¿Qué son las manchas solares?
Las manchas solares son un tipo de actividad solar que se produce en la fotosfera solar. Son las actividades solares más básicas y obvias. Generalmente se cree que las manchas solares son en realidad un enorme vórtice de gas caliente en la superficie del sol, con una temperatura de aproximadamente 3000-4500°C. Debido a que su temperatura es de 1000°C a 2000°C más baja que la temperatura de la superficie de la fotosfera del sol (la temperatura de la superficie de la fotosfera es de aproximadamente 6000°C), parece unas manchas oscuras.
Hay manchas grandes y manchas pequeñas, la diferencia es muy grande. Los puntos pequeños requieren los mejores telescopios para verlos, mientras que los puntos grandes pueden verse a través de un cristal oscurecido y a simple vista. Siempre aparecen en grupos, por lo que es fácil ver grupos de manchas solares a simple vista, pero es difícil ver manchas solares individuales. El diámetro de una sola mancha solar puede alcanzar los 80.000 kilómetros y un grupo de manchas solares puede ocupar 1/6 de la superficie solar.
Las llamaradas solares son uno de los eventos solares más intensos. El ciclo es de aproximadamente 11 años. Generalmente se cree que ocurrió en la cromosfera, por lo que también se le llama "explosión de la cromosfera". Su principal característica de observación es que una mancha brillante que se desarrolla rápidamente aparece repentinamente en la superficie del Sol (a menudo por encima del grupo de manchas solares). Su vida útil es sólo de unos pocos minutos a decenas de minutos, y su brillo aumenta rápidamente y disminuye lentamente. Especialmente cuando las llamaradas ocurren con frecuencia y se vuelven más fuertes. 2014, 10 El 22 de octubre, se liberó una súper llamarada solar en la superficie del sol. Se llamó "AR12192". Su área era 14 veces más grande que la de la Tierra y estaba cerca de Júpiter. Con una magnitud de X1,6, es la llamarada solar más brillante jamás observada por el Observatorio de Dinámica Solar.
Los grupos de manchas solares se desarrollarán lentamente, generalmente paralelos al círculo ecuatorial del sol. A juzgar por la dirección de rotación del sol, la mancha solar principal es generalmente el miembro más grande y más longevo del grupo de manchas solares y, a menudo, todavía existe después de que otras manchas solares han desaparecido. Los grupos de manchas solares tienden a terminar siendo relativamente grandes y, a menudo, sólo quedan unos pocos miembros individuales una vez finalizado el movimiento. La parte oscura en el centro de la mancha solar se llama "umbra" y la parte más clara en el borde se llama "penumbra". Cuando se dispersan, las manchas solares se rompen en pedazos irregulares.
La observación de las manchas solares por parte de China se remonta a la "lucha entre el sol" y la "espuma en el sol" mencionada en el "Libro de los cambios", pero el registro exacto apareció en el primer año de paz. entre el emperador Cheng de la dinastía Han, es decir, el año 28 a.C.; en Occidente, no fue hasta 1611 que Galileo se dio cuenta de que la frecuencia de las manchas solares tenía cierta regularidad, con un ciclo de unos 11 años. En algunos años, hay menos o incluso ninguna mancha solar en la superficie del sol, como en 1912 y 1923. Al año siguiente, las manchas solares comienzan a aparecer, luego aumentan lentamente y alcanzan su punto máximo unos cinco años después. Luego empezó a disminuir año tras año hasta desaparecer por completo. Entonces, el movimiento de las manchas solares entrará en un nuevo ciclo. Este proceso había sido descubierto en tiempos de Galileo, pero no fue hasta 1843 que Schwab determinó el ciclo de las manchas solares.
Evolución de los promedios anuales de manchas solares desde 1880 hasta 2010. El ciclo de cambio del número de manchas solares es uno de los ciclos de 11 años. Muchos fenómenos en el Sol y la Tierra deben obedecer a este ciclo: las "prominencias solares" a menudo aparecen cuando el número de manchas solares es mayor a medida que cambia el número de manchas solares; " La forma de la "corona solar" será ligeramente diferente; las "tormentas magnéticas" en la Tierra - el principal culpable de interferir con la transmisión de señales de radio y dañar equipos electrónicos delicados - son consistentes con la intensidad y frecuencia de las manchas solares; las "auroras" son frecuente cuando el número de manchas solares es mayor. La apariencia es extremadamente espectacular. El clima de la tierra también se verá ligeramente afectado por este ciclo.
