引言

太陽(yáng)活動(dòng)是一個(gè)劇烈快速地能量釋放過(guò)程，這些能量的來(lái)源和釋放與太陽(yáng)上復(fù)雜的磁場(chǎng)脫不開(kāi)關(guān)系。那么太陽(yáng)黑子的磁場(chǎng)是什么樣的？

統(tǒng)計(jì)規(guī)律

除了“蝴蝶圖”之外，許多學(xué)者都從太陽(yáng)黑子的記錄中發(fā)現(xiàn)了一些規(guī)律。最明顯的就是太陽(yáng)黑子總是成對(duì)出現(xiàn)，我們把靠近赤道的稱為前導(dǎo)黑子，離赤道較遠(yuǎn)的稱為后隨黑子，并且前導(dǎo)黑子與后隨黑子的磁極性總是相反的。

1.每個(gè)太陽(yáng)半球的前導(dǎo)黑子極性在11年內(nèi)都是相同的。

2.南北半球的前導(dǎo)黑子的極性相反（Hale定律）。

3.前導(dǎo)黑子與后隨黑子之間連線與赤道的夾角范圍是0°到15°（Joy定律）。

Sp?rer總結(jié)了黑子在一個(gè)太陽(yáng)極性反轉(zhuǎn)周期內(nèi)的演化。首先大部分的黑子對(duì)都在高緯地區(qū)形成，隨著時(shí)間的推移，黑子對(duì)的平均緯度逐漸向赤道移動(dòng)。當(dāng)大部分黑子都接近赤道時(shí)，已經(jīng)過(guò)了半個(gè)極性反轉(zhuǎn)周期（11年左右），太陽(yáng)極性反轉(zhuǎn)了一次，并且高緯地區(qū)又出現(xiàn)新的黑子對(duì)，這對(duì)黑子的前導(dǎo)黑子與赤道處的前導(dǎo)黑子極性相反。交接時(shí)期大約會(huì)持續(xù)兩年左右，在這段時(shí)間內(nèi)，赤道的黑子對(duì)消失，高緯黑子向低緯移動(dòng)，移動(dòng)到赤道后，太陽(yáng)極性再次反轉(zhuǎn)，完成整個(gè)極性反轉(zhuǎn)周期。

黑子示意圖

黑子的磁結(jié)構(gòu)

隨著對(duì)太陽(yáng)黑子和磁場(chǎng)研究的深入，人們也慢慢提出來(lái)理想的黑子的結(jié)構(gòu)。目前認(rèn)為，太陽(yáng)黑子是太陽(yáng)內(nèi)部發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的磁場(chǎng)逐漸浮出太陽(yáng)表面，在太陽(yáng)大氣中形成拱形（Ω形）的磁場(chǎng)，黑子對(duì)應(yīng)著拱形磁場(chǎng)的足點(diǎn)（與太陽(yáng)表面接觸的位置）。

太陽(yáng)黑子對(duì)示意圖

對(duì)于單個(gè)黑子，黑子中間的磁力線幾乎垂直于太陽(yáng)表面。在黑子的邊緣（半影），磁力線比較傾斜，太陽(yáng)表面上磁場(chǎng)壓強(qiáng)遠(yuǎn)大于氣體壓強(qiáng)，等離子體沿磁力線運(yùn)動(dòng)，所以半影中的“流動(dòng)”軌跡也對(duì)應(yīng)著下圖中黑子邊緣的磁力線。

單個(gè)太陽(yáng)黑子磁場(chǎng)結(jié)構(gòu)示意圖

大家可以想一下磁場(chǎng)的能量怎么才能轉(zhuǎn)變成粒子的能量？

圖懶無(wú)源，侵刪致歉！

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