太陽黑子

chris881

我們的太陽其實只是看起來寧靜，而實際上卻時時刻刻都存在著各種劇烈活動，太陽黑子就是一種最為常見的活動現象。中國是世界上公認最早觀測記錄太陽黑子的國家。《漢書·五行志》對公元前28年的大黑子有著詳細記載：「漢成帝河平元年三月乙未，日出黃，有黑氣，大如錢，居日中央」。這一記載不但表明了黑子出現的日期，而且說明了黑子的大小、形狀和位置。

1. 太陽黑子的結構


太陽黑子特寫，注意其中深黑色的就是本影，周圍淡黑色的纖維狀結構即為半影

太陽黑子是經常出現在日面光球層的暗黑斑點，是典型的太陽活動現象的表現。發展完全的黑子通常是由較黑的「本影」核和周圍較本影亮的「半影」組成。黑子顯得黑，實際上並非絕對的黑，從黑子光譜分析得出，黑子的溫度比明亮的光球溫度低15000C左右，磁場強度可達三四千高斯。。

太陽黑子經常成群出現，其大小很不相同，有的小到剛剛可以看到，有的卻比地球大上十餘倍。大黑子群通常是由幾十個大小不等的黑子組成，黑子越大，壽命越長。

【小知識】

太陽黑子的磁場  按太陽自轉的方向，對成群出現的黑子，西面的稱為前導黑子，東面的稱為後隨黑子。它們的磁場正好相反，一個為南極（S極），另一個就為北極（N極）。南北半球的前導黑子的極性正好相反。


2.太陽黑子的投影觀測  


描畫太陽黑子圖。

然後讓望遠鏡跟蹤太陽，觀測者用鉛筆把太陽黑子在記錄紙上的位置、形狀和數目按本影和半影仔細地描繪下來，不可忽略或遺漏微小的黑子。描繪黑子圖時務必求真求實。記錄做好後，再記錄黑子的個數和群數，它所在太陽表面的經緯度，以及觀測時間、天氣狀況、地球大氣的清晰度和記錄者等，這樣才算是較完整的記錄了太陽黑子觀測過程。通常使用的標準太陽黑子記錄紙上太陽圓盤的直徑大小為17.4公分。

[注意]  太陽光經過望遠鏡聚焦後，就如同光經過放大鏡一樣，聚焦點產生高熱，可致物體燃燒或使人眼失明。因此在太陽黑子投影觀測中，絕對不可以用眼睛直接從望遠鏡觀測太陽！


3.太陽黑子的照相觀測

拍攝太陽光球像，常用兩種辦法。一種辦法是用專門拍攝太陽像的太陽照相儀，直接拍攝物鏡焦面處的光球像；另一種辦法是拍攝投影光球像。拍攝時為減弱太陽光，在物鏡前應加光闌和加中性濾光片或黃色濾光片，光闌直徑以不超過物鏡口徑的十分之三為好。底片選擇靈敏度不高、感光乳膠顆粒細的底片為宜。一般露光時間選在1/100秒至1/500秒之間，一般採用二次放大拍攝法及可獲得良好的太陽黑子照片。


太陽照相儀

太陽黑子目視觀測比較適用於確定黑子數，而照相法則可以記錄下更多的細節，由它所確定的黑子面積也較目視描圖所測定的面積更為準確。因為光球表面上有臨邊昏暗、米粒組織、光斑、黑子，黑子又有精細結構，彼此之間溫度互有差異，所以要在同一照片上使上述各現象都呈清晰狀態，是一個比較具有挑戰性的工作。       


4.太陽黑子群的分類

長期觀測太陽黑子，會發現黑子有時單個出現，有時成雙成對出現，甚至有時成群地出現。太陽黑子的出現有時多，有時少，而且形狀、大小也不一樣。按照黑子的形狀大小，由簡單到複雜的變化，現在各國常使用蘇黎世分類法，根據黑子群誕生以後的發展形態，可將黑子群按大小和複雜程度來分類。A表示最小的單個黑子或小黑子群；F為最大和最複雜的黑子群。這種分類法描寫了大多數黑子群的歷史，它們開始是A型黑子，發展成最大的E或F型，最後作為J型而結束。每一種類型的黑子給出4個例子，下面的尺度表示太陽經度。


蘇黎世太陽黑子群分類

[知識拓展]

蘇黎世太陽黑子分類法   由瑞士蘇黎世天文台瓦爾德內爾於1938年提出的。他按黑子群的發展過程將其分為9個類型，用大寫拉丁字母表示：

A  無半影的黑子或單極小黑子群；

B  無半影的雙極黑子群；

C  類似B的雙極群，但其中有1個主要黑子有半影；

D  雙極群，2個主要黑子都有半影，其中有1個黑子是簡單結構。東西方向延伸小於10°；

E  大的雙極群，結構複雜，2個主要黑子都有半影。東西方向延伸不小於10°；

F  很大的雙極群或很複雜的黑子群。東西方向延伸不小於15°；

G  大的雙極群，只有幾個較大的黑子，而沒有小黑子，東西延伸不小於10°。

H  有半影的單極黑子或黑子群，有時也具有複雜結構，直徑大於2°.5；

J  有半影的單極黑子或黑子群，直徑小於2°.5。

[知識拓展]

