黑子的篮球光与影

太阳黑子

科学档室

人们平常看到的太阳表面，叫做光球，它是太阳大气最下面的一层一些旋涡状的气流，像是一个浅盘，它的中间凹进去好几百千米。这些旋涡状气流很像大小不等的形状很不规则的窟窿，很黑很黑，这就是天文学家所说的太阳黑子。

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。黑子本身并不黑，它的温度一般也有四五千摄氏度，但是比起光球来，它的温度要低一二千摄氏度，在更加明亮的光球衬托下，它就成为看起来像是没有什么亮光的、暗黑的黑子了。假设光球上百分之百地覆盖着黑子，太阳仍旧会是相当亮的，只是比现在看到的稍微暗一些罢了。

最大的冠状云聚集现象

黑子是由本影和半影构成的，本影就是特别黑的部分，半影不太黑，是由许多纤维状纹理组成的，具有旋涡状结构。当大黑子群具有旋涡结构时，就预示着太阳上将有剧烈的变化。

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。天文学家把太阳黑子最多的年份称为“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”。

太阳风暴

2001年是“太阳活动极大年”，也称为“太阳活动峰年”，这样的年份，太阳活动激烈，太阳黑子数量最多，而且伴有耀斑现象的爆发。

有时候，人们用肉眼便可直接观测到日面上的大黑子群，天气晴朗的时候，在清晨或傍晚，趁日光微弱时，可以较容易地看到这一现象。但值得注意的是，千万不要在中午前后日光强烈的时候直接目视，更不要用没有减光措施的普通望远镜观察太阳，那样在极短的时间里会灼伤眼睛。

太阳黑子是指在太阳光球层上出现的暗黑斑点，是光球层上最显著的现象。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。

太阳表面形成的巨大黑子群释放出的气体和带电粒子流（右）

实际上，太阳黑子并不真正是黑的，原因在于它们比周围区域的温度低大约1000℃～2000℃，即它的温度约为4200℃，在明亮的光球层背景的反衬下，才显得比较暗黑。确切地说，黑子实质上是光球层物质剧烈运动形成的局部强磁场区域。

在太阳黑子中，大多数都呈现椭圆形，他们大小不一，最大的黑子直径可达几十万千米，几乎可以容纳10来个并排着的地球；地球上观测到的最小黑子的直径也有上千千米。因此，在望远镜发明之前，人们便已经能用肉眼直接观测到太阳黑子。我国古代说日中有踆乌，或称太阳为“金乌”，就是因为看到了暗黑斑点而想像出来的。

太阳黑子时多时少，而且成群结队出现，黑子多时，数目可达几百个，黑子少时，甚至几个月也找不到1个。通常，黑子的寿命与其大小有关，黑子愈大，寿命愈长，大黑子可生存几个月；个别寿命短的小黑子，只能生存几天，甚至几小时后即会消失；一般的都能生存十几天。

484和486这两个巨大的黑子群

太阳黑子数是人们最常用的太阳活动水平的指标。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，黑子数目愈多，就反映太阳活动愈激烈。

地球上许多现象（如地磁变化、气候、极光等）都受到太阳活动的影响。当太阳活动峰年时，不仅使局部地区的降水量明显地增加，而且，还会直接影响到短波无线电通信。

知识链接

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），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。

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1楼　　昵称：开心果

太阳黑子的活动周期是多少？

2楼　　昵称：妞妞

天文学家对黑子活动从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”。

3楼　　昵称：豆豆

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，这两个黑子是哪两个？

4楼　　昵称：草根

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。

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1904年，英国天文学家爱德华·蒙德发现了一幅奇异的景象，记录太阳黑子周期变化的图表竟然呈现出一幅展翅欲飞的蝴蝶图案。

蒙德以纬度为纵坐标，以时间（年份）为横坐标，绘出太阳黑子的分布图后，发现渐渐靠近赤道的太阳黑子就像蝴蝶的两只翅膀。如果把几个太阳黑子周期的图案绘制在一起，就组成了一连串翩翩起舞的“蝴蝶”。

目前，科学家们正致力于研究这个神奇的太阳黑子“蝴蝶图”。太阳天文学家诺顿说，要想揭开谜底，首先要从所谓的太阳发电机效应说起。她说：“太阳发电机效应是太阳物理学中最为神秘的事物之一，它指的是在太阳内部和太阳表面的机械运动转化成磁能的过程。”

因为太阳黑子活动区域被认为是强磁场区，同时太阳黑子会在11年的周期内发生增多和减少的现象，所以科学家认为太阳磁场也会在这一时期内增强或减弱。诺顿说：“太阳黑子周期的循环性是证明太阳内部磁场在这个周期里发生变化有力的证据。”

诺顿和她的同事建立了太阳表面和内部的不同种类的热气流电脑模型，他们认为这有助于更好地了解太阳发电机效应，同时也有助于解释太阳黑子移动产生“蝴蝶图”的原因。

揭开“蝴蝶图”的秘密可以让科学工作者更好地预测太阳风暴何时来临。太阳风暴爆发时，将会影响通讯、威胁卫星、破坏臭氧层，这与人们的生活息息相关，所以这项研究具有十分重要的意义。