AEEA 天文教育資訊網

上網探索宇宙的好選擇 !   Activities of Exhibition and Education in Astronomy.

2008 年 2 月 6 日
 

太陽系裡的奇景(6): 太陽黑子與光斑
   提供者 : 陳輝樺 (AEEA 小組 , NMNS )

說明 : 太陽黑子 (Sunspot) 指的是 太陽 光球層 (Photosphere) 上出現的暗斑點。 事實上,太陽黑子並不真正是黑的, 只是因為它們比周圍溫度低上 絕對溫度 1 千至 2 千度, 在明亮的光球層背景的襯托下,相對性的才顯得比較暗黑。 太陽黑子的形狀並不固定、 大小也不一致,大的呈現橢圓狀、直徑可達數十萬 公里, 長度就可以容納十幾個並排的 地球 (如上左圖示); 地球上能夠觀測到最小黑子的直徑也有上千公里。 因此,在 光學望遠鏡 發明之前, 人們變已經能夠用肉眼察看到黑子的存在。 我國古代說「日中有骏鳥」,或稱太陽為「金鳥」, 可能就是因為看到暗斑點而想像出來的。 太陽黑子時多時少,而且多數會成群出現, 黑子多時數目可達數百個。 通常,黑子的壽命會與它的大小有關, 黑子越大、壽命越長,大黑子有可能存活幾個月; 而壽命短的小黑子,只能存活幾天,甚至幾個小時後便消失; 一般的黑子大概能存活十幾天。

         太陽黑子是光球層上的巨大氣流窩旋,是太陽活動最明顯的指標。 太陽黑子在太陽表面的活動,不但可以看出太陽自轉的狀況; 也可以從黑子數目的多寡瞭解太陽表面活動的現況,黑子數目越多, 就反映太陽表面活動越激烈。 由太陽黑子數目 11.2 年的 週期性變化 , 黑子最多的時期成為太陽活動「極大期」, 黑子最少的時期成為太陽活動「極小期」。 地球上許多現象,如 地磁的變化 、 氣候的變遷、 極光 (aurora) 等都受到太陽表面活動的影響。 當太陽表面活動高峰時,會影響到 無線電波 的通訊、 電力系統的傳輸和航太衛星的運作。 雖然天文物理學家已建立了一些黑子形成和演化的理論,大致上來說, 它們是和太陽表面的 磁場 有關。

         太陽 光球層 (Photosphere) 上比周圍更明亮的斑狀組織。 當天文望遠鏡觀測太陽表面時,常常可以發現在光球層的表面有些區域明亮與深暗的明顯對比。 這種明暗斑點是由於這裡的溫度相對性有高低不同而形成的, 比較深暗的斑點叫做「 太陽黑子 」(如上圖中較暗的區域); 而比較明亮的斑點叫做「光斑」(如上圖中較亮的區域)。 由光斑出現在太陽表面的位置來分析, 光斑 常在太陽表面的邊緣呈現,卻很少在太陽表面的中心區出現。 因為我們觀測到的太陽表面中心區的輻射大多來自於 光球層 的較深氣層, 而觀測到的太陽邊緣的光主要來自光球層較高部位, 所以,光斑的呈現應該是在太陽表面較高處,可以算得上是光球層的高原。

         光斑也是太陽表面上的一種強烈風暴現象,有些天文學家把它當成為「高原風暴」。 光斑的亮度只比寧靜光球層的亮度略強一些,一般僅比光球層約強 10%; 溫度也比光球層的溫度約高攝氏 300 度。 許多光斑與太陽黑子還結下不解之緣, 常常環繞在太陽黑子周圍出現,可見光斑的出現與黑子的呈現, 都和太陽表面 磁場 有密切的關聯。 少部分光斑可能與太陽黑子無關,因為它們活躍在南北緯 70 度的高緯區域, 面積也比較小,平均壽命頂多僅有半小時。 光斑不僅出現在光球層上, 色球層 (Chromosphere) 上也有它活動的蹤跡。 當它在色球層上出現時,活動的位置與在光球層上出現時間大致吻合。 不過,出現在色球層上的不叫「 光斑 」,而叫「 閃焰耀斑 (Flare) 」。 實際上,光斑和閃焰耀斑是同一個群體,只是因為它們在太陽表面出現的高度不同而已。

明日主題 : 太陽系裡的奇景 (7): 太陽閃燄耀斑
天文史上的今天 : 1959 年 2 月 6 日,美國航空與太空總署 (NASA) 在佛羅里達州甘迺迪岬 (Cape Canaveral) 航空中心首次成功以泰坦 (Titan) 火箭完成試射。

前一天主題 天文學名詞解釋 每日主題庫、主題分類介紹 天文展演教學模型、天文教學媒體製作、遠距遙控觀測模擬、展示場展覽介紹 天文學基本認識、天文觀測活動、九年一貫天文輔助教材教案、天文史哲介紹、動手作天文等教育活動 主題課程、Q&A、天文新知介紹、遠距天文教學輔導、FAQs、數理與自然探究 天文相關網站 E-mail 給主編、提問題和看法、與 AEEA 互動 後一天主題

主編 : 陳輝樺陳輝樺                 
                            諮詢服務 : 陳輝樺 或 (NMNS 國立自然科學博物館)
                                                         蘇明俊 (樹德科技大學  休閒事業管理系)

本網站所有圖片未特別聲明者,都是取材自美國太空總署 (NASA) 網頁 ,請勿作商業用途使用。