什么是太阳黑子？

当然，太阳的光和热使地球上的生命得以存在，太阳的引力将整个太阳系维系在一起。但离我们最近的恒星仍然神秘莫测。

例如，科学家仍然不知道为什么太阳的磁场活动会在 11 年的太阳周期内波动。或者强大的太阳耀斑如何摧毁卫星、扰乱 GPS 系统并烧毁地球上的电网。

他们所知道的是，太阳黑子（太阳表面随机分布的黑色斑点）是这个谜团的关键部分。9 月，一个国际科学家小组首次展示了太阳内部的磁活动如何导致太阳黑子形成。它还揭示了这种能量后来如何在等离子喷流和爆炸中释放出来，这些现象类似于强大的太阳耀斑。

什么是太阳黑子？

太阳黑子很容易被识别为太阳表面的斑点。自 20 世纪初以来，科学家们就知道太阳黑子实际上是强磁场线束——磁力沿着这些线移动。它们也可以像行星一样大。日本国立天文台的科学家 Shin Toriumi 说：“太阳黑子是太阳最重要的部分之一。”

为了深入研究太阳黑子并弄清其工作原理，鸟海和同事将 NAOJ 的 Hinode 太阳望远镜（用于观测太阳表面）的数据与 NASA 的 IRIS（用于观测太阳色球层，即大气的中间层）的数据结合起来。利用从这两台望远镜收集到的观测数据，他们使用 NASA 的 Pleiades 超级计算机运行数值模型来模拟太阳黑子的形成过程。结果让科学家们能够观察到前所未见的太阳两层之间的相互作用。

太阳黑子是如何形成的？

综合数据集显示了太阳内部的磁场线如何在表面以称为孔隙的小束形式出现。当两个这样的孔隙彼此靠近时，它们会将两者之间的等离子体挤压成一个称为光桥的长结构。最终，随着挤压的持续，光桥会合并成一个单一的大型太阳黑子。

磁场线断裂和重新连接的过程会引发剧烈爆炸，导致等离子体喷射到大气中。磁场还会引发更大的太阳耀斑。太阳耀斑是太阳系中最大的爆炸，其威力如此之大，以至于实际上会破坏地球上的技术基础设施。耀斑产生的 X 射线会干扰无线电通信，紫外线会对轨道卫星产生更大的阻力，而无线电辐射实际上会使 GPS 测量变得不那么精确。

大气研究大学高海拔天文台的太阳物理学家 Matthias Rempel 说：“数据模拟可以让你建立起可观察到的各层与它们下面（太阳内部）发生的情况之间的联系。”