写给孩子的天文奥秘(彩色图解版)
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太阳长出了“雀斑”

小孩子长到六七岁,鼻翼两边或者脸蛋上会长出不规则的褐色斑块,医学上俗称雀斑,那些可爱的小雀斑会陪伴孩子一起长大。人的脸上长雀斑不稀奇,但太阳也有雀斑,这就稀罕了吧!

如果我们用望远镜观测太阳,就能看到太阳的表面有一些黑色的斑点,这就是太阳的“雀斑”——科学家称为太阳黑子。这些“雀斑”长在了太阳的脸上,自然就会跟着太阳自转。我们利用这些“雀斑”很容易定出它的自转周期——在中央出现的太阳“雀斑”6天以后就会移到西部边上消失不见;两周以后,如果“雀斑”还在,它就会在东面边上出现。

太阳雀斑和人脸上的雀斑一样,有大有小。如果用最好的望远镜才看得见的微点,就是小的太阳雀斑。没有望远镜的孩子们也可以用黑的玻璃,透过黑玻璃观测到的大块也是太阳的“雀斑”,不过就是大的出奇。太阳“雀斑”也有集体意识哦,它们喜欢成群出现,表示团结友爱,这样我们用肉眼就可以看见它们了。

其实,单个的太阳雀斑可比人脸上的大多了,有的直径达8万千米,如果是人,可以在这个雀斑上打滚翻跟头外加跑马了。太阳最大的一群雀斑能遮住太阳表面圆盘的1/6,恐怖吧!领头的大哥大雀斑不但体积大,寿命也长,别的都消失了以后,大哥大还存在,这样大哥大就落单了,孤苦伶仃地随太阳自转。

太阳黑子

一群太阳“雀斑”经过不断成长,最后也能华丽丽地转身成为“雀斑”中的又一大哥大。

为了便于讲述太阳的“雀斑”故事,我还是引用科学家的太阳“黑子”称呼。在黑子中央还有一团更暗的部分叫作“本影(umbra)”,边上较亮的部分叫作“半影(penumbra)”。太阳黑子不是一成不变的,它们会逐渐分散,其中的一些黑子会分裂成很不规则的碎片。太阳黑子的频数周期约为11年一次,有一定规律的。有些特殊的年份,太阳上面有很少的“雀斑”,甚至没有讨厌的“雀斑”成了光洁美人,比如1912年、1923年。没有太阳黑子的年份,第二年出现的黑子数目就会增多;一年比一年多,5年后达到顶峰,之后又一年一年逐渐减少,太阳脸上的雀斑就是这样不知疲倦地反复循环着。

而且,太阳黑子不是全部散布在太阳的表面上,而是在太阳纬度上的某些部分才有,这真是一条有意思的规律。在太阳的赤道上也不容易见到这些可爱的雀斑。沿着赤道向南或向北就逐渐多了起来,南、北纬15度到20度是黑子出现最多的地方,再远又开始逐渐减少,30度以上几乎没有了。这个分布图是不是和孩子们脸上的雀斑分布图相同呢?沿着鼻子两翼排列开去,越过脸颊就不见了。我们也可以把脸上长雀斑的孩子称为太阳的孩子,只有他们和太阳经历这么相似,这么亲密无间。

其实啊,黑子的出现是有意义的,它们可不是出来玩玩的,黑子来了表示太阳上起了很大的风暴。就像我们地球上刮起了飓风——但太阳上的风暴比飓风大了许多倍。

飓风刮起炽热的气体在太阳旋涡中向上飞腾,抵达比内部压力小得多的光球之后,这些气体就喷发出来迅速冲出了表面。这样迅速膨胀的结果就使得周围的温度稍微降低了一点,减弱了这一区域的光辉——这就是太阳黑子的形成,也是地面源源不断接收光热的源泉。这样说,它们一黑一白就是可爱调皮的孩子了,不停地折腾出光和热散布在我们的地球之上。

太阳黑子与地上的包括飓风在内的所有旋涡由于地球的自转,在南半球是顺时针旋转,在北半球逆时针方向旋转。在太阳赤道南的太阳黑子与赤道北的太阳黑子的旋转方向刚好相反。

太阳上风暴的运动可比地球上风暴运动复杂多了,因为领头的大哥大黑子带着它的小弟们朝相反的旋转方向,更后出生的大哥大黑子一心想摆脱这种旋向的影响,因此它的旋转方向更为复杂难测。

太阳黑子的漩涡中心压力较低,吸引了附近的气体,在下降时也还是旋转着的。这样看起来就是完整的运动体。

我们知道了太阳的“雀斑”就是太阳飓风引起的温度变化,心里有什么想法呢?现在的科学家已经发明了很多仪器还有卫星用来对太阳进行多角度、全方位的研究,其中就包括研究观察黑子周期现象,并已经获得了出色的成果。有了卫星这个助手,我们就可以准确地预报太阳黑子和耀斑的爆发,避免磁暴对电子设备的损害。