黑子群的演化過(guò)程通常由簡(jiǎn)單變復(fù)雜，再變簡(jiǎn)單 。起初，它是個(gè)小黑點(diǎn)，逐漸發(fā)展成由兩個(gè)極性相反的大黑子構(gòu)成的雙極黑子群 。兩個(gè)大黑子間又有很多小黑子，大黑子在逐漸增大的同時(shí)，距離越來(lái)越大，然后逐漸分裂，最后消失 。黑子群壽命短的只有1天~2天，長(zhǎng)的可達(dá)幾個(gè)月，大部分黑子群的壽命可以持續(xù)1天~20天 。
黑子數(shù)量的11年周期性
1843年，德國(guó)天文愛(ài)好者施瓦布通過(guò)自己1826年——1843年間的日常黑子觀測(cè)，首次發(fā)現(xiàn)日面上黑子數(shù)量的多少存在11年左右的周期變化 。
1848年，瑞士天文學(xué)家沃爾夫首次提出用黑子相對(duì)數(shù)(或叫做沃爾夫數(shù))來(lái)表示里面可見(jiàn)半球黑子的多寡，其定義為R=K (10g+f)，其中g(shù)和f分別表示日面上出現(xiàn)的黑子群和黑子數(shù)目，K值則會(huì)因天文臺(tái)的觀測(cè)望遠(yuǎn)鏡(口徑和焦距)、觀測(cè)方法(如目視還是照相)、觀測(cè)地的天氣條件(大氣透明度和視寧度)以及觀測(cè)者的情況(技術(shù)、經(jīng)驗(yàn)和穩(wěn)定度)而不同 。對(duì)于固定的儀器和成熟的觀測(cè)值，K值接近于常數(shù) 。經(jīng)過(guò)沃爾夫的搜集和整理，基本上不間斷的每日黑子相對(duì)數(shù)記錄可向前推到1818年，黑子相對(duì)數(shù)的月均值可推至1749年，年均值可向前推到1610年 。[2]
從長(zhǎng)期的黑子相對(duì)數(shù)記錄可見(jiàn)，黑子相對(duì)數(shù)的平均值明顯的表現(xiàn)出11年左右的周期性，最短為9.0年，最長(zhǎng)為13.6年 。從黑子數(shù)的多寡以及太陽(yáng)10.7厘米射電流量的變化，就能很容易看出太陽(yáng)活動(dòng)的這種周期變化 。黑子相對(duì)數(shù)的年均值的極大和極小年份，分別稱(chēng)為太陽(yáng)活動(dòng)的極大年(峰年)和極小年(谷年) 。通常，也將黑子相對(duì)數(shù)年均值相對(duì)高的太陽(yáng)活動(dòng)極大年和其相鄰的幾年，稱(chēng)為太陽(yáng)活動(dòng)高年;黑子相對(duì)數(shù)年均值相對(duì)較少的太陽(yáng)活動(dòng)極小年和其相鄰的幾年，稱(chēng)為太陽(yáng)活動(dòng)低年 。
兩次相鄰極小年之間為一個(gè)太陽(yáng)活動(dòng)周 。人們規(guī)定以1755年極小年起算的活動(dòng)周為第一周 。
黑子的蝴蝶舞步
受施瓦布發(fā)現(xiàn)的影響，英國(guó)天文愛(ài)好者卡林頓通過(guò)1853年——1861年間的日常黑子觀測(cè)，首次發(fā)現(xiàn)黑子在日面上的緯度位置隨時(shí)間向赤道方向遷移;德國(guó)天文學(xué)家古斯塔夫·施波雷爾通過(guò)對(duì)卡林頓觀測(cè)數(shù)據(jù)的進(jìn)一步分析得到太陽(yáng)黑子在日面位置上的遷移呈現(xiàn)蝴蝶圖樣的分布 。
在太陽(yáng)活動(dòng)周開(kāi)始時(shí)，南北半球黑子群的平均緯度在30°附近，隨著時(shí)間推移，黑子出現(xiàn)的緯度逐漸向太陽(yáng)赤道轉(zhuǎn)移，在極大年附近為15°左右，在活動(dòng)周結(jié)束時(shí)，黑子群的平均緯度約為8°;同時(shí)，在每一活動(dòng)周的末尾，新的黑子群又開(kāi)始在高緯出現(xiàn)，形成前一周黑子在低緯和新一周黑子在高緯同時(shí)存在的情形，這樣的情形大約維持一年左右 。如果把日面緯度作為縱坐標(biāo)，以時(shí)間作為橫坐標(biāo)，將黑子畫(huà)在圖上，我們就得到一串翩翩起舞的美麗的蝴蝶形圖樣 。
黑子的亮墻結(jié)構(gòu)
中國(guó)科學(xué)院國(guó)家天文臺(tái)與云南天文臺(tái)研究人員，共同綜合利用云南撫仙湖一米新真空太陽(yáng)望遠(yuǎn)鏡(NVST)、美國(guó)太陽(yáng)動(dòng)力學(xué)天文臺(tái)(SDO)及太陽(yáng)界面層成像光譜儀(IRIS)的數(shù)據(jù)，首次發(fā)現(xiàn)了黑子亮橋上的垂直振蕩亮結(jié)構(gòu)，并將其命名為“亮墻(light wall)” 。
2014年10月下旬，太陽(yáng)的可見(jiàn)日面上出現(xiàn)了24年以來(lái)的最大黑子群，活動(dòng)區(qū)編號(hào)為12192 。NVST的TiO 705.8 nm圖像顯示，活動(dòng)區(qū)12192的負(fù)極性主黑子具有完備的本影、半影結(jié)構(gòu)，在黑子本影區(qū)存在著很強(qiáng)的亮橋結(jié)構(gòu) 。而IRIS 133 nm圖像則顯示，在亮橋結(jié)構(gòu)的上方存在著垂直振蕩的亮結(jié)構(gòu)，像是扎根在亮橋上的一堵墻，所以形象的將其命名為亮墻 。亮墻的整體都要比周?chē)鷧^(qū)域明亮，尤其是墻頂?shù)牧炼雀?，在SDO的多個(gè)極紫外波段可見(jiàn) 。亮墻的平均高度為3.6兆米 。亮墻的頂部上下運(yùn)動(dòng)，形成連續(xù)的振蕩，平均振幅和平均振蕩速度分別為0.9 兆米和15.4千米/秒 。通過(guò)對(duì)亮墻的高度變化進(jìn)行小波分析，發(fā)現(xiàn)亮墻的主振蕩周期為3.9分鐘 。科研人員提出，壓力波引起的太陽(yáng)徑向脈動(dòng)激發(fā)了亮墻的 振蕩，而亮墻持續(xù)的亮度增強(qiáng)表明存在著持續(xù)的小尺度磁重聯(lián)或者磁聲波加熱過(guò)程 。
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