400年观测——太阳活动之谜_风闻

原创：牧夫天文

原创：imufu

翻译：王婧彧

校对：王茸 杨伯顺

美编：崔郁

原文链接：https://www.space.com/42702-400-years-solar-observations.html

Andrés Muñoz-Jaramillo的美国西南研究所研究团队整合对比了赫维留于1644年绘制的太阳黑子图与NASA的太阳动态观测卫星（SDO）照片。观测技术的进步在这张图中表现得淋漓尽致。

Credit: NASA/SDO/SwRI

为了更好地了解太阳的过去、当下和未来，哥伦比亚和西班牙的研究者们进行了一场浩大无比的工程，先穷尽搜罗400年来天文学家的太阳观测数据，然后进行大升级——视觉化处理。

太阳是一个异常活跃的天体。除了耀斑、黑子的11年周期外，太阳还有很多长短不同的其他活动周期：持续数年、数十年甚至更长。这些太阳活动的跌宕起伏影响着地球的方方面面。 

这项工作的领导者、圣安东尼奥美国西南研究所的研究员Andrés Muñoz-Jaramillo告诉space.com：“我们所做的，是将历史数据表现出来，让大家能容易判断哪些是可以相信的，哪些是可以下断言的，哪些是不能轻易下结论的。”他和他的同事，来自西班牙埃斯特雷马杜拉大学的José Manuel Vaquero，近期公布了一系列的视觉效果图来增进人们对太阳活动的直观认识，并突出我们在关于太阳的认识上的空缺。

这张图上展示的太阳活动发生在12月5日。这张照片拍摄的是紫外波段的太阳南半球的一部分，可以看到一些磁环。随着逐渐进入太阳活动极小期，出现的活动区域会越来越少。

Credit: Solar Dynamics Observatory/NASA

太阳有什么影响？

上周，旅行者二号驶离了太阳风层——即受太阳辐射影响的球状区域。太阳风层由太阳磁场和其激发的带电粒子组成，它使得太阳系的各大行星免受宇宙辐射的伤害。

最新的研究显示，太阳11年的活动周期，对太阳风层内的天体产生了影响。

在太阳平静期，也就是太阳活动极小期，地球最外层的大气层可能会变薄。这可能会使太空垃圾的运动减缓，对在轨飞行器造成威胁。而在与之相对的时期，也就是太阳活动极大期，太阳黑子和耀斑数量增加，产生的强太阳风暴能够干扰通信系统甚至导致停电。

太阳活动的长期演变图

由Andrés Muñoz-Jaramillo和José Manuel Vaquero绘制。

“在某种意义上，太阳和地球一样有季节，它有着活跃和平静的时期……我们把这叫做空间气候”，Muñoz-Jaramillo说道。

在对太阳活动的描述中，Muñoz-Jaramillo使用了些描绘地球现象的词汇，比如天气，季节和异常气候（如厄尔尼诺事件）。

耀斑这种单个事件，我们可以比作“天气”；而太阳活动极小阶段，可以称为“太阳旱季”；而为期十多年的太阳活动周期，则在一定程度上类似于厄尔尼诺现象周期。

太阳黑子群

历史上的观测（左）VS现代的观测（右）

Credit: Andrés Muñoz-Jaramillo/SwRI

注视太阳

观测太阳是人类源远流长的传统。埃及的主神太阳神拉（Ra）、波罗的海地区的太阳女神绍莱丝（Saulė），都反映了早期人们的太阳崇拜现象。人们还发现，一些假期如圣诞节（12月25日）和安第斯地区的太阳祭（6月24日）都是在冬至日附近，来庆祝新年的来临。（不同的日期对应不同的半球）。 

所以，在人们发明了望远镜之后，太阳成为主要的观测目标是理所当然的。但是，几个世纪之前的观测与现在的观测不太一样。为了更好的理解，团队精简了数据来得到太阳在一个活动周期内的运动情况。 

“如果你想知道太阳在最近的400年里都干了什么，你就不得不绘图了”，Muñoz-Jaramillo说道，“你得用400年前，300年前和200年前的太阳黑子历。由于当时的人并不明白他们看到的是什么，他们的测量方法也是千差万别。这也给数据的整合增加了难度。”

这幅图片提供了查看不可靠数据和不全数据的新方法，由 Andrés Muñoz-Jaramillo 和José Manuel Vaquero制作。

Credit: Andrés Muñoz-Jaramillo/SwRI

Muñoz-Jaramillo表示，他希望团队的视觉效果图——包含了17世纪的天文学家约翰•赫维留、克里斯托弗•施纳和伽利略•伽利莱的测量等等，能够告诉未来的研究者什么地方不能轻易下结论。比如蒙德极小期，前人观测认为，从1645年到1715年有一段持续70年的太阳活动微弱时期，一直困扰着科学家们。尽管蒙德极小期可能是一种叫做巨极小现象的典型，但这些观测与现代的观测相比可信度不高，很难据此得出一个更潜在的太阳活动演化周期。 

Muñoz-Jaramillo补充说他希望他们的工作能让那些研究长期太阳变异度的学者接触到这些古老的数据（和正确的内容）。 

研究详情见《自然天文学》（12月10日）。

『天文时刻』 牧夫出品

微信号：astronomycn

巨人之舌上空的银河

这幅壮丽的影像是由两张曝光影像结合而成，一幅是曝光时长约15秒的前景地球影像，和40分钟后拍摄的另一幅曝光时长87秒的背景天空影像。

影像来源: Ruslan Merzlyakov (RMS Photography)