400年觀測——太陽活動之謎_風聞

原創：牧夫天文

原創：imufu

翻譯：王婧彧

校對：王茸 楊伯順

美編：崔鬱

原文鏈接：https://www.space.com/42702-400-years-solar-observations.html

Andrés Muñoz-Jaramillo的美國西南研究所研究團隊整合對比了赫維留於1644年繪製的太陽黑子圖與NASA的太陽動態觀測衞星（SDO）照片。觀測技術的進步在這張圖中表現得淋漓盡致。

Credit: NASA/SDO/SwRI

為了更好地瞭解太陽的過去、當下和未來，哥倫比亞和西班牙的研究者們進行了一場浩大無比的工程，先窮盡蒐羅400年來天文學家的太陽觀測數據，然後進行大升級——視覺化處理。

太陽是一個異常活躍的天體。除了耀斑、黑子的11年週期外，太陽還有很多長短不同的其他活動週期：持續數年、數十年甚至更長。這些太陽活動的跌宕起伏影響着地球的方方面面。 

這項工作的領導者、聖安東尼奧美國西南研究所的研究員Andrés Muñoz-Jaramillo告訴space.com：“我們所做的，是將歷史數據表現出來，讓大家能容易判斷哪些是可以相信的，哪些是可以下斷言的，哪些是不能輕易下結論的。”他和他的同事，來自西班牙埃斯特雷馬杜拉大學的José Manuel Vaquero，近期公佈了一系列的視覺效果圖來增進人們對太陽活動的直觀認識，並突出我們在關於太陽的認識上的空缺。

這張圖上展示的太陽活動發生在12月5日。這張照片拍攝的是紫外波段的太陽南半球的一部分，可以看到一些磁環。隨着逐漸進入太陽活動極小期，出現的活動區域會越來越少。

Credit: Solar Dynamics Observatory/NASA

太陽有什麼影響？

上週，旅行者二號駛離了太陽風層——即受太陽輻射影響的球狀區域。太陽風層由太陽磁場和其激發的帶電粒子組成，它使得太陽系的各大行星免受宇宙輻射的傷害。

最新的研究顯示，太陽11年的活動週期，對太陽風層內的天體產生了影響。

在太陽平靜期，也就是太陽活動極小期，地球最外層的大氣層可能會變薄。這可能會使太空垃圾的運動減緩，對在軌飛行器造成威脅。而在與之相對的時期，也就是太陽活動極大期，太陽黑子和耀斑數量增加，產生的強太陽風暴能夠干擾通信系統甚至導致停電。

太陽活動的長期演變圖

由Andrés Muñoz-Jaramillo和José Manuel Vaquero繪製。

“在某種意義上，太陽和地球一樣有季節，它有着活躍和平靜的時期……我們把這叫做空間氣候”，Muñoz-Jaramillo説道。

在對太陽活動的描述中，Muñoz-Jaramillo使用了些描繪地球現象的詞彙，比如天氣，季節和異常氣候（如厄爾尼諾事件）。

耀斑這種單個事件，我們可以比作“天氣”；而太陽活動極小階段，可以稱為“太陽旱季”；而為期十多年的太陽活動週期，則在一定程度上類似於厄爾尼諾現象週期。

太陽黑子羣

歷史上的觀測（左）VS現代的觀測（右）

Credit: Andrés Muñoz-Jaramillo/SwRI

注視太陽

觀測太陽是人類源遠流長的傳統。埃及的主神太陽神拉（Ra）、波羅的海地區的太陽女神紹萊絲（Saulė），都反映了早期人們的太陽崇拜現象。人們還發現，一些假期如聖誕節（12月25日）和安第斯地區的太陽祭（6月24日）都是在冬至日附近，來慶祝新年的來臨。（不同的日期對應不同的半球）。 

所以，在人們發明瞭望遠鏡之後，太陽成為主要的觀測目標是理所當然的。但是，幾個世紀之前的觀測與現在的觀測不太一樣。為了更好的理解，團隊精簡了數據來得到太陽在一個活動週期內的運動情況。 

“如果你想知道太陽在最近的400年裏都幹了什麼，你就不得不繪圖了”，Muñoz-Jaramillo説道，“你得用400年前，300年前和200年前的太陽黑子歷。由於當時的人並不明白他們看到的是什麼，他們的測量方法也是千差萬別。這也給數據的整合增加了難度。”

這幅圖片提供了查看不可靠數據和不全數據的新方法，由 Andrés Muñoz-Jaramillo 和José Manuel Vaquero製作。

Credit: Andrés Muñoz-Jaramillo/SwRI

Muñoz-Jaramillo表示，他希望團隊的視覺效果圖——包含了17世紀的天文學家約翰•赫維留、克里斯托弗•施納和伽利略•伽利萊的測量等等，能夠告訴未來的研究者什麼地方不能輕易下結論。比如蒙德極小期，前人觀測認為，從1645年到1715年有一段持續70年的太陽活動微弱時期，一直困擾着科學家們。儘管蒙德極小期可能是一種叫做巨極小現象的典型，但這些觀測與現代的觀測相比可信度不高，很難據此得出一個更潛在的太陽活動演化週期。 

Muñoz-Jaramillo補充説他希望他們的工作能讓那些研究長期太陽變異度的學者接觸到這些古老的數據（和正確的內容）。 

研究詳情見《自然天文學》（12月10日）。

『天文時刻』 牧夫出品

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巨人之舌上空的銀河

這幅壯麗的影像是由兩張曝光影像結合而成，一幅是曝光時長約15秒的前景地球影像，和40分鐘後拍攝的另一幅曝光時長87秒的背景天空影像。

影像來源: Ruslan Merzlyakov (RMS Photography)