太阳有斑点:以下是我们迄今为止对它们的了解

作者:小菜 更新时间:2022-08-20 点击数:
简介:在与我们的太阳相关的所有特征中,太阳黑子是迄今为止最显眼的。

早在望远镜发明之前,中国编年史就记录了无数

【菜科解读】

  在与我们的太阳相关的所有特征中,太阳黑子是迄今为止最显眼的。

早在望远镜发明之前,中国编年史就记录了无数次看到太阳表面的黑暗区域,显然是在太阳光线被云层和薄雾明显变暗时看到的,尤其是在日出或日落时。

  1610 年,当伽利略通过他的简陋望远镜观察太阳时,他失明了一个星期,视力仍然受到永久性影响。

但他想出了一个解决办法:他把房间调暗,把望远镜放在百叶窗的一个开口处,把太阳的图像投影到一张纸上;因此,他安全地捕捉到了太阳的图像,并因此能够沿着太阳黑子的路径前进。

几天后,它们在太阳圆盘上移动,在一个边缘消失,然后在另一侧重新出现。

很明显,太阳和地球一样绕着一个轴旋转。

  根据对太阳黑子的观察,科学家们现在推断太阳在赤道自转最快,一整圈需要 25 天,而在两极附近大约需要 29 天。

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  对比问题

  太阳黑子最初给人的印象是太阳表面的黑色雕刻孔。

在太阳表面(称为光球层),温度约为 11,000 华氏度(6,100 摄氏度)。

但是太阳黑子的温度要低得多,平均约为 8,000 F(4,400 C)。

因此,该斑点看起来比周围区域更暗,因为它更冷,因此与表面的其余部分相比发出的光更少。

  但是请不要误会,如果您能以某种方式将太阳黑子从太阳表面取出并自行放置在天空中,它会显得耀眼——就像一百个满月一样明亮!

  黑子的黑暗、形状不规则的中心或本影的直径范围可以从大约 900 英里(1,400 公里)到超过 50,000 英里(80,000 公里)。

这被称为半影的不太暗的区域所包围,该区域的大小通常是太阳黑子的两倍多——20 多个地球很容易消失在其中。

这些斑点经常成对或成群地游过炽热气体的海洋;它们迅速增长,然后缓慢下降。

  磁暴

  尽管数百年来天文学家一直在研究太阳黑子,但这些黑子的确切原因仍然未知。

它们具有强大的磁场,似乎是巨大的太阳风暴,这可能是由更深的周期性变化引起的。

1859年9 月 1 日,英国天文学家理查德·C·卡灵顿 (Richard C. Carrington) 定期绘制太阳黑子图。

他望远镜中的太阳图像被过滤以降低其刺眼的亮度,但突然在一组太阳黑子中出现了两个明亮的光点。

  起初,卡灵顿认为他的过滤器中有一个缝隙,可以让充足的阳光透过,但斑点变得更亮了。

他是第一个目睹太阳耀斑的人;太阳表面因突然释放能量而产生的热气间歇泉。

几分钟之内,全世界每个观测站的磁针都在狂野的舞蹈中旋转。

  从那时起,太阳耀斑和太阳黑子之间的相关性就已经确立。

通常,斑点越多,大耀斑的可能性就越大。

通常,在耀斑爆发后不久,大量带电粒子流以 200 万英里/小时(320 万公里/小时)或更高的速度飞过太空,最终与高层大气中的稀薄气体发生碰撞,后者可以燃烧成一个多彩的战场类似于弧线、流光和光线的漫射移动和发光的光:北极光或北极光。

  大多数极光显示发生在地球磁极周围的北极地区,但在极少数情况下,异常大的太阳黑子或太阳耀斑会将它们的能见区推过加拿大,并向下进入美国中部甚至南部。

(卡灵顿目睹的耀斑导致北极光远在加勒比海以南都能看到!)但是随着这个壮观的天空表演,这种磁扰可以向地球大气层发送电涌,这可能会中断无线电通信并导致公用事业公司断路器跳闸,切断电源。

1989 年 3 月的一次这样的爆发使加拿大魁北克的电力中断了9个小时。

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  周期性斑点

  发现太阳周期的人是德国德绍的海因里希·施瓦贝。

他的初衷是从 1825 年开始每天对太阳进行观测,希望在水星轨道内发现一颗穿过太阳圆盘的行星。

这颗行星并不存在,但 17 年来,在每个阳光明媚的日子里,施瓦贝都画出了太阳的圆盘,记录了他能看到的所有点点,从微小的点到巨大的、杂乱的瑕疵。

施瓦贝发现了一个明显的周期——11年间太阳黑子活动的增加和减少。

从那以后,可以想象到的一切都被用来检验与11年太阳黑子周期的关系:股票市场、战争、流行病、威士忌的价格,甚至加拿大毛皮动物的繁殖力!

