太阳黑子从何而来?一切要从磁场说起

太阳带给人类光和热量，是地球生命存在的基本条件，在人们的印象中，太阳往往代表着生命、活力等。然而，太阳上时而出现的“黑痣”却被古人认为是灾祸的征兆。随着科技的发展，人们逐渐认识到太阳黑子与其自身活动、地球环境之间的密切关系，监测太阳黑子便成为了天文学家的“日常”。

近日，据国外媒体报道，一位天文爱好者观测到太阳上出现一个火星大小的巨大黑子，它被认为在未来几天可能会逐渐增大，并产生强烈的太阳耀斑。

太阳黑子如何出现又如何消失?为何太阳黑子会“成长”?火星大小的太阳黑子对地球是否会产生影响?带着这些疑问，科技日报记者采访了中国科学院太阳活动重点实验室项目研究员李婷。

一切要从磁场说起

太阳黑子从何而来?

世界上公认首次明确的太阳黑子记录出现于公元前28年。《汉书·五行志》记载，“成帝河平元年三月乙未，日出黄，有黑气，大如钱，居日中央。”直到1610年，伽利略发明了天文望远镜，人们才开始系统性地观测太阳黑子。

“太阳黑子是具有强磁场的磁流管从太阳光球层下浮现上来而形成的。”李婷表示。太阳黑子出现的区域是太阳光球层磁场最为密集的区域，磁场、太阳黑子所伴随的活动区域形成了太阳耀斑等剧烈爆发活动的主要场所。

太阳黑子之所以被称为黑子，是由于其强磁场对等离子体对流的抑制作用，使得其活动区域比周围环境温度更低，所以显得更暗。

毫无疑问，磁场是研究太阳黑子的关键“钥匙”。太阳黑子的“出生”源于太阳磁场，它的“死亡”也离不开磁场。李婷表示，太阳黑子的消失是由于磁场逐渐变弱，等离子体对流不再受到强磁场的抑制，从而逐渐消失。

在此次观测中，研究人员推断出这一火星大小的太阳黑子还将持续增大并很有可能引发强烈的太阳耀斑。

为何研究人员会有此推测?李婷表示，太阳黑子的变大和其活动区域的磁场持续浮现有关。如果该区域有持续不断的磁场浮现，为黑子提供“食物”，黑子就会变大。通常认为黑子越大，储存的磁场能量越高，产生大耀斑的可能性也越大，就越有可能对地球和人类活动造成影响。

火星大小的黑子听起来足够“骇人听闻”，是否会对地球造成巨大的影响呢?李婷表示，其实火星大小的黑子并不罕见，在黑子个头中，还算不上数。在刚结束的第24太阳活动周期，从2014年10月17日至30日，太阳日面上12192活动区就出现过一个周期内最大的黑子，其直径约为木星直径大小，也就是说，这个“大块头”直径是此次观测到的太阳黑子的300到400倍，火星大小的太阳黑子的确有点“不够看”。

而且，伴随着大活动的太阳黑子通常“成群结队”地出现，此次研究中的活动区比较小，所以只出现了单个太阳黑子，是否会出现强烈的耀斑爆发事件，还需要对其持续观测，才能做出进一步判断。

多因素决定黑子“影响力”

据报道，此次观测到的太阳黑子正在朝向地球，一个火星大小的太阳黑子“看向”地球，的确会让人感到有些不安。

李婷表示，其实黑子本身没有方向，通常说的“朝向地球”，其实是指来自太阳黑子所在区域的日冕物质抛射的方向，如果日冕物质抛射的方向朝向地球，确实有可能会对地球产生危害。

那么什么样的太阳黑子会对地球产生致命威胁呢?李婷表示，这个问题比较复杂。虽然越大的黑子产生大耀斑的可能性越大，但这并不意味着大黑子就一定会产生大耀斑，还要取决于黑子的磁场拓扑结构等很多因素。

但可别小瞧了这些“黑痣”，太阳黑子预示着太阳活动的强弱，而且源于太阳黑子本身的爆发活动就可能会对人类的仪器、设备等造成损害，如果爆发活动足够强且其伴随的物质抛射方向正好对着人类探测器，就可能导致探测器的电子器件被破坏，影响人类未来探月、探火计划的实施。

不仅如此，太阳黑子的长期演化过程，也反映了来自太阳内部的磁场发动机机制。通过研究太阳黑子的演化，不但可以更好地预测太阳活动周期、了解太阳长期演化机制，更是对研究人类探测活动以及日地空间环境具有重要意义。