太阳黑子新见解

原创/简浩

太阳黑子是太阳上经常发生的一种自然现象。然而，太阳黑子从何而来？为何会产生太阳黑子？太阳黑子对我们有何影响？太阳黑子如何出现又如何消失？为何太阳黑子会“成长”？我认为，世界科学家对太阳黑子这些诸多问题的认识与解释，有出入、不准确、不全面。

据科技日报2020年9月1日刊文《火星大小黑子不罕见 对地影响尚难判断》称：

近日，国外媒体报道：一位天文爱好者观测到太阳上出现一个火星大小的巨大黑子，它被认为在未来几天可能会逐渐增大，并产生强烈的太阳耀斑。

世界公认首次明确的太阳黑子记录出现在公元前28年，据《汉书•五行志》记载：“成帝河平元年三月乙未，日出黄，有黑气，大如钱，居日中央。”直到1610年，伽利略发明了天文望远镜，人们才开始系统而全面的观测太阳黑子。

为此，科技日报记者采访了中国科学院太阳活动重点实验室项目研究员李婷，“太阳黑子是具有强磁场的磁流管从太阳光球层下浮现上来而形成的。”李婷表示。太阳黑子的“出生”源于太阳磁场，它的“死亡”也离不开磁场。李婷表示，太阳黑子的消失是由于磁场逐渐变弱，等离子体对流不再受到强磁场的抑制，从而逐渐消失。

李婷表示，太阳黑子的变大和其活动区域的磁场持续浮现有关。如果该区域有持续不断的磁场浮现，为黑子提供“食物”，黑子就会变大。通常认为黑子越大，储存的磁场能量越高，产生大耀斑的可能性也越大，就越有可能对地球和人类活动造成影响。

下面我谈谈对太阳黑子诸多问题提出不同新见解、新认识：

——太阳黑子从何而来？

我认为，太阳黑子的本质是太阳大气层（即日冕层）旋涡的“风暴眼”。并不是如李婷所说“太阳黑子是具有强磁场的磁流管从太阳光球层下浮现上来而形成的。”

其实，我认为，太阳黑子与太阳磁场或局部磁场没有关系。同时，太阳磁场也不是在太阳大气层面漂浮流动不定，更没有磁流管。太阳磁场在低维度和赤道两侧是相对稳定，在太阳两极才会稍有变化。

我认为，太阳黑子从何而来是简单的天文基本常识。

——为何会产生太阳黑子？太阳黑子如何出现又如何消失？

我认为，太阳黑子多数是从太阳赤道两侧的外大气层形成，为什么？太阳大气层也称日冕层，日冕层温度（约大于几十万摄氏度）比太阳表面温度（约5000摄氏度）高的太多，那是因为“热能升腾效应”所致，简单地说，就是热气上升，就像蜡烛火苗的上部比底部热是同样道理，这是天文之谜。为此，美国国家航空航天局（NASA）还专门发射了“帕克号”太阳探测器，飞抵近距离探测太阳，搞明白太阳日冕层为什么比太阳表面温度高。由于日冕层的气温高，加之太阳自转的推动力，日冕层的“气旋风暴眼”即黑子会经常性的形成。

太阳黑子的形成机制：因为太阳赤道低维度与高维度之间的温度差、气密差、气压差所致，才会产生“热气旋风暴眼”即太阳黑子，赤道两侧的黑子向太阳高维度两极日冕层螺旋流动，太阳北半球的黑子会顺时针螺旋流动，太阳南半球的黑子会逆时针螺旋流动。太阳表面与日冕层高低维度的温度差、气密差、气压差，都是处于随时不停的变化之中。

太阳黑子的消失机制：当黑子螺旋流动到高维度时，随着黑子中心与高维度日冕层温度差、气密差、气压差的减小，这时的黑子会自然就消失了。

这两种机制同地球上的台风或飓风的形成与消失很像似。

——为何太阳黑子会“成长”？

太阳黑子刚在低维度形成时，黑子都比较小，因为形成黑子的温度差、气密差、气压差还比较小，一旦黑子从低维流动到高维时，黑子的温度差、气密差、气压差逐渐增大，于是“气旋风暴眼”即黑子就像“滚雪球”一样，越滚越大，同时，黑子的螺旋动力也越来越大，这就是黑子会“成长”的根本原因。

——太阳黑子对我们有何影响？

太阳的体量太大、能量太大，地球在太阳面前太渺小，太阳打个“喷嚏”，地球就会受到影响。主要有三大影响：一是巨型黑子会向太空抛撒大量高能带电粒子，会对地球的电气设备和卫星产生破坏作用。二是太阳黑子风暴眼的中心会形成黑子耀斑，对地球产生强辐射作用，对地球的人造卫星、电气设备、无线电波产生破坏作用。三是黑子还对地球气候也会产生影响。

总之，太阳黑子还有更多、更深层次的科学奥秘、奥妙，都不是简单孤立而是相互关联，从而构成博大精深的天文学体系。目前，世界科研圈存在两大薄弱短板：一是最大的宏观方面的天文学、地球物理学、宇宙探索；二是最小的微观方面的生命科学、量子科学、超能量学。薄弱与短板原因主要是缺乏对宏观科学与微观科学的理解力、想象力、创新力、开创力。

（E-mail：jh070115@163.com）

2020/9/1