太陽黑子相對數： 用於表示太陽黑子活動程度的一種指數。由瑞士蘇黎世天文台的沃爾夫於1849年提出，其定義為:R=K(10g+f)，式中R為黑子相對數，g為日面上觀測到的黑子群數目，f為觀測到的單個黑子的總數，K為轉換因子，因觀測地點、條件、儀器而不同，規定以蘇黎世天文台的觀測值為1，其它觀測地點需以實際觀測到的(10g+f)與蘇黎世天文台發佈的數值做比較後得到該地的轉換因子。


5.從太陽黑子的運動看太陽自轉  

在實際觀測中我們會發現，連續幾天觀測同一個黑子群時，它每天在日面上的位置不同，並且可以明顯地看出它是由東向西（在地球上看）移動著，而且緯度越高移動越慢。這是太陽較差自轉所造成的。除此之外，太陽黑子自己相對於光球背景也有緩慢的運動和結構形態的變化。


從逐日拍攝的日面照片可以看到太陽黑子在日面上的運動

[知識拓展]

日面坐標  太陽日面上的位置常用日面經度L和日面緯度φ來表示。日面緯度由赤道量起，向北為正，用「N」或「+」表示，向南為負，用「S」或「-」表示。日面經度由格林尼治天文台1854年規定的本初子午圈量起，向西計量，由0°～360°。


6.太陽黑子週期——美麗的蝴蝶圖

分析長期的太陽黑子觀測資料，發現有的年份每天出現的黑子數比較多，有的年份則比較少，統計表明太陽黑子相對數的年平均值有一個週期性的變化，11年左右為一個週期，稱為太陽黑子周。附圖繪出了從1900年至2002年的太陽黑子相對數年平均值的變化情況。


太陽黑子相對數年度平均值隨年份的變化

太陽黑子在11年的週期變化中，除了數量的改變，還有緯度分佈的變化。太陽黑子週期在開始時，通常出現在高緯度（40～50度）之間，隨著數量的增加，黑子出現處的緯度逐漸向太陽赤道接近，當在11年週期即將結束時，太陽黑子通常出現在赤道附近，而且數量稀少。當太陽黑子又出現在高緯度時，就意味著新一輪的太陽周開始了。如果把日面緯度作為縱坐標，以時間作為橫坐標，將黑子畫到圖上，我們就得到一幅美麗的「蝴蝶」形圖。儘管太陽黑子是一個古老的話題，但它的奧妙到現在還遠沒有認識清楚。


反映太陽黑子活動規律的蝴蝶圖

太陽活動週期的發現至今已有一個半世紀的歷史。值得一提的是，它的發現者不是職業天文學家，而是英國的天文愛好者卡林頓。

fartingindian

woooowow
thank you for informative post
i am so interested

車路仔2

利害~

馬後砲

太陽黑子對地球有沒有影响?

barying

回覆 馬後砲 的帖子

目前，太陽活動已經逐漸進入第２４太陽活動周高年，劇烈的太陽爆發事件逐漸增加。
此次太陽風暴即由編號為１１４２９的太陽黑子群爆發的強耀斑引起。據美國氣象部門預報，這一黑子群８日晚再次噴發，地球本週末再次迎來一次較溫和的太陽風暴。
太陽風暴的主要物質來源是太陽表面釋放出的氣體和帶電粒子流。這些粒子攜帶的能量驚人，通常會以每小時幾百萬公里的速度向地球襲來。
科學家認為，太陽風暴會對地球造成以下幾種影響。

短波通信受干擾：由於短波通信需借助位於地表７０到５００公里高度的電離層連續反射來傳播信號，
所以當太陽風暴產生的Ｘ光輻射引起電離層出現地磁紊亂後，通信就會中斷。

航空航天受影響：太陽風暴會損壞航天器並影響宇航員及高緯或極區飛機上乘客的健康。
上個世紀７０年代的一次太陽風暴曾導致大氣活動加劇，增加了當時屬於蘇聯的“禮炮”號空間站的飛行阻力，從而使其脫離了原來的軌道。

供電系統遭破壞：１９８９年發生的一次強太陽風暴曾使加拿大魁北克省和美國新澤西州的供電系統受到破壞，造成的損失超過１０億美元。

太陽風暴雖然可能對航空、航天、通信、電力等產生影響，但對人體的影響卻微乎其微，這是因為太陽風暴爆發時面向地球噴射的帶電粒子只是其中的一小部分，而且在穿越日地間上億公里的路程時，大多消失在漫漫旅程中。即便接近地球了，這些帶電粒子絕大部分也會被地球磁場和外層大氣攔截住，所乙太陽風暴不會對人類的生命活動造成威脅，人們不必擔心它會影響健康和生活。
因此，對太陽風暴既不要過分擔心，也不要等閒視之。科學家們現在利用先進的探測裝置已經能夠對其進行預測，地球上的人們大可不必為之憂慮。

3月8日出现五年以来最大规模的太阳黑子
http://141hongkong.com/forum/for ... &fromuid=196554

馬後砲

barying 發表於 2012-3-11 04:29
回覆 馬後砲 的帖子

目前，太陽活動已經逐漸進入第２４太陽活動周高年，劇烈的太陽爆發事件逐漸增加。

風暴已過，却好像沒有新聞說
那裡有大破壞 ?