太陽黑子是太陽表面的一些低溫區(qū),與周圍高溫區(qū)形成強烈對比,看起來就呈現(xiàn)黑色。但其實太陽黑子一定也不黑。
它的溫度依然高達3、4000K(絕對溫標(biāo)),說發(fā)出的光比任何人類通過發(fā)熱絲發(fā)光的燈還要亮。
那為什么他看起來是黑色的?它又是怎么形成的?

太陽高溫輻射何來?
太陽是我們?nèi)祟愘囈源嬖诘哪芰縼碓矗厍蛏纤械纳际窃谒哪芰肯碌靡陨?,沒有太陽,地球?qū)⒁黄兰?。太陽光是怎么來的?/p>
古時候有人曾經(jīng)認為太陽是燒煤的,現(xiàn)在聽起來特別搞笑,但對于當(dāng)時的人類,這已經(jīng)是他們能想到的最合理解釋了。
后來,人們發(fā)現(xiàn)了壓縮生熱的現(xiàn)象,于是又認為太陽是在萬有引力作用下導(dǎo)致表面物質(zhì)向內(nèi)壓縮而產(chǎn)生的熱量。
但以上兩種解釋都無法解答太陽為何能燒那么久,因為當(dāng)時根據(jù)地質(zhì)學(xué)的研究發(fā)現(xiàn)地球年齡已經(jīng)長達數(shù)十億年了……

隨著科學(xué)的研究發(fā)展,我們現(xiàn)在已經(jīng)大致知道太陽的發(fā)光原理,它是核心內(nèi)熔融的氫核在高溫高壓下產(chǎn)生熱核聚變,從而釋放巨大的能量。
以伽馬射線形式向外輻射,在超過核心附近稠密的等離子體向更低溫的外部傳播過程中能量慢慢降低,當(dāng)?shù)降妆砻鏁r已經(jīng)只剩下以可見光為主的較低能量輻射。對應(yīng)的是5770K的熱輻射溫度。

太陽黑子形成原因
5770K的熱輻射(黑體輻射)溫度產(chǎn)生的是明亮的白光,而根據(jù)黑體輻射理論,熱輻射的亮度只與其溫度有關(guān),與其構(gòu)成物質(zhì)種類無關(guān)。
因此,很明顯太陽黑子就是太陽表面溫度降低的區(qū)域。那么問題來了,這些區(qū)域溫度為什么會比周圍低呢?

我們先要講一下太陽發(fā)光表面的物質(zhì)形態(tài),他們平常接觸到的物質(zhì)形態(tài)主要有三種:氣態(tài)、液態(tài)和固態(tài),但太陽表面由于高溫的作用,物質(zhì)呈現(xiàn)為第四種形態(tài):等離子態(tài)。
這是由于原子在高溫作用下,電子脫離原子核束縛,成為游離狀態(tài)的自由電子。這些游離狀態(tài)的等離子體在高溫下產(chǎn)生劇烈的熱對流,類似于地球上的臺風(fēng)形成,但在太陽表面所產(chǎn)生的的“臺風(fēng)”強度是地球的上千倍。
而劇烈旋轉(zhuǎn)的帶電粒子流產(chǎn)生強烈的局部磁場,這些磁場進一步影響了帶電的等離子體的運動,于是會產(chǎn)生一些凹陷的低溫區(qū)域,這些低溫區(qū)域比周圍區(qū)域的溫度降低1000-2000K,以致在強烈的溫度反差下,它們看起來是黑的。

太陽黑子的危害
這些太陽黑子通常是成群出現(xiàn)在太陽的低緯度地區(qū),由于它擁有異常強烈的磁場,導(dǎo)致該處的等離子體極其不穩(wěn)定,往往會伴隨劇烈的噴發(fā),這就是我們所說的太陽耀斑爆發(fā)現(xiàn)象。
太陽耀斑爆發(fā)會高速向宇宙空間噴發(fā)帶電粒子流,這些集中噴發(fā)的帶電粒子流會對地球的電磁通信造成極其負面的影響,甚至信號中斷、設(shè)備損壞。

太陽黑子爆發(fā)與極光
我們都知道,南北極的極光是由于太陽的帶電粒子(太陽風(fēng))被地球磁場偏轉(zhuǎn)到南北極后與兩極的高層大氣產(chǎn)生相互作用所引起的。
而太陽黑子區(qū)域的高強磁場加速噴發(fā)的太陽耀斑會加劇極光的發(fā)生,甚至極光會向低緯度地區(qū)發(fā)展,比如一百多年前的卡林頓事件,就是一次劇烈的太陽耀斑爆發(fā),導(dǎo)致南半球溫帶地區(qū)都出現(xiàn)了極光。

太陽黑子爆發(fā)周期——太陽活動周期
在對太陽黑子的持續(xù)觀測,科學(xué)家發(fā)現(xiàn)太陽黑子的活躍存在周期性變化,這個周期約為11年,在一個太陽活動周期內(nèi),太陽黑子會從大量出現(xiàn)變?yōu)楹苌俪霈F(xiàn)甚至完全消失。
從卡林頓事件至今,科學(xué)家已經(jīng)記錄了24個太陽活動周期,地球即將迎來第25個太陽活動周期。

總結(jié)
太陽黑子并不黑,它只是相對于周圍比較暗而已,當(dāng)我們用濾光片把太陽亮度降低到可直視范圍內(nèi)時,太陽黑子的亮度就被降低到很暗的程度,以致看起來是黑的。















