太陽(yáng)黑子是怎么形成的
太陽(yáng)黑子是太陽(yáng)光球上的臨時(shí)現(xiàn)象,它們?cè)诳梢?jiàn)光下呈現(xiàn)比周圍區(qū)域黑暗的斑點(diǎn)。太陽(yáng)黑子與太陽(yáng)的聯(lián)系你在中學(xué)有學(xué)習(xí)過(guò)嗎?下面由學(xué)習(xí)啦小編為你詳細(xì)介紹太陽(yáng)黑子的相關(guān)知識(shí)。
太陽(yáng)黑子是怎么形成的:
形成原因
太陽(yáng)黑子關(guān)于這個(gè)問(wèn)題天文學(xué)界一直眾說(shuō)紛紜。一種說(shuō)法是黑子可能是太陽(yáng)的核廢料(如人類核反應(yīng)堆的核廢料),約11年出現(xiàn)一次可能是黑子在太陽(yáng)里面和表面的上下翻動(dòng)一次造成的(如元宵在鍋里被煮得上下翻動(dòng)),黑子溫度較低應(yīng)該也是廢料的一個(gè)證明(如煤爐中的炭灰在一般情況下不能再產(chǎn)生高溫)。
另一種說(shuō)法是:由于太陽(yáng)的聚變作用,熱核反應(yīng)區(qū)周邊的物質(zhì)向內(nèi)補(bǔ)充,在半徑為0.75R處物質(zhì)補(bǔ)充速度較其周圍更快,由于角動(dòng)量守恒,此處運(yùn)動(dòng)速度比周圍快,產(chǎn)生摩擦。由于質(zhì)子與電子所受摩擦不同,所以運(yùn)動(dòng)的相對(duì)速度不同,產(chǎn)生電流,進(jìn)而產(chǎn)生管狀磁場(chǎng),管內(nèi)氣壓+磁壓=管外壓強(qiáng),所以管內(nèi)氣壓<管外壓強(qiáng)。根據(jù)克拉伯龍方程(pV=nRT)管內(nèi)溫度<管外溫度。因?yàn)榇私Y(jié)構(gòu)密度小于周圍物質(zhì),所以漂浮到對(duì)流層表面,形成黑子。
活動(dòng)周期
太陽(yáng)黑子太陽(yáng)黑子是太陽(yáng)表面因溫度相對(duì)較低而顯得“黑”的局部區(qū)域。中國(guó)是世界上最先發(fā)現(xiàn)黑子的國(guó)家,早在中國(guó)古代,當(dāng)時(shí)的中國(guó)人就已發(fā)現(xiàn)了黑子的存在。
黑子一般成群出現(xiàn)在太陽(yáng)表面,天文學(xué)家又將其稱為“黑子群”。黑子的形成周期短,形成后幾天到幾個(gè)月就會(huì)消失,新的黑子又會(huì)產(chǎn)生。太陽(yáng)黑子是太陽(yáng)活動(dòng)的重要標(biāo)志,其活動(dòng)存在著明顯的周期性,周期平均為11.1年。黑子群對(duì)地球的磁場(chǎng)和電離層會(huì)造成干擾,并在地球的兩極地區(qū)引發(fā)極光。
黑子是由本影和半影構(gòu)成的,本影就是特別黑的部分,半影不太黑,是由許多纖維狀紋理組成的。當(dāng)大黑子群數(shù)量增多時(shí),就預(yù)示著太陽(yáng)上將有劇烈的變化。人類發(fā)現(xiàn)太陽(yáng)黑子活動(dòng)已經(jīng)有幾千年了。黑子的活動(dòng)周期為11.2年。屆時(shí)會(huì)對(duì)地球的磁場(chǎng)和各類電子產(chǎn)品和電器產(chǎn)生損害。在開(kāi)始的4年左右時(shí)間里,黑子不斷產(chǎn)生,越來(lái)越多,活動(dòng)加劇,在黑子數(shù)達(dá)到極大的那一年,稱為太陽(yáng)活動(dòng)峰年。在隨后的7年左右時(shí)間里,黑子活動(dòng)逐漸減弱,黑子也越來(lái)越少,黑子數(shù)極小的那一年,稱為太陽(yáng)活動(dòng)谷年。國(guó)際上規(guī)定,從1755年起算的黑子周期為第一周,然后順序排列。1999年開(kāi)始為第23周。
基本特性
太陽(yáng)黑子太陽(yáng)黑子產(chǎn)生的帶電離子,可以破壞地球高空的電離層,使大氣發(fā)生異常,還會(huì)干擾地球磁場(chǎng),從而使電訊中斷。一個(gè)發(fā)展完全的黑子由較暗的核和周圍較亮的部分構(gòu)成,中間凹陷大約500千米。黑子經(jīng)常成對(duì)或成群出現(xiàn),其中由兩個(gè)主要的黑子組成的居多。位于西面的叫做“前導(dǎo)黑子”,位于東面的叫做“后隨黑子”。一個(gè)小黑子大約有1000千米,而一個(gè)大黑子則可達(dá)20萬(wàn)千米。
太陽(yáng)黑子的形成與太陽(yáng)磁場(chǎng)有密切的關(guān)系。但是他到底是如何形成的,天文學(xué)家對(duì)這個(gè)問(wèn)題還沒(méi)有找到確切的答案。不過(guò)科學(xué)家推測(cè),極有可能是強(qiáng)烈的磁場(chǎng)改變了某片區(qū)域的物質(zhì)結(jié)構(gòu),從而使太陽(yáng)內(nèi)部的光和熱不能有效地到達(dá)表面,形成了這樣的“低溫區(qū)”。黑子越多可能說(shuō)明太陽(yáng)越老(近年發(fā)現(xiàn)紅矮星上黑子占據(jù)表面的一半),可能也是所有恒星壽命的一般特征,黑子附近的周邊應(yīng)該比太陽(yáng)正常的地方溫度高一些(此消彼長(zhǎng)的原因),黑子向低緯度運(yùn)動(dòng)是因?yàn)樘?yáng)密度小和自轉(zhuǎn)的原因,就像地球上的大陸版塊向低緯度運(yùn)動(dòng)一樣,有黑子的地方存在凹陷500千米可能是溫度低而不再膨脹的原因
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人在太陽(yáng)黑子活動(dòng)高峰期為什么容易患病?
