第五章太阳黑子之谜   太阳就像一个火球,散发着耀眼的光芒,其表面的活动现象非常复杂,也相当丰富多彩。太阳黑子是人们最早发现也是最熟悉的一种发生在太阳光球表面的活动现象。   太阳的表面并不是无瑕的,有时也会出现或多或少的黑斑,这就是太阳黑子。我国对黑子的观测源远流长。《汉书·五行志》中记载:“汉成帝河平元年三月乙未,日出黄,有黑气大如钱,居日中央。”据专家考证,乙未应为己未。这指的是公元前28年5月10日的一次大黑子,这条记录不仅说明了黑子出现的日期,还描述了黑子的大小、形状和位置。   其实,早在公元前140年前后成书的《淮南子精神训》中就有“日中有蹲鸟”的记载,蹲鸟就是黑子。甚至追溯到三千多年前的殷代,殷墟出土的甲骨文中也不乏太阳黑子的记录。   近些年来,我国天文工作者从公元前781年到公元1918年约2700年的历史典籍中,查出数百条有关黑子的记载。   欧洲人观测太阳黑子开始于意大利天文学家伽利略。1610年,伽利略用望远镜在雾霭中观察太阳,并看到了太阳黑子。与他同时使用望远镜观测太阳黑子的还有德国的赛纳尔、荷兰的法布里修斯和英国的哈里奥特。   从肉眼直接观测到使用望远镜观测,标志着人类对太阳黑子现象的研究逐渐走向科学阶段。尽管如此,那么,黑子为什么是黑的?黑子是怎样形成的?   太阳黑子看上去是黑的,实际上并不真是黑的,它们也是炽热明亮的气体,温度平均为4527℃左右,但比太阳光球温度5727℃要低多了,相形见绌,显得暗黑了。   黑子的大小相差很悬殊,大的直径可达20万千米,比地球的直径还要大得多,小的直径只有1000千米。大黑子一般都由本影和半影组成。本影是黑子中间最黑暗的部分,温度只有4127℃。半影是外面一圈不太黑的部分,温度大约5227℃。较大的黑子经常是成对出现,并且周围还常常伴有一群小黑子。黑子的寿命也很不相同,最短的小黑子寿命只有两三个小时,最长的大黑子寿命大约有几十天。黑子的数目有时多,有时少。黑子大量出现的期间,还会伴随着其他一些现象出现,叫太阳活动峰年;黑子很少的期间,叫太阳活动谷年。两个峰年之间的周期平均为11年,历史上记录的最长周期达到17.1年,最短的周期只有7.3年。   1904年,英国的天文学家发现,在每个11年周期中,黑子先在日面中纬度地区出现,然后逐渐向低纬度方向移动,直到赤道附近。   太阳黑子的本质是什么?它们是怎样形成的?   科学家认为,太阳黑子起源于太阳内部磁场与太阳较差自转相互作用的结果。太阳自转时,太阳赤道附近的自转速度比高纬度区域的自转速度要快一些。太阳赤道附近的自转周期是25天,南北纬30°的自转周期是26.3天,纬度45°的自转周期是26.9天,被称为较差自转。由于太阳的较差自转,太阳赤道地区表面以下的磁力线就会变长。太阳自转一次磁力线就拉长一点儿,多次自转以后,磁力线就会绞在一起成为磁力线的扭结。磁力线形成扭结后,磁场强度猛增,其结果就使这些磁力线扭结从太阳的表面以下浮到了太阳的表面上。磁力线扭结的强大磁场又抑制了从下往上辐射的光和热。结果这一部分的温度就比周围低,看起来就比周围黑,太阳黑子就形成了。太阳黑子就是太阳表面的局部强磁场区。而其他形形色色的太阳活动现象,都是太阳表面活动区的强磁场与太阳大气中的电离气体相互作用的结果。   太阳黑子的活跃程度对地球也有一定影响。科学家可以通过太阳黑子的周期变化预测地震、厄尔尼诺现象等。   地球上级别较低、破坏力较小的地震是经常发生的。太阳黑子对于级别高、破坏力大的地震,特别是对其高发期的预测则显得十分重要。根据各种天文因素变化预测,2007年6月会较集中地发生几次7级以上的地震。如果发震时有较大的太阳黑子出现,则震级会相应提高,发震次数也会增加。如果在2007年11月至2008年2月有大彗星过近日点,那么这个时段及延后的一年时间里将会出现强地震高发期,8级左右地震会有多次发生。如果没有大彗星过近日点,那么这一时段7级以下地震则较多。   相关研究发现,厄尔尼诺现象的发生与太阳黑子高峰期、大彗星出现、行星、地球所处黄道面位置相关。除此以外,科学家们通过对树木年轮的研究,发现在过去的11400年里,共有31次太阳黑子活动频繁期,每次平均持续30年。其中最长的一次持续了90年。这些结论的得出有助于科学家对我们目前所处的这次黑子活动频繁期的持续时间进行推测,从而更深入地研究太阳黑子的活动对地球的影响。

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