太陽黑子

[物理史] 荷蘭天文學家法比利薩斯 (Johannes Fabricius) 觀測到太陽黑子

荷蘭天文學家法比利薩斯觀測到太陽黑子 (Dutch astronomer Johannes Fabricius observes sunspots)
國立臺灣大學物理學系 楊信男教授、蕭如珀
(譯自APS News,2015年3月)

凡爾納 (Jules Verne) 在他的古典科幻小說《從月球到地球》(From the Earth to the Moon) 中提及一位 17 世紀的天文學家法比利薩斯 (Johannes Fabricius)。在小說中,法比利薩斯 (Johannes Fabricius) 宣稱他曾從望遠鏡中看到居住於月球上的外星人。外星人是虛構的,但法比利薩斯卻真有其人。這位荷蘭人是最先從望遠鏡觀測到太陽黑子的其中一位,也是最早確認黑子的人,貢獻雖小但卻很重要,因當時天文學正處於兩個競爭的太陽系模型的抉擇關頭。

太陽活動(Solar variation)與全球暖化(global warming)(2)─太陽活動進入冬眠期

太陽活動(Solar variation)與全球暖化(global warming)(2)─太陽活動進入冬眠期
美國Stony Brook University王瑜君物理學博士/美國Stony Brook University王瑜君物理學博士責任編輯

思考問題:

1. 太陽活動的紀錄最近出現哪些奇特的現象?

2. 太陽活動降低會對氣候造成哪些影響?

太陽的活動到底對地球上的氣候變化有何影響?有些質疑溫室氣體對氣候變遷的影響的人,例如丹麥物理學家Henrik Svensmark,認為太陽活動對全球暖化的影響比溫室氣體排放來得重要。如果這種看法成立,那麼氣候變遷是自然現象,而不是人為因素造成,國際社會目前各種節能減碳的努力,也是徒勞無功。

政府間氣候變化專門委員會(IPCC)代表主流的專家意見。在IPCC第三次評估(2001)和第四次評估(2007)報告中都認為太陽活動對全球暖化的影響難有定論,但是即使有影響,效果也不顯著。但是爭辯尚無定論,只要有新的數據出現,正反雙方的意見就要被重新檢視一番。

太陽活動邁進停緩期
2006年時NASA預測下一個太陽黑子高峰,應該出現在2011年左右。但是這個高峰沒有出現。目前太陽活動還是偏低 (圖1)。2011年6月中旬,美國天文學會(American Astronomical Society (AAS) )召開會議,有三組研究團隊分別提出報告,更加證實了目前太陽活動的確邁入了冬眠期。

圖1:1940年以來太陽黑子的週期變化。Nasa's 2006 預測第24週期高峰本應該出現在2010左右,但是一直沒有觀測到。(圖片來源:http://science.nasa.gov/headlines/y2006/images/longrange/predictions3_strip.jpg, http://en.wikipedia.org/wiki/Sunspot)

太陽活動(Solar variation)與全球暖化(global warming)(1)─太陽黑子 (Sunspots) 與歷史紀錄

太陽活動(Solar variation)與全球暖化(global warming)(1)─太陽黑子 (Sunspots) 與歷史紀錄
美國Stony Brook University王瑜君物理學博士/美國Stony Brook University王瑜君物理學博士責任編輯

思考問題:

1. 太陽活動的紀錄裡面出現哪些變化?

2. 為什麼太陽活動最近又是爭辯的焦點?

太陽活動(Solar variation)
太陽活動是太陽發射出的太陽輻射在總量上的變化。太陽輻射有週期性的變化,主要是11年的太陽週期(或稱太陽黑子週期)(圖2),但是其中還非週期的波動。在最近的數十年中,太陽活動可經由人造衛星直接觀測到;自此之前,則必須藉由一些前期的現象來作預測。近年來,氣候變遷的問題引起氣候專家對太陽活動的注意,太陽活動對地球的影響被稱為「太陽驅動力」(solar forcing)。 到底太陽活動在地球上造成的影響對全球暖化扮演了什麼角色?主流意見認為影響不大,但是專家之間尚無定說,仍然是爭辯中的議題。

圖1:太陽結構的圖解: 1. 核心 (Core)2. 輻射層 (Radiative zone)3. 對流層(Convective zone) 4. 光球 (Photosphere)5. 色球 (Chromosphere) 6. 日冕 (Corona) 7. 黑子 (Sunspot) 8. 米粒(Granules) 9. 日珥 (Prominence) (圖片來源:http://en.wikipedia.org/wiki/Sun)