什麼是 太陽黑子 ?(15點!!)

太陽黑子形成原因
至於太陽黑子的活動性根源是什麼？到目前為止，還沒有一個非常完善的理論可以來完美的解釋黑子的形成，但是已經可以發現有一個大而較簡化的模式來略加解 釋，並而從中引導出舊理論，及之後新理論的建立。一般認為太陽黑子和其他活動性都起因於熱對流和各部份自轉速度不同。 可以設想在太陽上原來存在南北兩個磁極,在對流層裡面行成的經向磁場。太陽物質的不同部位以不同轉速運動(這稱為差動旋轉), 赤道附近自轉較快靠近及區轉得較慢。於是“凍結”在太陽物質裡的磁力線就會逐步被拉長並環繞太陽,帶有緯向成分。經多次纏繞之後緯向成分愈來愈強。磁場強 度與磁力線的密度成正比,在多次纏繞之後太陽物質裡的磁場基本變成緯向而且強度大為增加。磁力線之間互相有斥力,磁場加強時斥力愈來愈強。既然磁場“凍 結”在太陽物質裡面,磁力線的斥力就給太陽物質加上一種膨脹壓力,通常稱為磁壓。在太陽內部對流層內,由於不均勻性,各處的氣體壓力並不完 全相同,如果某處磁壓超過氣壓,這一團物質就會膨脹,結果會像水裡的氣泡一樣受到上浮力的作用向表面升起,最後連磁力線帶物質都冒出太陽表面。在磁力線集 中穿過對流層頂部進入光球的地方就會形成黑子。在磁力線集中和穿入的部位形成的黑子分別為N極性和S極性。且赤道兩側的磁力線走向正好相反,所以在南半球 和北半球形成的黑子對的極性也相反。
由左到右可見磁力線纏繞的情形，及南北半球黑子的極性相反。

圖片參考：http://aeea.nmns.edu.tw/geo_home/GEO95/image2/mag.jpg


黑子的分類
依照蘇黎世大學天文台的分類法，黑子共分為九類，各用一個大寫的英文字母為代表，依序為：
Ａ：單獨孤立的小黑子，少數會集結成群，沒有半影也沒有雙極性。
Ｂ：沒有半影，但具有雙極性的小黑子群。
Ｃ：有雙極性，且其中一極的主黑子有半影。
Ｄ：有雙極性，各極的主黑子均有半影，但其中一方的結構較簡單，且整群的寬度在太陽面的 東西方向上不超過10度。
Ｅ：大型有雙極性的黑子群，各極的主黑子均有半影，且黑子的結構較Ｄ型複雜，在主黑子間多數有小黑子存在，整群的寬度超過10度。
Ｆ：很大的雙極黑子，或比Ｅ型更為複雜的大黑子群，整群的寬度超過15度。
Ｇ：大型且具雙極性的黑子群，寬度超過10度，但在兩極的主黑子之間沒有小的黑子散佈。
Ｈ：無雙極性但主黑子有半影的黑子群，主黑子通常為圓形，且直徑大於2.5度，在周圍還有小黑子散佈著，有時也會出現複雜的結構。
Ｊ：無雙極性但主黑子有半影的黑子群，主黑子通常為圓形，但直徑小於2.5度，在周圍還有小黑子散佈著。
黑子的組成
黑子是由兩部份組成：本影〈umbra〉及半影〈penumbra〉。本影為黑子中心區暗黑的部分，面積約佔不到整個黑子的五分之一。本影周圍稍亮的區域叫半影， 面積比本影大的許多，而半影中間有許多細長的條紋。黑子多成不規則圓形，最小的直徑有一千六百公里，最大的則可到十六萬公里。黑子本影區常有閃耀的亮點， 據認為是對流層向外傳播的波。本影區的都普勒效應還表明有物質外流，半影區的紋理也顯示物質由本影區向邊沿流動。黑子太陽南北兩半球都出現，存在的時間從 幾天到數個月。多數黑子成群隨太陽自轉移過日面，每群黑子通常有前導黑子和後隨黑子之分，前者在自轉前方，存留時間較長，後者容易分裂並首先消失；前導黑子與後隨黑子極性相反，南北兩半球的黑子也是相反的極性。例如北半球的前導黑子為N極，後隨黑子為S極，此時，南半球之前導黑子便為S極，後隨黑子N極。
人們最早用肉眼觀察太陽黑子，1610年才開始用望遠鏡觀測。這次是用瑞典新研製的直徑近1米的世界第二大太陽望遠鏡觀測。結果顯示，耀斑持續了1小時之久，據專家分析，可能由於耀斑在磁場內持續的對流作用所致。半影寬度由以前150公里減少到現在的90公里。
　　儘管科學家還不能做出具體的解釋，但此次發現意義重大。紐約羅徹斯特大學(the University of Rochester in New York)太陽物理學家約翰-湯瑪斯(John Thomas)認為，觀測結果有助於構建有效的太陽黑子模型。模型所需要的太陽黑子磁場強度、傾角以及氣體流速度的資料，有望於2003年進一步確定。

