太阳黑子的秘密：黑子是如何聚集的

（NASA新闻 11月6日 译：Shea）

现在科学家首次了解到黑子的下面到底隐藏着什么。

来自SOHO上迈克尔逊多普勒成像议（MDI）的数据使科学家对这些太阳上的强活动区域有了更深的了解。

从伽利略时代起人们就对太阳黑子有了浓厚的兴趣，因为当时人们普遍认为天体应该是完美无瑕的。黑子充满着神秘色彩，因为第一次看见它们时，总以为它们不久便会消失了。可是，恰恰相反，它们可以连续存在数周甚至更长。“它们符合观测科学的基本准则：观测到的事注定发生，”SOHO的MDI主任、斯坦福大学的Philip Scherrer说：“我们现在已经有了一点线索。”

天文学家知道黑子是太阳表面的强磁场区域。当儿时玩磁铁时就发现磁极会互相排斥。按理说，太阳的强磁场区域也同样应该互相排斥。可事实上，天文观测清楚地显示太阳表面有物质从黑子流出。

斯坦福大学的Alexander Kosovichev和赵俊伟（音译，Junwei Zhao）以及NASA戈达德飞行中心的Thomas Duvall使用MDI的独特技术观测到了黑子表面下的情况，并且首次观测到向内流动的物质流。

“我们发现向外流动的物质流仅是表面的特征，”赵俊伟说：“如果你在往更深一点的地方看你就能看到物质急速向内流动，形成一个行星大小的漩涡。这些物质流也会将磁场拉扯到一起。”

太阳天文学家长久以来就知道，太阳黑子下面存在强磁场，它阻止能流从太阳的内部垂直涌出，进而使黑子冷却并且使它比周围的环境要暗。对这种对流运动的遏制就像是一种塞子，它阻止了太阳内部的能量抵达太阳表面。

位于“塞子”上的物质的温度会变得比较低，并且会变得比较稠密，由新的观测发现这个“塞子”会以每小时3000英里的速度向下降。这使得周围的等离子和磁场朝向黑子的中心。聚集的磁场进一步冷却，冷却的等离子下沉带动更多的等离子，由此形成了一个循环。只要磁场足够强，冷却效应会维持一个向内的物质流，并且保持其结构的稳定。表面的喷流被确定位于一个很薄的层内。

因为“塞子”阻止了太阳内部的热量抵达表面，“塞子”下的区域会变得更热。1998年6月的一次观测证实这一点。“我们对太阳黑子如此之薄感到非常的惊讶，”Kosovichev。观测到的3000英里之下的音速相当的高，预示太阳黑子的根部比周围的环境要热的多，正好与表面的情况相反。“黑子中较冷的部分就像是一堆硬币，”他补充道。

“较冷的向下的物质流在向上的物质流分叉的地方发生耗散，”Duvall说，“这些数据无法使我们建立起一个清晰的物理图像来解释一些细节。直到现在，我们仍是在黑子的上方朝下观测黑子，就像从树梢向下望只能看到树梢的叶子。现在我们第一次能观测到这棵树的树枝和树干了，有了一棵树的印象。但是这棵树的根仍是一个谜。”

MDI使用被称为声波断层扫描的技术来分析太阳表面的声波，并以此探测太阳表面下的物理状况。