内外巨大的温度和密度差异,引起了太阳物质的大规模运动。黑子就是太阳物质运动的一种表现。经过长期观测发现,太阳上的黑子数目,有些年份较多,有些年份较少。黑子数目的变化具有周期性,大约每隔11年出现一次高峰。
通常,人们把黑子很少的期间称为“太阳活动谷年”;习惯把黑子大量出现的期间,即某一个黑子周的极大年称为“太阳活动峰年”。现代国际天文学界规定第一个太阳黑子周为1755年开始的那个11年黑子周,往后依次类推排序。太阳黑子出现的多少,反映了太阳物质活动的强弱。
太阳物质活动的变化,会对地球环境和地球上的生物产生不可避免的影响。太阳黑子的大爆发会干扰地球磁场,给航天、通信、导航定位、电网以及现代军事活动带来严重危害和巨大损失。黑子大爆发还会使大气层上方出现的臭氧量激增。增加的臭氧要吸收比正常量更多的太阳热量,使气温、气压和大气环流发生变化,形成恶劣的天气。有科学家说,太阳黑子的“顽皮行为”很可能是导致“厄尔尼诺”等全球性气候反常现象的原因。