天文学家利用数百年前的绘画解答太阳之谜
最早可追溯的太阳黑子图画是基于约翰尼斯·开普勒于 1607 年 5 月使用暗箱进行的太阳观测而绘制的。 (开普勒,J. 1609,奇点现象或太阳中的水星,托马斯·舒勒,莱比锡)
约翰尼斯·开普勒最为人熟知的可能是他发现了行星运动定律。他还是一位敏锐的太阳观察者,并于 1607 年使用暗箱对距离我们最近的恒星进行了精彩的观测。
他的画作非常精确,让天文学家能够精确地确定太阳在其 11 年周期中的位置。考虑到开普勒的位置和太阳黑子的位置,一组研究人员发现太阳正接近第 13 个太阳周期的末尾。
约翰尼斯·开普勒是一位德国数学家,出生于 1571 年。他对天体力学和行星运动的贡献是无与伦比的。
他根据泰科·布拉赫的观测结果制定的行星运动定律经受住了时间的考验。除了行星运动方面的工作外,他本身也是一位著名的观察家,并且在望远镜发明之前记录了最早的太阳活动!
开普勒使用了一种暗箱,它由墙上的一个小孔组成,阳光可以通过这个小孔进入。然后,光线会投射到一张纸上,使观察者能够研究太阳的图像。
开普勒利用它记录和描绘了太阳的可见特征,并于 1607 年 5 月记录了他认为是太阳凌日的现象。。原来,这并不是水星凌日,而是一群太阳黑子。
开普勒观测到的太阳黑子以及现代业余天文学家经常在太阳上看到的太阳黑子都是暂时的太阳现象。它们存在于太阳大气层的可见层(即光球层)中,与周围环境相比显得较暗。
事实上,如果能够将它们与更明亮的太阳圆面隔离开来,但保持与地球现有的距离,它们会比满月更亮。
这些斑点只是比周围炽热明亮的物质温度更低、更暗而已。它们的温度约为 3,800 K,而平均光球温度则略低于 6,000 K。
太阳是一个巨大的等离子球,它和地球一样有磁场。等离子是带电气体,可以拖动磁场线。太阳旋转时,它会拖动磁场,导致磁场卷曲和缠绕。
通常情况下,磁场线承受的压力非常大,以至于它们会冲破表面,抑制对流,使该区域的温度更低,即太阳黑子。太阳黑子(和一般的太阳活动)在 11 年的周期内达到顶峰。
名古屋大学早川久志(Hisashi Hayakawa)领导的研究小组采用新技术分析了开普勒的绘画,发现了有关当时太阳活动的新信息。
斯波勒定律(研究太阳活动区在太阳周期中形成的日光纬度变化)被应用于这些图画,将它们置于太阳周期的末尾,早于托马斯·哈里奥特、伽利略和其他望远镜观察者首次捕捉到太阳周期信息的周期。
这使得这些观测结果恰好发生在有据可查的蒙德极小期之前——蒙德极小期是 1645 年至 1715 年间发生的一段无法解释的太阳黑子活动显著减少的时期。
到目前为止,这一太阳活动极小期一直备受争议,尽管尚未得出明确结论,但研究小组希望开普勒的信息能最终让我们走上了解太阳活动极小期的道路。