迷人的太陽(yáng)黑子
世界公認(rèn),中國(guó)最早發(fā)現(xiàn)和記錄了太陽(yáng)黑子。早在殷商甲骨文中就有與太陽(yáng)黑子有關(guān)的記載,有學(xué)者認(rèn)為,甲骨文“日”字中的一點(diǎn)(⊙)就是表示太陽(yáng)黑子。目前,公認(rèn)的世界上最早的太陽(yáng)黑子記錄,是《漢書·五行志》中“漢成帝河平元年三月乙末,日出黃,有黑氣,大如錢,居日中央”的記述。
據(jù)太陽(yáng)物理專家考證,這是公元前28年5月10日的一次太陽(yáng)黑子記錄。20世紀(jì)70年代末,中國(guó)科學(xué)院組織天文工作者,從公元前781—1918年的歷史典籍中,查出數(shù)百條有關(guān)太陽(yáng)黑子的記載。
太陽(yáng)光那么耀眼,古人是怎么發(fā)現(xiàn)黑子的呢?據(jù)專家分析,黑子是太陽(yáng)經(jīng)常出現(xiàn)的現(xiàn)象,所以能看到它的機(jī)會(huì)很多。在日落或日出時(shí),陽(yáng)光穿過較厚的地球大氣層,光度大大減弱,是適于肉眼觀察的最好時(shí)機(jī)。另外,在漫天風(fēng)沙或濃煙滾滾時(shí)看太陽(yáng)不太刺眼,也可直接觀察,較大的黑子用肉眼完全可以分辨出來。
歐洲最早用儀器觀測(cè)太陽(yáng)黑子的是意大利物理學(xué)家、天文學(xué)家伽利略。1610年12月,伽利略用他的望遠(yuǎn)鏡多次在霧靄中觀看太陽(yáng),但這也傷害了他的眼睛。他幾乎每次觀測(cè)時(shí)都在日面上看到黑子,并根據(jù)黑子在日面上的逐日移動(dòng),推測(cè)出太陽(yáng)存在自轉(zhuǎn)。從此以后,其他天文學(xué)家也使用望遠(yuǎn)鏡觀測(cè)黑子,并且試圖描繪黑子在日面出現(xiàn)的位置及形狀的草圖。有趣的是,當(dāng)時(shí)有些人以為太陽(yáng)也像行星一樣,表面結(jié)構(gòu)是巖石的,黑子可能是白熾的海面浮出的火山。
1774年,英國(guó)天文學(xué)家威爾遜注意到,由于太陽(yáng)的自轉(zhuǎn),有一個(gè)圓形的大黑子正向著太陽(yáng)邊緣緩緩移動(dòng)。經(jīng)過仔細(xì)觀察,他發(fā)現(xiàn)這個(gè)黑子看上去仿佛是凹進(jìn)去的。隨著太陽(yáng)自轉(zhuǎn),這顆黑子的“身影”就逐漸消失了。威爾遜斷定,黑子在日面上是凹陷的。威爾遜的這個(gè)推斷是正確的,現(xiàn)在知道這種凹陷的深度大約在100千米左右。
1840年,德國(guó)的一位業(yè)余天文學(xué)家發(fā)現(xiàn)了太陽(yáng)黑子10-11年的周期變化規(guī)律。通過長(zhǎng)期的觀測(cè),人們還發(fā)現(xiàn)太陽(yáng)黑子在日面上的活動(dòng)隨時(shí)間變化的緯度分布也有規(guī)律性。一開始,幾乎所有的黑子都分布在±30°的緯度內(nèi),太陽(yáng)活動(dòng)劇烈時(shí),它往往出現(xiàn)在±15°處,并逐步向低緯度區(qū)移動(dòng),在±8°處消失。在上一個(gè)周期的黑子還沒有完全消失時(shí),下一個(gè)周期的黑子又出現(xiàn)在±30°附近。如果以黑子的緯度為縱坐標(biāo),以時(shí)間為橫坐標(biāo),繪出的黑子分布圖很像蝴蝶,因而稱作蝴蝶圖。許多專家對(duì)蝴蝶圖的含義進(jìn)行了研究,但是直到現(xiàn)在還沒有確定的結(jié)論。
太陽(yáng)黑子并不是黑色的,它只是比光球面上無(wú)黑子區(qū)的溫度低1000多攝氏度,所以相比之下就顯得黯然失色了。黑子的大小和形狀很不一樣,大的黑子直徑可達(dá)10萬(wàn)千米以上,小的黑子直徑只有1000多千米。黑子中心處的黑暗區(qū)(暗核)稱為本影,圍繞著中心暗核區(qū)有纖維狀結(jié)構(gòu)的區(qū)域稱為半影,它比本影亮些,但比光球暗淡。
太陽(yáng)是地球上光和熱的源泉,它的一舉一動(dòng),都會(huì)對(duì)地球產(chǎn)生各種各樣的影響。當(dāng)太陽(yáng)上有大群黑子出現(xiàn)的時(shí)候,地球上的指南針會(huì)亂抖動(dòng),不能正確地指示方向;平時(shí)很善于識(shí)別方向的信鴿會(huì)迷路;無(wú)線電通訊也會(huì)受到嚴(yán)重阻礙,甚至?xí)蝗恢袛嘁欢螘r(shí)間,這些反?,F(xiàn)象將會(huì)對(duì)飛機(jī)、輪船和人造衛(wèi)星的安全航行、還有電視傳真等等方面造成很大的威脅。黑子還會(huì)引起地球氣候的變化,也會(huì)對(duì)植物的生長(zhǎng)、人的健康產(chǎn)生影響。
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