我們知道,太陽(yáng)表面溫度是不一樣的,有的地方溫度高,有的地方溫度低。當(dāng)太陽(yáng)中心區(qū)域的溫度比周圍區(qū)域低1500°左右時(shí),這個(gè)區(qū)域看上去就比周圍區(qū)域暗,如同一個(gè)光亮的圓面上出現(xiàn)斑斑點(diǎn)點(diǎn)的黑色斑點(diǎn),人們就稱它為“太陽(yáng)黑子”
太陽(yáng)黑子太陽(yáng)黑子的數(shù)量有時(shí)多,有時(shí)少,其變化是很有規(guī)律的,一般每11年為一個(gè)周期。據(jù)記載,在公元1173~公元1976年的803年間,流行性大感冒發(fā)生過(guò)56次,且都出現(xiàn)在太陽(yáng)黑子活動(dòng)極大的年份。太陽(yáng)黑子活動(dòng)高峰時(shí),心肌梗死的病人數(shù)量也激劇增加。
為什么太陽(yáng)黑子活動(dòng)高峰時(shí),患病人數(shù)會(huì)增加呢?原來(lái)黑子活動(dòng)高峰時(shí),太陽(yáng)會(huì)發(fā)射出大量的高能粒子流與X射線,并引起地球磁暴現(xiàn)象。它們破壞地球上空的大氣層,使氣候出現(xiàn)異常,致使地球上的微生物大量繁殖,為疾病流行創(chuàng)造了條件。另一個(gè)方面,太陽(yáng)黑子頻繁活動(dòng)會(huì)引起生物體內(nèi)物質(zhì)發(fā)生強(qiáng)烈電離。例如紫外線劇增,會(huì)引起感冒病毒細(xì)胞中遺傳因子變異,并發(fā)生突變性的遺傳,產(chǎn)生一種感染力很強(qiáng)而人體對(duì)它卻有免疫力的亞型流感病毒。這種病毒一但通過(guò)空氣或水等媒介傳播開(kāi)去,就會(huì)釀成來(lái)勢(shì)兇猛的流行性感冒。
科學(xué)家們還發(fā)現(xiàn),在太陽(yáng)黑子活動(dòng)極大的年份里,致病細(xì)菌的毒性會(huì)加劇,它們進(jìn)入了體后能直接影響人體的生理、生化過(guò)程,也影響病程。所以,當(dāng)黑子數(shù)量達(dá)高峰期時(shí),要及早預(yù)防疾病的大流行。
統(tǒng)計(jì)研究表明,流感世界大流行不僅發(fā)生在太陽(yáng)活動(dòng)最強(qiáng)時(shí)期,也發(fā)生在太陽(yáng)活動(dòng)最弱時(shí)期。1889-1890年流行性感冒第一次全世界大流行是在太陽(yáng)黑子活動(dòng)低值期(1889年為6.3;1890 年為7.1),1900年流感流行也是發(fā)生在太陽(yáng)黑子活動(dòng)低值期(1900年為9.5,1901年為2.7),1918-1919年“西班牙流感”即流行性感冒第二次全世界大流行為太陽(yáng)黑子活動(dòng)次高值期(1917年為103.9;1918年為80.6;1919年為63.6),1957-1958年“亞洲流感”為太陽(yáng)黑子活動(dòng)最高值期(1957年為190.2;1958年為184.8),1968-1969年“香港流感”為太陽(yáng)黑子活動(dòng)最高值期(1968年為105.9;1969年為105.5),1977年“俄羅斯流感”為太陽(yáng)黑子活動(dòng)次低值期(1976年為12.6;1977年為27.5)。太陽(yáng)活動(dòng)高值可促發(fā)病毒突變,低值有利于病毒大量繁殖。