  太阳黑子会影响我们的天气吗?#p#分页标题#e#

  一些科学家认为他们确实如此。

在 19 世纪后期,两位天文学家 Edward Maunder 和 Gustav Sp?rer 发表的论文指出,在 1645 年至 1715 年之间,太阳黑子变得极为罕见。

有趣的是,同样的 70 年间隔大致与“小冰河时代”的中期相吻合,在此期间欧洲和北美经历了比平均温度低得多的温度。

  然而,在过去的十年中,天文学家注意到太阳经过了异常漫长的延伸而没有任何太阳黑子。

即使在最近的 2014 年太阳活动极大期,太阳黑子数量也比正常水平低 36%。

一些人认为,我们可能会开始另一个长时间的太阳黑子极小期,类似于 375 年前的那个,并且最终会导致另一场异常寒冷的天气——有人称之为“全球变冷”。

  然而,许多环境科学家强烈反对,指出 17 世纪末和 18 世纪初的小冰河时代更有可能是由全球异常高水平的火山活动引起的,火山活动向大气中喷出广泛的灰烬和尘埃云。

据美国宇航局称,这种气溶胶云就像一个大气阴影,可以减少入射的阳光,这可能是小冰河时代的主要原因。

  无论如何,这仍然是一个有争议的问题。

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  一种新的太阳能预测工具

  2007 年,空间环境中心更名为空间天气预报中心,最近它在其工具套件中添加了一个新的、首创的空间天气预报模型,以提高预测能力。

  这种名为全大气模型-电离层等离子体层电动力学 (WAM-IPE) 空间天气预报模型的新工具将预测地球高层大气对太阳和地磁风暴的反应。

它还有助于预测总电子含量,这对通信和导航系统很重要。

新的中性密度场产品将有助于卫星运营商和地面跟踪系统的轨道预测和空间态势感知。

  “没有糟糕的天气,只有糟糕的准备。

”美国宇航局人类探索和运营任务理事会首席科学家杰克·布莱彻说。

“太空天气就是这样——我们的工作是做好准备。

  相互矛盾的预测

  太阳活动在 2019 年 12 月触底反弹,标志着新的太阳黑子周期的开始——第 25 号。

目前的预期是我们将在 2025 年年中左右达到最大值。

但即便如此,并非所有的太阳能科学家都在关于它最终会变得多强的问题上达成一致。

普遍的共识是,太阳活动周期 25 可能开始缓慢,但会在 95 到 130 个太阳黑子范围内达到峰值。

这远低于太阳黑子的平均数量,每个太阳周期的平均太阳黑子数量范围通常为 140 到 220 个太阳黑子。

  然而,2020 年 11 月发表在《太阳物理学》杂志上的预测截然相反,预测“太阳黑子太阳周期 25 的强度可能与记录开始以来的前几个数量相媲美”。

  所以,看来我们只需要等待,看看未来几个月和几年会发生什么。

但即使结果证明太阳周期低于平均水平,这并不意味着没有极端太空天气的风险。

“太阳对我们日常生活的影响是真实存在的。

SWPC一年365天,每天24小时都有工作人员,因为太阳总是能给我们一些预测的东西。

”太空天气预测中心的太阳物理学家道格·比塞克指出。

世界八大奇迹系列之——罗德岛太阳神巨像

太阳神巨像位于爱琴海的希腊罗德港口。

整座巨像高33米,一个脚趾头就需要两个人合抱,它以大理石建成,再以青铜包裹。

而他手举的火炬则作为灯塔,彻夜不息,为过往的船只导航。

公元前226年,一次大地震把这座伟大的巨像推倒了。

巨像在原址上躺了近千年,后来就下落不明了。

尽管巨像已经不在,但这个古代世界奇观却激发了现代艺术家们的灵感,譬如以建造著名的“像”而闻名于世的法国雕塑家奥古斯都·。

罗得斯岛的多利安人民谨以此的铜像献给您,太阳神,以纪念他们平息了战争的狂涛并用从敌人手中夺来的战利品荣耀了他们的城市。

