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小編的世界 優質文選 宇宙
黑子的凝視，太陽磁場的變換，它會帶來什麼？
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2022年5月03日 -
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科學家發現了索隆之眼……在太陽上
太陽黑子最精細的照片是不經意間被拍下的。
美國國家自然科學基金會將它們的望遠鏡指向了太陽，這時望遠鏡系統還在集成階段。令觀測團隊感到驚奇的是，歷史性的一幕被記錄了下來。
有時，科學就發生在你身邊。
太陽黑子最精細的圖像展現了它錯綜複雜的結構。圖源：NSO/AURA/NSF
自然科學基金會位於夏威夷毛伊島的井上建太陽望遠鏡（DANIEL K. INOUYE SOLAR TELESCOPE，簡稱DKIST望遠鏡）意外發現了這個10000英裏寬的太陽黑子。
位於夏威夷州哈雷阿卡拉的DKIST望遠鏡。
即使這個太陽黑子類似於《指環王》中巨大的索隆之眼（與人馬座的M 1-42星雲區分），它也只是太陽表面上一個小小的斑點。
索隆之眼，出自J.R.R.托爾金的作品《指環王》。
太陽黑子是如何產生的——它們是太陽表面抑制能量轉移的磁場通過對流過程，在對流過程中，熱的流體上升，冷的流體下沉。
這張照片揭示了精細的太陽黑子結構，其中熱氣流和冷氣流的湧入體現為從黑暗中心盤旋而出的道道條紋。
國家自然科學基金會望遠鏡儀器系統工程師弗裏德裏希•沃格回憶起他們團隊在一月份第一次將望遠鏡對准太陽黑子並捕獲到黑子如此精細的圖像時那興奮的心情。
“通常，我們科學家所做的就是將我們的觀測結果與物理模型進行對比，這些模型總是試著去預測我們在太陽上看到的究竟是什麼。” 沃格告訴逆（Inverse），“總得來說，這些預測模型非常好，但細節上往往有欠缺。”
這張圖像在《太陽物理學》中與一篇關於DKIST望遠鏡的文章一同發表。
高分辨率太陽照片——這張新照片的分辨率比此前的圖像高2.5倍，這讓美國國家太陽天文台的團隊得以解析太陽上的小尺度結構。
雖然太陽黑子很小，但它是唯一可見的太陽活動的標志。在太陽表面觀測到的太陽黑子越多，說明太陽越活躍，反之亦然。
太陽活動很大程度上取決於太陽的磁場。太陽的磁場會經歷周期性的循環，在每個周期中，南北兩極轉換，這個轉變的周期是十一年。
“我們的觀測結果與我們預測的模型基本相符，但細節上有所不同，這些細節與其形成的內部過程非常有關。”沃格說。
太陽黑子的中心磁場高度集中，這抑制了太陽內部的熱量到達它的表面。黑暗的中心高達7500多華氏度，但這個溫度仍然相對低於太陽表面。
為什麼它對你，一個地球人，那麼重要——因為它們是太陽活躍程度的線索。太陽黑子與太陽風、日冕物質拋射、耀斑爆發活動有關，這些都屬於太陽活動。
“最重要的事情之一是，我們可以從照片中看到最小的細節，並以此改進我們的太陽黑子模型。”沃格說，“太陽黑子是太陽上可以引起爆炸的磁性結構，這些爆炸可能會影響到地球。”
當耀斑到達地球，它們會穿透磁層——地球的大氣保護層，並對我們的電力設備、電網設施造成嚴重破壞，還會影響宇宙中的航天器和航天員。
1972年8月7日，一場巨大的太陽風暴在太陽的表面爆發了，通過激發地球上的強烈磁暴擾亂了無線電波、電信網絡和電力系統。
在過去的二十年裏，科學家在理解控制太陽活動的不同過程上取得了長足的進步，但這項工作仍在進行中。他們對太陽活動了解更多，就能更准確地預測從太陽爆發的太陽風暴，以此保護地球。
相關知識
太陽黑子是太陽光球上的臨時現象，它們在可見光下呈現比周圍區域黑暗的斑點。它們是由高密度的磁性活動抑制了對流的激烈活動造成的，在表面形成溫度降低的區域。雖然它們的溫度仍然大約有3000-4500K，但是與周圍5,780K的物質對比之下，使它們清楚的顯視為黑點，因為黑體的熱強度與溫度的四次方成正比。
BY: inverse
FY: Ludwig_XU
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