太陽黑子
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太陽黑子是在太陽的光球層上發生的一種太陽活動，是太陽活動中最基本，最明顯的活動現象。一般認為，太陽黑子實際上是太陽表面一種熾熱氣體的巨大漩渦，溫度大約為4500攝氏度。因為比太陽的光球層表面溫度要低，所以看上去像一些深暗色的斑點。太陽黑子很少單獨活動，常是成群出現。黑子的活動周期為11.2年，活躍時會對地球的磁場產生影響，嚴重時會對各類電子產品和電器造成損害。


[編輯] 黑子的特性
一個發展完全的黑子由較暗的核（本影）和周圍較亮的部分（半影）構成，中間凹陷大約500千米。黑子經常成對或成群出現，其中由兩個主要的黑子組成的居多。位於西面的叫做「前導黑子」，位於東面的叫做「後隨黑子」。一個小黑子大約有1000千米，而一個大黑子則可達20萬千米。

太陽黑子的形成與太陽磁場有密切的關係。但是他到底是如何形成的，天文學家對這個問題還沒有找到確切的答案。


[編輯] 觀測歷史
世界上最早的太陽黑子的記錄是中國公元前140年前後成書的《淮南子》中記載的。《漢書·五行志》中對前28年出現的黑子記載則更為詳盡。

1840年代德國的一位業餘天文學家發現了太陽黑子10─11年的周期變化規律。通過長期的觀測，人們還發現太陽黑子在日面上的活動隨時間變化的緯度分佈也有規律性。一開始，幾乎所有的黑子都分佈在±30°的緯度內，太陽活動劇烈時，它往往出現在±15°處 ，並逐步向低緯度區移動 ，在±8°處消失。在上一個周期的黑子還沒有完全消失時，下一個周期的黑子又出現在±30°緯度附近。如果以黑子的緯度為縱坐標，以時間為橫坐標，繪出的黑子分佈圖很像蝴蝶，因而稱作蝴蝶圖或芒德圖。許多專家對蝴蝶圖的含義進行了研究，但是直到現在還沒有確定的結論。


[編輯] 太陽黑子的周期性
天文學家對黑子活動從1755年開始標號統計，規定太陽黑子的平均活動周期為11.2年。黑子最少的年份為一個周期的開始年，稱作「太陽活動極小年」，黑子最多的年份則稱做「太陽黑子活動極大年」。

太陽生暗瘡

太陽黑子是光球層的現象,黑子區域的溫度比光球層上其他區域低,與其他太陽表面對比較冷故呈黑色。 一個典型的太陽黑子 ... 太陽黑子數目有逐漸增加及減少的週期性變化,在1843年時,第一次被一個天文學家H. Schwabe注意到

太陽黑子形成原因. 至於太陽黑子的活動性根源是什麼?到目前為止,還沒有一個非常完善的理論可以來完美的解釋黑子的形成,但是已經可以發現有一個大而較簡化的模式來略加解釋,並而從中引導出舊理論, ... 在一個太陽活動週期裡,黑子出現的位置會變化。