Evidentemente, la actividad del campo magnético solar juega un papel importante en la formación y periodicidad de las manchas solares. Actualmente, la teoría de los generadores solares es muy popular.
Los científicos esperan estudiar la interacción entre el movimiento de los fluidos y los campos magnéticos en la troposfera del sol y luego explicar cómo se mantiene el campo magnético del sol y cómo afecta la periodicidad de las manchas solares. En 1919, Larmor publicó el concepto de generador solar; en 1955, Parker publicó la teoría del motor autoexcitado, que sentó las bases físicas de la teoría del generador de turbulencia. Según esta teoría, las áreas solares activas donde aparecen manchas solares suelen tener fuertes campos magnéticos, que formarán oscilaciones periódicas bajo efectos internos, provocando ligeros cambios en el campo magnético de la superficie.
No hay manchas solares en toda la superficie del sol, pero su distribución tiene ciertas reglas. Siempre se concentran en determinadas latitudes del sol. Es difícil ver las manchas solares en el ecuador solar, pero las manchas solares aumentan gradualmente en las direcciones norte y sur del ecuador. El número de manchas solares es mayor en latitudes de 15 a 20 grados, y luego disminuye gradualmente, y es raro por encima de 30. grados.
Por otro lado, no sólo hay manchas solares en la superficie del sol, sino también manchas más brillantes que la fotosfera. Estas manchas suelen aparecer cerca de las manchas solares, que se denominan "llamaradas".
La aparición de manchas solares indica una tormenta en el Sol, similar a los huracanes en la Tierra, pero muchas veces más intensa. El gas caliente en el vórtice solar se eleva rápidamente y, cuando alcanza la fotosfera de presión relativamente baja, explota, penetra rápidamente y sale corriendo de la superficie. Esta expansión hace que la temperatura circundante baje rápidamente y atenúe el brillo del área, creando manchas solares. De hecho, la parte superior plana del vórtice en forma de hongo seguirá estando muy caliente y brillante, pero a una temperatura más baja que la tranquila superficie solar circundante, por lo que parecerá más tenue.
Debido al movimiento de rotación, todos los vórtices de la Tierra (incluidos los huracanes) girarán en sentido contrario a las agujas del reloj en el hemisferio norte y en el sentido de las agujas del reloj en el hemisferio sur. Las manchas solares son similares a ellas. Las manchas solares al sur y al norte del ecuador del sol giran en direcciones opuestas, por lo que es fácil observar la dirección de rotación del sol. Sin embargo, las tormentas en el Sol son mucho más complejas que las tormentas en la Tierra porque la mancha solar principal tiende a girar en la dirección opuesta a la siguiente, y la dirección de giro de las manchas solares generadas después de ésta se ve afectada por la situación. influencia de los grupos de manchas solares existentes.
Debido a que la presión en el centro de un vórtice de mancha solar es relativamente baja, el aire circundante será atraído hacia el centro, lo que hará que gire a medida que desciende.
Hace más de 100 años, Haier en Estados Unidos y Delande en Francia inventaron de forma independiente el monocromador solar. Se puede conectar a un telescopio para capturar la luz de un elemento específico, como el calcio o el hidrógeno. Cuando el instrumento se utiliza para fotografiar el Sol con luz de hidrógeno, puede tomar fotografías de "puntos espectrales", que muestran remolinos cerca de las manchas solares.
Después de la década de 1960, para eliminar los efectos adversos de la atmósfera en las observaciones solares, se lanzaron sucesivamente sondas espaciales y diversos satélites artificiales, como satélites de seguimiento de la radiación solar, observatorios solares en órbita y satélites solares internacionales. detectores terrestres, satélite de detección del año pico solar, etc. Estos satélites están equipados con varios instrumentos de precisión, lo que permite a los científicos estudiar cuidadosamente el sol desde todas las direcciones y ángulos. La observación de los fenómenos del ciclo de las manchas solares nos ha permitido lograr muchos resultados de investigación científica valiosos. Con la ayuda de estos satélites, los científicos pueden predecir con precisión cuándo aparecerán las manchas solares y las llamaradas, evitando así a tiempo daños y daños a los equipos electrónicos causados por tormentas magnéticas.