他们不仅在海上而且在陆地上,点亮了自由的火炬。

——太阳神巨像上的提辞。

从太阳神巨像的建立到毁坏只有短促的56年时间。

巨神像体积太大,无法像建造一般雕像那样,先制出模型,然后分成几部分铸造,最后再进行整合和竖立。

据文献记载,巨人像是分步建造起来的:首先,在建好白色的大理石基座后,把已铸好的脚到踝关节这一部分安装固定好。

由于神像体积高大,所以神像的脚设计得比较大,使它能承受上部神像的压力。

完成这一步后,雕像家指挥工匠在已完成部分的周围堆起巨大的土堆,然后站在上面接着做下一部分工作,这样一步一步向上发展。

在每一步进行之前,雕塑家都先用一种铁制的框架和一些方形的石块从内部加固雕像,以保证雕像的稳定。

就这样,在耗费大量人力、物力、财力后,哈列塔斯创造了一个与真神相似的神像,“给了世界第二个太阳”。

然而,罗得斯岛巨大铜像只矗立了50余年就惨遭不测。

公元前227年至公元前226年(一说公元前224年),罗得斯岛连续发生毁灭性的大地震,岛上的城市建筑遭到严重破坏。

太阳神像也从它最不牢固的地方——膝盖处断裂开了,倒塌在地,只留下台座和两条小腿。

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第二次世界大战结束之后奥伯特和布劳恩被美军抓获 他将太阳炮计划说了出来

太阳炮并不是严格意义上的炮,而是一种镜子,但是它比任何炮都更疯狂,因为它是依靠太阳发射,利用太阳能制造大规模杀伤。

1596年,苏格兰数学家约翰·纳皮尔在他的小说中曾提到一面巨型镜子的情节,利用它可以聚焦太阳光线,进而烧毁敌人的船只。

德国物理学家把这个想法又放大了一下,提出:发射一个由金属钠制成,直径超过5000英里的巨型反射器到外太空,随后便可利用它将太阳的能量聚焦在地球上的某个地点,那么它的威力将是毁灭性的。

不过这项构想在当时的技术下很难完成,但是想法够疯狂! 第三帝国末日,在疯狂和绝望的双重驱使下,德国的科学家们,提出了大量想象力突破天际、与现实脱节的新式武器设计,例如“巨鼠”超重型坦克、“银鸟”空天飞机等,被后人称为“纳粹黑科技”。

在这之中,有一款“黑科技”的威力最强、工程量最大——同时也最不可能实现,这便是本文主角:太阳炮。

太阳炮的狂想,起源于1929年。

在这一年,德国著名的火箭科学家在日常研究的过程中,意外开了一个惊天的脑洞:将一副直径为100米的巨大反射镜发射到太空,它可以在夜间将太阳光反射到地球上。

这样一来,普通农作物就等于一天二十四小时都享受到太阳光照,生长速度就可以大大加速,迅速提升田地的食物产量。

另外,大型城市也可以得到充足的光照,从此节约下消耗在照明系统上的大量电力。

实际上,反射太阳光作为武器并不是什么全新设计。

早在两千多年前,希腊就流传着先贤阿基米德利用反射镜聚焦太阳光、烧毁入侵敌舰的传说。

只不过,纳粹这一次把这个概念的威力放大到前所未有的数量级。

根据德军的设想,只要把一副巨型凹面镜发射到太空,聚集起足够多的阳光,它就可以产生任何防御设施都无法抵挡的超高温度,焚毁地面上的敌军战舰,甚至摧毁敌方的城市! 在当时看来,太阳炮这种轨道武器的设想无疑是非常超前的。

一旦得以实现,绝对是毁天灭地的大杀器。

不过,第二次世界大战的火箭科技仍处于萌芽阶段,耗费大量资源,仅仅开发出载弹量1吨的V-2弹道导弹,靠它来发射必须部署至高层轨道的太阳炮无疑是。

战争结束后,奥伯特和布劳恩一同被美军擒获。

在审问中,奥伯特把太阳炮计划细节地交代给了美国审问官。

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