作者:赵熙熙 来源:中国科学报 发布时间:2015/8/11 9:10:42
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科学家重修太阳黑子记录
可回溯至4个世纪前 否定“黑子极大期”的存在

 

 

太阳黑子的活动周期为11年。图片来源:NASA/SDO/HMI

本报讯 天文学家终于纠正了一个涉及到科学史上最长观测记录的令人尴尬的矛盾:关于太阳黑子活动的数据可以回溯到4个世纪之前。这项研究对于理解太阳曾经如何以及仍将如何影响地球上的生命具有重要意义。

值得注意的是,修订后的太阳黑子统计结果表明,太阳活动在最近几十年并未像人们曾经以为的那样变得频繁。一些人曾将这一“黑子极大期”的假设与地球越来越热的气候联系起来。

比利时布鲁塞尔皇家天文台天文学家Frédéric Clette表示:“我们发现并没有这样的黑子极大期。太阳活动的水平并没有什么特别的地方。”Clette在8月7日于美国夏威夷檀香山召开的一次国际天文联合会会议上公布了这一研究结果。

黑子是太阳表面磁性的爆发,它反映了恒星内部的活动。计数太阳黑子的做法始于1610年,当时意大利天文学家伽利略和其他科学家利用新发明的望远镜发现了分布在太阳表面的暗斑。这样的记录最终揭示了太阳活动的周期大约为11年。

Clette与同事花了4年的时间重新校准两份官方太阳黑子清单。其中之一是“国际太阳黑子数目”,该清单于1849年由瑞士苏黎世天文台的一位天文学家开始记录,随后又加入了更为古老的历史记录。另一份清单则是“群太阳黑子数目”,该清单于1998年由美国研究人员开发。该清单记录了太阳黑子群而非单个事件,此举旨在消除观察者的矛盾。

“国际太阳黑子数目”也曾试图解释由观测条件以及观察者报告数字的能力引发的变化。但这两份太阳黑子清单会不定期地产生分歧。

Clette与研究团队确定了两份清单中系统误差的几个来源,例如瑞士一位老年观察者随着视力的下降,看到的太阳黑子越来越少。在其他情况下,天文爱好者都关注于太阳观测的其他方面,所以如果他们的笔记没有提到太阳黑子,并不意味着这些黑子真的不存在。

研究人员开发了一种方法,即在一个给定的时期内选择一位主要的黑子观察者,同时确保来自相邻时间段的观察者能够提供一个平稳的过渡。

对两份清单的重新校正导致在20世纪后半段出现的所谓“黑子极大期”消失了——这一变化在很大程度上归因于对1893年采集的数据的修正,当时苏黎世天文台恰好更换了主管。

加利福尼亚州莫菲特场美国宇航局埃姆斯研究中心太阳物理学家David Hathaway表示:“之前的工作试图把太阳活动的增加与全球温度的增加联系在一起,这显然过高估计了太阳活动在全球变暖中所起的作用。”

而且,修订后的数据消除了这两份清单与由美国国家大气与海洋管理局(NOAA)保存的第三份清单之间的差异,后者显示的太阳活动比“国际太阳黑子数目”多了30%。科罗拉多州博尔德市NOAA空间天气预报中心太阳物理学家Douglas Biesecker表示,重建后的记录与该局的记录如今关系更加密切了。

位于比利时皇家天文台的世界数据中心已于7月1日开始使用新的清单。

Biesecker指出,了解过去太阳活动的范围将有助于研究人员更好地预测未来的太阳活动周期。军队以及其他用户将利用太阳黑子数量预测太阳风暴可能对人造卫星带来的影响。

太阳黑子是在太阳的光球层上发生的一种太阳活动,是太阳活动中最基本、最明显的。一般认为,太阳黑子实际上是太阳表面一种炽热气体的巨大漩涡,温度大约为3000~4500摄氏度。因为其温度比太阳的光球层表面温度要低1000~2000摄氏度(光球层表面温度约为6000摄氏度),所以看上去像一些深暗色的斑点。太阳黑子很少单独活动,通常是成群出现。黑子的活动周期为11年,活跃时会对地球的磁场产生影响,主要是使地球南北极和赤道的大气环流作经向流动,从而造成恶劣天气,使气候转冷。严重时会对各类电子产品和电器造成损害。(赵熙熙)

《中国科学报》 (2015-08-11 第2版 国际)
 
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