太阳黑子是什么?为什么叫太阳黑子?

太阳黑子是太阳表面的一些低温区,与周围高温区形成强烈对比,看起来就呈现黑色。但其实太阳黑子一定也不黑,它的温度依然高达3、4000K(绝对温标),说发出的光比任何人类通过发热丝发光的灯还要亮。那为什么他看起来是黑色的?它又是怎么形成的?

太阳黑子是什么?太阳温度那么高,太阳黑子为什么是黑的?

太阳高温辐射何来?

太阳是我们人类赖以存在的能量来源,地球上所有的生命都是在它的能量下得以生存,没有太阳,地球将一片死寂。太阳光是怎么来的?

古时候有人曾经认为太阳是烧煤的,现在听起来特别搞笑,但对于当时的人类,这已经是他们能想到的最合理解释了。后来,人们发现了压缩生热的现象,于是又认为太阳是在万有引力作用下导致表面物质向内压缩而产生的热量。但以上两种解释都无法解答太阳为何能烧那么久,因为当时根据地质学的研究发现地球年龄已经长达数十亿年了……

太阳黑子是什么?太阳温度那么高,太阳黑子为什么是黑的?

随着科学的研究发展,我们现在已经大致知道太阳的发光原理,它是核心内熔融的氢核在高温高压下产生热核聚变,从而释放巨大的能量,以伽马射线形式向外辐射,在超过核心附近稠密的等离子体向更低温的外部传播过程中能量慢慢降低,当到底表面时已经只剩下以可见光为主的较低能量辐射。对应的是5770K的热辐射温度。

太阳黑子是什么?太阳温度那么高,太阳黑子为什么是黑的?

太阳黑子形成原因

5770K的热辐射(黑体辐射)温度产生的是明亮的白光,而根据黑体辐射理论,热辐射的亮度只与其温度有关,与其构成物质种类无关,因此,很明显太阳黑子就是太阳表面温度降低的区域。那么问题来了,这些区域温度为什么会比周围低呢?

太阳黑子是什么?太阳温度那么高,太阳黑子为什么是黑的?

我们先要讲一下太阳发光表面的物质形态,他们平常接触到的物质形态主要有三种:气态、液态和固态,但太阳表面由于高温的作用,物质呈现为第四种形态:等离子态。这是由于原子在高温作用下,电子脱离原子核束缚,成为游离状态的自由电子。这些游离状态的等离子体在高温下产生剧烈的热对流,类似于地球上的台风形成,但在太阳表面所产生的的“台风”强度是地球的上千倍。而剧烈旋转的带电粒子流产生强烈的局部磁场,这些磁场进一步影响了带电的等离子体的运动,于是会产生一些凹陷的低温区域,这些低温区域比周围区域的温度降低1000-2000K,以致在强烈的温度反差下,它们看起来是黑的。

太阳黑子是什么?太阳温度那么高,太阳黑子为什么是黑的?

太阳黑子的危害

这些太阳黑子通常是成群出现在太阳的低纬度地区,由于它拥有异常强烈的磁场,导致该处的等离子体极其不稳定,往往会伴随剧烈的喷发,这就是我们所说的太阳耀斑爆发现象。太阳耀斑爆发会高速向宇宙空间喷发带电粒子流,这些集中喷发的带电粒子流会对地球的电磁通信造成极其负面的影响,甚至信号中断、设备损坏。

太阳黑子是什么?太阳温度那么高,太阳黑子为什么是黑的?

太阳黑子爆发与极光

我们都知道,南北极的极光是由于太阳的带电粒子(太阳风)被地球磁场偏转到南北极后与两极的高层大气产生相互作用所引起的,而太阳黑子区域的高强磁场加速喷发的太阳耀斑会加剧极光的发生,甚至极光会向低纬度地区发展,比如一百多年前的卡林顿事件,就是一次剧烈的太阳耀斑爆发,导致南半球温带地区都出现了极光。

太阳黑子是什么?太阳温度那么高,太阳黑子为什么是黑的?

太阳黑子爆发周期——太阳活动周期

在对太阳黑子的持续观测,科学家发现太阳黑子的活跃存在周期性变化,这个周期约为11年,在一个太阳活动周期内,太阳黑子会从大量出现变为很少出现甚至完全消失。从卡林顿事件至今,科学家已经记录了24个太阳活动周期,地球即将迎来第25个太阳活动周期。

太阳黑子是什么?太阳温度那么高,太阳黑子为什么是黑的?

总结

太阳黑子并不黑,它只是相对于周围比较暗而已,当我们用滤光片把太阳亮度降低到可直视范围内时,太阳黑子的亮度就被降低到很暗的程度,以致看起来是黑的。

(以上图片来源于网络,如有侵权请联系删除)

© 版权声明
THE END
喜欢就支持一下吧
点赞0
分享
评论 抢沙发
小灵的头像-猎才团成长日记

昵称

取消
昵称表情代码图片