太陽黑子的秘密：黑子是如何聚集的

現在科學家首次了解到黑子的下面到底隱藏著什麼。

來自SOHO上邁克兒孫多普勒成像議（MDI）的數據使科學家對這些太陽上的強活動區域有了更深的了解。

從伽利略時代起人們就對太陽黑子有了濃厚的興趣，因為當時人們普遍認為天體應該是完美無暇的。黑子充滿著神秘色彩，因為第一次看見它們時，總以為它們不久便會消失了。可是，恰恰相反，它們可以連續存在數周甚至更長。「它們符合觀測科學的基本準則：觀測到的事註定發生，」SOHO的MDI主任、斯坦福大學的Philip Scherrer說：「我們現在已經有了一點線索。」

天文學家知道黑子是太陽表面的強磁場區域。當兒時玩磁鐵時就發現磁極會互相排斥。按理說，太陽的強磁場區域也同樣應該互相排斥。可事實上，天文觀測清楚地顯示太陽表面有物質從黑子流出。

斯坦福大學的Alexander Kosovichev和趙俊偉（音譯，Junwei Zhao）以及NASA戈達德飛行中心的Thomas Duvall使用MDI的獨特技術觀測到了黑子表面下的情況，並且首次觀測到向內流動的物質流。

「我們發現向外流動的物質流僅是表面的特徵，」趙俊偉說：「如果你在往更深一點的地方看你就能看到物質急速向內流動，形成一個行星大小的漩渦。這些物質流也會將磁場拉扯到一起。」

太陽天文學家長久以來就知道，太陽黑子下面存在強磁場，它阻止能流從太陽的內部垂直湧出，進而使黑子冷卻並且使它比周圍的環境要暗。對這種對流運動的遏制就像是一種塞子，它阻止了太陽內部的能量抵達太陽表面。

位於「塞子」上的物質的溫度會變得比較低，並且會變得比較稠密，由新的觀測發現這個「塞子」會以每小時3000英里的速度向下降。這使得周圍的等離子和磁場朝向黑子的中心。聚集的磁場進一步冷卻，冷卻的等離子下沉帶動更多的等離子，由此形成了一個循環。只要磁場足夠強，冷卻效應會維持一個向內的物質流，並且保持其結構的穩定。表面的噴流被確定位於一個很薄的層內。

因為「塞子」阻止了太陽內部的熱量抵達表面，「塞子」下的區域會變得更熱。1998年6月的一次觀測證實這一點。「我們對太陽黑子如此之薄感到非常的驚訝，」Kosovichev。觀測到的3000英里之下的音速相當的高，預示太陽黑子的根部比周圍的環境要熱的多，正好與表面的情況相反。「黑子中較冷的部分就像是一堆硬幣，」他補充道。

「較冷的向下的物質流在向上的物質流分叉的地方發生耗散，」Duvall說，「這些數據無法使我們建立起一個清晰的物理圖像來解釋一些細節。直到現在，我們仍是在黑子的上方朝下觀測黑子，就像從樹梢向下望只能看到樹梢的葉子。現在我們第一次能觀測到這棵樹的樹枝和樹榦了，有了一棵樹的印象。但是這棵樹的根仍是一個謎。」

MDI使用被稱為聲波斷層掃描的技術來分析太陽表面的聲波，並以此探測太陽表面下的物理狀況。

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