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空少問答
小課堂
第148期
04
月
20
日
周
二
答：我們的太陽有沒有自轉？
上周六，空少為大家留了1個問題，來看看空少的解答以及從留言中選出的最佳答案吧！
想要查看原問題背景介紹的朋友們可以點擊《問：我們的太陽有沒有自轉？》~下面就讓我們來看看空少的解答吧！
空少正解
上期我們講到，中國科學院國家天文臺的研究團隊基於國家重大科技基礎設施郭守敬望遠鏡數據，發現了一顆迄今所知的銀河系自轉速度最快的恆星。這顆恆星位於銀河系的外旋臂上，距離我們太陽大約3萬光年，自轉速度約為540千米每秒，是一顆非常熱的大質量恆星。
新探測到的銀河系自轉速度最快的恆星的位置（來源：https://pics3.baidu.com/feed/dcc451da81cb39dbcf799df4c4917722aa183060.jpeg?token=f04b8d38f00efcf0d4d3fe7ba259d71b）
我們的太陽也是一顆恆星。那麼，我們的太陽有沒有自轉呢？如果有的話轉動有多快？
我們都聽說過太陽黑子，那是太陽表面的暗區，直徑大小約有幾百至幾萬公裡，甚至比地球還大，在明亮的太陽表面非常明顯。而太陽黑子不是原地不動的。早在1610年，著名科學家伽利略研究太陽黑子時發現它們沿著日面規則的運動，據此他認為太陽存在自轉。現在我們觀測的手段更加豐富了，可以觀察太陽的日珥、暗條和譜斑等現象在日面上的移動，也可以從太陽東西邊緣光譜線的都卜勒效應來判斷。
太陽黑子照片（來源：https://eoimages.gsfc.nasa.gov/images/imagerecords/37000/37575/sun_mdi_2009077.jpg）
太陽自轉方向與地球自轉方向相同，也是自西向東。作為一顆氣體星球，太陽表面的自轉速度並不像地球這樣處處相同，在太陽赤道，自轉最快，緯度越高，自轉越慢，我們管這種現象叫「較差自轉」（differential rotation）。如果以背景的恆星為參考，看太陽在宇宙中嚴格的自轉一周的時間，在太陽赤道附近，太陽每25天轉一圈，而在極區大概要37天轉一圈，這裡說的「天」是指我們地球的一天。
太陽的較差自轉（來源：http://www.xinhuanet.com/science/2018-07/10/137316654_15312869997211n.png）
所以要講太陽的自轉周期就要有個標準位置，以背景的恆星為參考，日面緯度17°處的太陽自轉周期是25.38日，這個就被稱為太陽自轉的恆星周期。不過，我們實際的科學工作中很少用這個數字，更多的把太陽自轉周期當做27天——這是因為我們比較關係地球受到太陽的影響，所以我們談論太陽自轉周期是從地球上看太陽的，就像下邊這個示意圖顯示的，以太陽上的某個正對地球的位置為基準，太陽自轉25.38日後，地球已經因為繞太陽公轉移動了一段距離，還需要再過大約2天，太陽同一位置才再次正對地球，完成一個太陽的周期。這個時間，也就是太陽相對於地球而言的自轉周期，比較精確的數字是27.275日，稱為太陽自轉的會合周期，我們通常說的太陽自轉周期指的就是它。
太陽自轉的恆星周期和會合周期示意圖（來源：自繪）
留言區·精選
@誠貫金石
當然有啦，不但有自轉，而且兩極和赤道自轉速度還不一樣呢，太陽的11年活動周期就是因為這兩個速度差產生的：等離子體的磁力線被凍結了，只能隨著等離子體的形狀變化，因此造成了磁力線被各種扭結彎曲，而太陽表面磁力線進出的位置就是太陽黑子
@Twin Willing
我們的太陽是有自轉的，但是太陽並不是一個剛體，所以太陽表面不同緯度之間自轉速度是有差異的。這個差異被一些科學家認為是由於太陽對流巨細胞邊際的下沉流所造成的氣旋式旋轉導致的。作為結果，太陽自轉速度在赤道處最快，轉一圈只需要25天（因為地球的公轉與太陽自轉方向相同，所以這個周期在地球上看來更長，是27天），而在兩極區域，這一周期則為29天（在地球看來是31天）。不僅不同緯度的自轉速度不同，在太陽的不同層次，其自轉速度也是不同的。比如在對流層底部有一個強剪切層，在那裡太陽自轉速度隨著半徑急劇變化，那裡也被認為是太陽磁場的起源之處之一。
@汙染溪
太陽有自轉，不過和地球不同的是太陽的自轉是較差自轉，各個緯度的自轉情況是不一樣的
感謝大家的支持，我們下期再見！