作者:吴红红,陶佳玮,北京大学空间物理与应用技术研究所博士研究生
《汉书·五行志》记载到:“成帝河平元年三月乙未,日出黄,有黑气,大如钱,居日中央”。这公元前28年的记录公认为世界上第一次明确的太阳黑子记录。那么黑子是什么呢?黑子是日面上出现的小黑点,在光亮的日面上像一粒粒雀斑。
在西方,亚里士多德认为太阳完美无缺,太阳不会有黑点的观点一直持续到17世纪。直到伽利略首次用望远镜看到了小黑点,才发现太阳黑子是太阳表面非常普遍的现象。不过,这一结论与当时的宗教教义相抵触。伽利略受到罗马宗教的监禁不仅仅是因为支持日心说呢。
美国SDO卫星拍摄的太阳光球图像
当我们用望远镜观察,如果望远镜只能透过一种波长的光,我们就能够看到这种波长的光线显示的黑子。颜色是可以通过技术调节的,但是不变的是黑子始终是黑的。黑子中心区域最黑,叫做本影,围绕着本影有一个不太黑的区域,叫做半影。黑子位于太阳大气最底层的光球层上,黑子本影处的磁场可以达到千高斯(比地磁场强上万倍),比周围磁场强很多,磁场限制了能量对流,导致温度降低至约为4200K,比周围低大约1000K,由普朗克定律,辐射强度也降低,因而呈现黑色。
我国云南天文台抚仙湖观测站的1米新真空太阳望远镜拍摄的太阳黑子
黑子其实一点也不小。而且它们常常成群结队地出现,形成太阳黑子群。4月12日中科院云南天文台抚仙湖观测站的“一米新真空太阳望远镜”观测到了一个大黑子群,被命名为AR12529。这个黑子群4月8日出现,然后黑子群逐渐增长;4月12日黑子群面积达到最大,其中最大的一个黑子相当于20个地球那么大,13日黑子群面积开始逐渐减小。像这么大的黑子,天文爱好者可以用装有合适滤光片的望远镜自己看到,就算没有滤光片,把望远镜的像投影在白纸上也能看得很清楚呢!不过,可不能直接通过望远镜目视太阳哦,伤眼睛!
是的,每一个黑子群都具有一个完整的演化过程。这个过程可以持续1至2天,长的也可以持续几个月。单看这一个黑子,我们可以发现它随着太阳转动,它的形状和发展其实揭露了很多太阳表面甚至内部的信息,比如温度、磁场,密度等等。
黑子数目的变化是有11年的周期的,其数目和面积可以作为指示太阳活动强弱的参数!太阳活动会直接影响地球,黑子数多的时候活动性强,活动性强的时候就更容易引发磁暴等一系列空间天气,造成卫星失灵,影响地面电子产品使用;也更大的改变地磁场,造成地面电流输运故障,影响电器使用。所以对太阳黑子的观测能够有助于我们更加有效地理解太阳活动,加强对太阳活动的预测,以便地面做出及时的应对,减少损失。太阳上的很多其他现象和规律,也都是在对黑子的观测和研究的过程中发现的。于是,太阳黑子成为了空间物理学界的一项常规观测内容。
这就是最近用特殊的谱线(H-alpha线)看到的黑子群AR12529中的一个黑子啦!有人说,这个太阳黑子像梵高的画。所以太阳的“雀斑”也是很有特点的呢,漂亮的很有魔性!所以不只是“星空”美丽动人哦!小伙伴们别忘了在晴朗的日子里多观测、多了解这位带给我们光明和温暖的恒星。