太阳黑子，既能创造美丽极光，又能带来太阳风暴 _航天员

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太阳拥有斑点。本文将会介绍我们关于它们的已有研究。

目前最强大的太阳望远镜，井上建太阳望远镜，在2020年12月发布了首张太阳黑子的高清细节图。
图源：NSO/AURA/NSF
太阳黑子是目前所有太阳特征中最引人注目的一个。
远在望远镜被发明之前，中国古籍之中就已经有大量关于太阳表面黑色区域的目击情况的记录，这种情况在太阳光被云或雾霾遮挡而减弱时更容易被观测到，尤其是在日出和日落的时候。中国古人常把这些黑色区域称为“飞鸟” 。
【太阳黑子，既能创造美丽极光，又能带来太阳风暴】当伽利略（Galileo）在1610年使用他自制的粗糙的望远镜直视观测太阳时，他失明了整整一周，并且他的视力遭受到了永久性的损伤。但是他找到了解决办法：他将屋子整体变暗，把望远镜放置在百叶窗的一个开口上，然后把太阳的图像投射到一张纸上。通过这种方法他可以安全地获取太阳的图像并且追踪到太阳黑子的踪迹。在连续多天的观测中，太阳黑子横穿了太阳表面，它在一边消失并在太阳另一侧重现。显然太阳就像地球一样绕着一个轴旋转。
从太阳黑子的观测中科学家们推测出太阳在赤道处自转最快，与在两极自转一周需要29天相比，太阳在赤道自转一周仅需25天。

不同之处
太阳黑子最初给人的印象就是被雕刻在太阳表面的黑洞。太阳表面（称为光球）的温度大概有11000华氏度（6100摄氏度）。但是太阳黑子相对来说温度更低，平均下来大概在8000华氏度（4400摄氏度）。因为其温度较低所以与黑子周边区域相比较来说它所在的区域会呈现黑色，因此在太阳表面它所在的区域所散发出的光会更少。

毫无疑问如果你可以通过某种方式把太阳黑子从太阳表面剥离出来并且将它独立放置在空中，那么它会像月亮在满月时一样亮。
太阳黑子的黑色不规则中心，或者说，本影，其直径可以从大约900英里（1400千米）到超过50000英里（80000千米）。它被相对没有那么黑的区域，称作半影，所包围。半影通常比黑子面积的两倍还要大，而这一面积可以将20个地球轻易掩盖。这些点频繁地在成对或成簇的白炽气体中遨游。它们会快速成长，之后慢慢消逝。

太阳黑子表现为混乱的表面的黑斑。
图源：NASA
磁场风暴
虽然天文学家们研究太阳黑子已经上百年，但太阳黑子的准确成因仍然是个谜。它们拥有非常强的磁场，并且会演变成太阳风暴，而这有可能是被更强的周期性变化所导致的。 1859年9月1日，英国天文学家理查德·C·卡灵顿（Richard C. Carrington）正在例行绘制太阳黑子图。为了降低太阳的致盲亮度，他将其望远镜中的太阳图像进行了过滤处理。突然，在一个太阳黑子群之中出现了两个灿烂的光点。
最初卡灵顿认为是他的过滤装置出现了缝隙导致太阳光可以全部从中穿过，但是这些光点却变得越来越亮。这让他成为了第一个目睹太阳耀斑的人。太阳耀斑是发生在太阳表面由突然间的能量释放引起的热气体间歇泉。世界各地所有观测站的磁针在几分钟内失效并开始狂舞。

2022年5月10日最新捕捉太阳耀斑图像。
图源：NASA
从此太阳耀斑和太阳黑子之间的关系被建立起来。大多数情况下，黑子越多的地方太阳耀斑越大。通常在耀斑爆发之后的很短时间内，大带电粒子流如火箭一般以200万英里每小时（320万千米每小时）及以上的速度穿越星际，最终与高层大气中的稀薄气体相撞。这些气体会燃烧成一个色彩缤纷的“战场” ，其中存在着弧线型的流动光带，而这又被称作北极光。
大多数极光会出现在地球北极区域的磁极附近，极少数情况下得益于超大太阳黑子或太阳耀斑的推动影响，其可视区域会扩大到加拿大及美国中部或者更甚达到美国南部区域。（卡灵顿观测到的耀斑产生的北极光在更偏南的加勒比海区域也能观测到！）但伴随着这个壮观的天空演出，这种电磁扰动会将电涌送入地球大气层，而这不但会阻隔无线电交流更会导致公共事业公司的断路器跳闸并切断电源。 1989年三月加拿大魁北克就遭遇了这种突发情况并断电了整整九个小时。

太阳黑子，既能创造美丽极光，又能带来太阳风暴

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