太阳有斑点：以下是我们迄今为止对它们的了解

　　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。

　　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。

　　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？

　　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。

　　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。