太陽表面會有太陽黑子,溫度高達4500度,為何仍呈現出黑色?

2020-10-06 老柳帶你獵奇

在幾千年前的上古時期,就有太陽表面偶爾會「長出」黑斑的記載,現在我們把這種現象稱為太陽黑子。太陽有很高的表面溫度,為何太陽黑子呈現黑色呢?這種現象是如何出現的呢?

近代研究表明整個太陽都始終處於高溫狀態。其實,可以被人們看到的太陽光球恰恰是太陽溫度最低的部分。由於輻射與溫度緊密相連,天文學家們展開了對輻射的探索。1984年,德國物理學家維恩所做的相關實驗的結論表明:物體本身的化學構造不影響物體的輻射,在每個溫度區間的理想情況下,物體發出的輻射博的波長範圍都是確定的。物體輻射的最大波長長度與溫度成反相關。

約600度的物體大都成暗紅色,因為輻射波大部分在可見光的頻率區間內。隨著溫度升高,物體呈現的顏色從暗紅色可以逐步變到鮮紅色、橙紅色、白色乃至藍色,物體輻射波大半處於紫外區的頻率範圍時,表示溫度已經相當高。處在黃光範圍內的太陽峰值輻射波長的數據表明,太陽的表面溫度在6000度左右。而太陽黑子中心的溫度約為4500度,較太陽表面溫度低了將近四分之一。

但是,為何4500度的太陽黑子仍呈現出黑色?原因在於太陽表面上黑子以外其他區域的光度很強,對人的視覺來說,較暗的太陽黑子就相對比較黑。正是依靠了這種視覺上的錯覺,使得我們可以一下子觀察到太陽黑子的存在。每當太陽活動猛烈的時候,太陽表面會出現太陽黑子,而太陽並沒有因為黑子的存在掩蓋他的光度。太陽黑子數目變多時,更有日珥、耀斑等劇烈的太陽活動發生。

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    太陽黑子是太陽最基本最明顯的活動太陽黑子(sunspot)是太陽最基本和最明顯的活動之一,它發生在太陽的光球層上。太陽黑子一般被認為是發生在太陽表面的巨大高溫熾熱氣體漩渦,溫度大約在3000到4500攝氏度之間。
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    太陽公公臉上的「小黑痣」,其實叫做太陽黑子。太陽黑子是在太陽的光球層上發生的一種太陽活動,是太陽活動中最基本、最明顯的。一般認為,太陽黑子實際上是太陽表面一種熾熱氣體的巨大漩渦,溫度大約為3000-4500℃。因為其溫度比太陽的光球層表面溫度要低1000到2000攝氏度,所以看上去像一些深暗色的斑點。一個發展完全的黑子由較暗的核和周圍較亮的部分構成,中間凹陷大約500千米。
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    在上面的這張圖中,短劃線代表的是天文學家所稱的太陽的黑體譜,也就是太陽表面溫度輻射能量的理想分布。而實線就是實際觀測到的光譜;這兩者之間的不同是由特定波長的譜線強度急劇下降或者上升造成的:本應平滑的光譜被太陽表面分散過渡的原子和分子所「侵蝕」。
  • 如何解讀太陽黑子與太陽磁場的密切關係?
    太陽的有效溫度或黑體溫度(5777K)是一個相同大小的黑體,在產生完全輻射的功率時所對應的溫度。當你看發射的不同波長的光的強度(我們稱為頻譜),可得到的結果如圖1所示。在上面的這張圖中,短劃線代表的是天文學家所稱的太陽的黑體譜,也就是太陽表面溫度輻射能量的理想分布。
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    而正是由於太陽磁場的存在,才產生了太陽表面的太陽黑子。太陽黑子是太陽大氣層中的一種太陽活動,發生在太陽的光球層中,我們平時看太陽看到的一個光亮的圓盤就是「光球層」,太陽黑子就是這個光亮的圓盤上的一些黑點,黑子之所以是黑色的,是因為黑子所在區域比周圍溫度大約低1000至1500℃左右,所以看起來就呈黑色。那麼太陽黑子到底是在哪裡形成的呢?
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  • 太陽黑子_天極網
    太陽黑子(sunspot)是在太陽的光球層上發生的一種太陽活動,是太陽活動中最基本、最明顯的。一般認為,太陽黑子實際上是太陽表面一種熾熱氣體的巨大漩渦,溫度大約為3000-4500℃。
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    不過隨著光學望遠鏡的出現,一下子開拓了天文學家們的眼界,對宇宙的看法也隨著不斷的觀測有了更深的認識。儘管人類通過望遠鏡看到太空更遠的地方,依舊對距離地球1.5億公裡遠的太陽表面是什麼樣還是不清楚。繼美國夏威夷井上健太陽望遠鏡(DKIST)在年初捕獲到太陽表面清晰細節後,歐洲最大的望遠鏡在7月份捕獲到了太陽黑子的高解析度圖像,但圖像讓人覺得甚是恐怖。
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    【編者按】作為常識 ,我們都知道太陽表面的溫度是 6 0 0 0K ,但在太陽表面附近的大氣層 ,也就是一層薄薄的過渡層內
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    今年的太陽黑子處於什麼水平?在今年年初,天文望遠鏡觀測到太陽黑子出現了停止活動的情況,也就是現在到了太陽11年活動周期的低谷期(其實2018年春分就已觀察到太陽黑子降低的情況了)。科學家推測太陽活動在2020年停止,太陽將進入「活動低谷期」,可能會持續50年左右。太陽黑子是太陽光球層活動的表現,是太陽表面的漩渦狀氣流,由於它溫度比光球層的溫度低1500℃左右(黑子溫度3000~4500℃,光球層6000℃),在地球上觀察它就像黑色暗斑。