太陽(yáng)黑子的發(fā)現(xiàn)
太陽(yáng)黑子是在太陽(yáng)的光球?qū)由习l(fā)生的一種太陽(yáng)活動(dòng),是太陽(yáng)活動(dòng)中最基本、最明顯的。一般認(rèn)為,太陽(yáng)黑子實(shí)際上是太陽(yáng)表面一種熾熱氣體的巨大漩渦,因?yàn)槠錅囟缺忍?yáng)的光球?qū)颖砻鏈囟纫?000℃~2000℃,所以看上去像一些深暗色的斑點(diǎn)。我國(guó)是有關(guān)太陽(yáng)黑子記錄最早的國(guó)家。
我國(guó)古人的記錄
太陽(yáng),是我們地球上光和熱的來(lái)源。我們祖先善于實(shí)踐,勤于觀測(cè),對(duì)太陽(yáng)上的細(xì)節(jié)都進(jìn)行詳細(xì)描述,精確記載,見于史書?,F(xiàn)今世界公認(rèn)的最早的關(guān)于太陽(yáng)黑子的記載,是西漢成帝河平元年(公元前28年)三月所見的太陽(yáng)黑子現(xiàn)象,載于《漢書·五行志》:“成帝河平元年……三月己未,日出黃,有黑氣大如錢,居日中央?!边@一記錄把黑子的位置和時(shí)間都敘述得很詳盡。
事實(shí)上,在這以前,我國(guó)還有更早的黑子記載。在約成書于漢武帝建元元年(公元前140年)的《淮南子》這一著作的卷七《精神訓(xùn)》中,就有“日中有跋烏”的敘述。跋烏,也就是黑子的現(xiàn)象。而比這稍后的,還有:漢“元帝永光元年四月,……日黑居仄,大如彈丸?!保ā稘h書·五行志》引京房(前77~前37)《易傳》)。這表明太陽(yáng)邊側(cè)有黑子成傾斜形狀,大小和彈丸差不多。永光元年是公元前43年,所以這個(gè)記載也比前面的記錄為早。
黑子,在太陽(yáng)表面表現(xiàn)為發(fā)黑的區(qū)域,由于物質(zhì)的激烈運(yùn)動(dòng),經(jīng)常處于變化之中。有的存在不到一天,有的可到一月以上,個(gè)別長(zhǎng)達(dá)半年。這種現(xiàn)象,我們祖先也都精心觀察,并且反映在記錄上。《后漢書·五行志》有這樣的記載:“中平……五年正月,日色赤黃,中有黑氣如飛鵲,數(shù)月乃銷?!膘`帝中平五年是公元188年?!端问贰ぬ煳闹尽芬灿浻兴胃咦凇敖B興元年二月己卯,日中有黑子,如李大,三日乃伏。六年十月壬戍,日中有黑子,如李大,至十一月丙寅始消。七年二月庚子,日中有黑子,如李大,旬日始消。四月戊申,日中有黑子,至五月乃消?!苯B興元年是公元1131年。
黑子,不但有存在時(shí)間,也有消長(zhǎng)過(guò)程的不同形態(tài)。最初出現(xiàn)在太陽(yáng)邊緣的只是圓形黑點(diǎn),隨后逐漸增大,以致成為分裂開的兩大黑子群,中間雜有無(wú)數(shù)小黑子。這種現(xiàn)象,也為古代觀測(cè)者所注意到?!端问贰ぬ煳闹尽酚浻兴位兆谡投辏?112)“四月辛卯,日中有黑子,乍二乍三,如栗大?!边@一記載,就是屬于極大黑子群的寫照。
我們祖先觀測(cè)天象,全靠目力。對(duì)于太陽(yáng)只有利用日赤無(wú)光、煙幕蔽日之際,或太陽(yáng)近于地平、蒙氣朦朧之中,以及利用“盆油觀日”方法。始可觀望記錄。從漢代到明代共1600多年間,黑子記載超過(guò)100次。
上述史書所載的黑子“如錢”、“如栗”、“如飛鵲”、……都是表示黑子的形狀;至于“數(shù)月乃銷”等等,是表明黑子的消長(zhǎng)過(guò)程的。因?yàn)楹谧哟笮∠嚅g,此生彼滅,存在時(shí)間長(zhǎng)短不一,在望遠(yuǎn)鏡未發(fā)明之前,史書所載的一定是大而易見的,所以至多不過(guò)二三枚,存在幾天或幾月而滅,這是和近代精密觀測(cè)結(jié)果相符合的。至于“日赤無(wú)光”、“晝昏日晡”等等,乃是描寫觀測(cè)時(shí)候的情景。這些都是合乎科學(xué)的。對(duì)于前人精察天象的實(shí)踐,外國(guó)學(xué)者也多有贊揚(yáng)。美國(guó)天文學(xué)家海耳(1868~1938)就曾經(jīng)指出:“中國(guó)古人測(cè)天的精勤,十分驚人。黑子的觀測(cè),遠(yuǎn)在西人之前大約2000年。歷史記載不絕,而且相傳頗確實(shí),自然是可以征信的?!?/p>
活動(dòng)周期
歐洲發(fā)現(xiàn)太陽(yáng)黑子,時(shí)間比較晚。他們最早的黑子記事是公元807年8月19日。這已經(jīng)是公元9世紀(jì)了:但是還被誤認(rèn)為是水星凌日。太陽(yáng)黑子的發(fā)現(xiàn)是伽利略(1564~1642)使用望遠(yuǎn)鏡完成的天文學(xué)進(jìn)展之一;他在公元1610年才看到黑子,直到1613年才把結(jié)果公開發(fā)表。
黑子的消長(zhǎng),有它的盛衰周期。平均周期11年這數(shù)字是1843年德國(guó)業(yè)余天文學(xué)家施瓦貝(1789~1875)首先得到的。但是,如果引用我國(guó)古代太陽(yáng)黑子的記錄加以分析,也完全能夠得到相同的結(jié)果。
1975年,我國(guó)云南天文臺(tái)編集我國(guó)從公元前43年到公元1638年的黑子記錄,共106條,進(jìn)行計(jì)算,得出周期是10.6±0.43年;同時(shí)還存在62年和250年的長(zhǎng)周期。這一重要結(jié)果,是研究我國(guó)古代黑子記錄、探索它的規(guī)律的良好收獲。
▲云南天文臺(tái)
與極光的關(guān)系
歷代古代記錄已經(jīng)表明:黑子出現(xiàn)最多的年月,也是極光出現(xiàn)頻繁的時(shí)期。黑子和極光互有關(guān)系。1977年7月,云南天文臺(tái)又利用我國(guó)黑子和極光古記錄,同時(shí)進(jìn)行分析得出:極光和黑子都存在約11年的周期,并且得出結(jié)論:太陽(yáng)活動(dòng)和極光的約11年周期,并不是近300年才有的暫時(shí)現(xiàn)象。這對(duì)于研究地球物理學(xué)和天文學(xué)的一系列問(wèn)題,將是很有益的啟示。這同時(shí)也說(shuō)明我國(guó)古代黑子資料是相當(dāng)寶貴的。
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