太阳大气与太阳黑子的关系

太阳之姿

太阳的外部和地球的外部一样，分布了一层大气层，称为太阳大气，从里到外分别是光球、色球和日冕。平常我们看到太阳散发出光芒的部分，呈现一个明亮的圆盘状，那就是太阳大气最里面一层——“光球”。

光球层在太阳对流区之上，厚约500千米，它的中心区域比边缘要亮，天文学上把这种现象叫做临边昏暗现象。光球发出的可见光最强，地球获得的太阳光和热的能量基本上是由光球发出。

光球层上有一层米粒组织，这是太阳的对流区输送的能量在光球形成的气泡状结构，形似米粒，因而称为“米粒组织”。它们的直径从300～1000千米不等，还有一些超大的米粒组织叫超米粒组织，它们的直径约为3万千米。每颗米粒出现的时间都很短，平均约为七八分钟，长的可达15分钟。常常可以看见一种寿命约为10分钟的特别亮的爆发米粒，以1.5～2.0千米/秒的速度膨胀成环状，然后破裂。

光球上还有另一种更出名的结构，那就是太阳黑子。17世纪，伽利略用望远镜观察到太阳表面的“黑子”。通过连续的对比观察，他发现黑子在太阳表面移动，进而发现太阳本身和地球一样也在自转，但是伽利略并没有弄清楚这些黑子是什么东西。

光球

太阳黑子并非是黑的，实际上是一些漩涡状的气流，像是一个浅盘，中间下凹。它们是光球上温度比较低的区域，约为4500℃，比起光球的6000℃左右，低了近2000℃，所以看起来是黑色的。当太阳上有大群黑子出现的时候，地球上的指南针会乱抖动，不能正确地指示方向；平时很善于识别方向的信鸽会迷路；无线电通讯也会受到严重阻碍，甚至会突然中断一段时间，这些反常现象将会对飞机、轮船和人造卫星的安全航行、还有电视传真等方面造成很大的威胁。

太阳外部结构的第二层是色球。色球亮度比光球暗1000倍，平时我们一般看不到，只有在日全食发生的时候，才能看到色球。当月亮遮掩了光球明亮光辉的一瞬间，人们能发现日轮边缘上有一层玫瑰红的绚丽光彩，那就是色球。

太阳色球是充满磁场的等离子体层，厚约2500千米，其温度从里向外增加，与光球顶衔接的部分约4500℃，到外层达几万度。在日常生活中，离热源越远处温度越低，而太阳大气的情况却截然相反，人们对这种反常增温现象感到疑惑不解，至今也没有找到确切的原因。

太阳外部结构第三层，也就是最外面一层叫做日冕。在欣赏日全食的时候，能够看到日冕在太阳四周形成了一层珍珠色的光晕，美丽异常。它在太阳的最外层，非常稀薄，随着太阳本身磁场的变化而呈现不同的外观。

平时要观测日冕，需要用特别的日冕仪。1931年，法国天文学家博纳德弗第南德·李奥特发明了日冕仪，这一发明使人们在阳光普照时也能够对日冕产生的光线进行观测。日冕的范围很大，用日冕仪只可以观测到接近太阳表面的那部分日冕，一般叫做内冕。它的边界离太阳表面约有3个太阳半径那么远，或者说日冕约为200万千米。

日冕的物质非常稀薄。内冕密度稍微大一些，但它的密度也低于地球大气的十亿分之一，几乎接近真空。日冕的温度非常高，可达200万度。从太阳大气层最里面的光球，再到色球，最后到达日冕，温度从内到外逐渐升高，这种反常的现象一直困扰科学家，这也是太阳物理学上最大的难题之一。