Regarding 太陽黑子週期(sunspot cycle), pls also visit to ~
http://www.phys.ncku.edu.tw/~astrolab/e_book/sun/captions/sunspot_cycle.html

太陽表面最容易觀察到的現象就是太陽黑子了。可以使用投影法或太陽濾鏡進行觀察。黑子常成群出現，隨太陽自轉移過日面，由黑子在日面上的運動，可以找出太陽的自轉週期。(活動：由太陽黑子計算自轉週期)
太陽黑子的本影、半影及米粒組織

太陽黑子是光球層的現象，黑子區域的溫度比光球層上其他區域低，與其他太陽表面對比較冷故呈黑色。一個典型的太陽黑子由一個中央部分黑暗的本影及圍繞在周圍較不暗的半影組成，本影區的溫度在絕對溫度4000度以上，半影則為5500度。黑子大小不一，最大者可達地球直徑的兩倍。

黑子的磁場

黑子與太陽磁場的分佈有關。 黑子處的磁場約為太陽表面平均磁場的數百倍。 本影磁場強度可能介於一千至四千高斯之間，比地球上的磁場強度高上一萬倍。通常由兩個具有相反磁極的黑子組成，其中一個表現得如北磁極，另一個則表現得如南磁極。大部分黑子群的壽命可以持續兩個星期。

太陽週期

太陽黑子的數目大約有11.1年的循環週期，在此週期開始的期間，活動處於極小期，黑子的數目也很少。在接下來的五、六年內，活動會增強到一個極大期，此時圓盤會佈滿了黑子，然後數目再下降，直到下一次的極小期。

在整個循環週期剛開始時，太陽黑子都發生在太陽赤道兩側南北緯約30到40度的地方，在極大期時，則移至緯度15度附近，所以在循環末期，黑子相當接近赤道。

黑子磁極性會在每一個相繼的循環週期倒轉，例如：在一個循環太陽週期中，北半球上的主要黑子是北磁極，南半球的主要黑子是南磁極，到了下一個循環週期時，南北半球則具有對反的磁性。

太陽黑子數目有逐漸增加及減少的週期性變化，在1843年時，第一次被一個天文學家H. Schwabe注意到。

右圖顯示的是每年的平均太陽黑子數的變化曲線。.

注意每一個週期的振輻大小，每個週期長度都不太一樣。另外，注意太陽黑子數從極小期至極大期增加的速度，比從極大期至極小期減少的速度要來得快。

在1645---1715年間，黑子數幾乎趨近於零。這一段時間我們稱為蒙德極小期(Maunder minimum)。

我們在地面看太陽表面，所看到的是太陽的光球層，光球層的溫度約5500℃，其中有些區域，溫度只有4000℃左右，由於相對來說他們比光球層其他地方「冷」，向外輻射的光亦較少，所以看起來較暗成黑色，我們稱之為太陽黑子。

太陽黑子是光球層的現象，黑子區域的溫度比光球層上其他區域低，與其他太陽表面對比較冷故呈黑色。一個典型的太陽黑子由一個中央部分黑暗的本影及圍繞在周圍較不暗的半影組成，本影區的溫度在絕對溫度4000度以上，半影則為5500度。黑子大小不一，最大者可達地球直徑的兩倍。

黑子與太陽磁場的分佈有關。 黑子處的磁場約為太陽表面平均磁場的數百倍。 本影磁場強度可能介於一千至四千高斯之間，比地球上的磁場強度高上一萬倍。通常由兩個具有相反磁極的黑子組成，其中一個表現得如北磁極，另一個則表現得如南磁極。大部分黑子群的壽命可以持續兩個星期。

太陽黑子是在太陽的光球層上發生的一種太陽活動，是太陽活動中最基本，最明顯的活動現象。一般認為，太陽黑子實際上是太陽表面一種熾熱氣體的巨大漩渦，溫度大約為4500攝氏度。因為比太陽的光球層表面溫度要低，所以看上去像一些深暗色的斑點。太陽黑子很少單獨活動，常是成群出現。黑子的活動周期為11.2年，活躍時會對地球的磁場產生影響，嚴重時會對各類電子產品和電器造成損害。