海耳與黑子磁場(chǎng)

　　海耳與黑子磁場(chǎng)

　　美國天文學(xué)家海耳（1868—1938）1890年畢業(yè)于美國麻省理工學(xué)院，后任芝加哥大學(xué)天體物理學(xué)副教授。為了研究日面結構，海耳設計了太陽(yáng)單色光照相儀，這種儀器的特點(diǎn)是只允許太陽(yáng)光譜中某種波段的光通過(guò)。1892年他成功地拍攝了太陽(yáng)單色像。

　　為了深入開(kāi)展研究太陽(yáng)的工作，海耳迫切需要一架大型望遠鏡，但他實(shí)在缺乏這方面的費用。當時(shí)一位名叫葉凱士的金融家在海耳游說(shuō)下，贊助了這項開(kāi)支。這位金融家為制造新望遠鏡和建筑天文臺支付的款項總額，竟達到了34.9萬(wàn)美元。天文臺即用他的名字命名──葉凱士天文臺。當時(shí)一位望遠鏡技師為海耳磨制了口徑達1米的透鏡，重達230千克。整個(gè)望遠鏡子1896年安裝在葉凱士天文臺。迄今為止，它依然是世界上最大的折射望遠鏡。

　　1908年，海耳用氫紅色光（波長(cháng)為6563埃）拍得一張單色光太陽(yáng)照片，發(fā)現照片上的黑子周?chē)�有漩渦狀結構。后來(lái)，他又幾次發(fā)現這種現象。當時(shí)海耳把它叫做“日面漩渦”。觀(guān)測發(fā)現，在一個(gè)黑子群中一般有兩個(gè)主要黑子，按太陽(yáng)自轉方向，在黑子群西部首先出現的稱(chēng)為前導黑子，隨后出現的黑子稱(chēng)為后隨黑子。這種漩渦現象在這樣一對黑子附近出現的時(shí)候，很像馬蹄形磁鐵附近的鐵屑分布情況。由此海耳推斷太陽(yáng)黑子可能具有很強的磁場(chǎng)。

　　后來(lái)，海耳測得太陽(yáng)黑子磁場(chǎng)強度約三四千高斯（地球磁場(chǎng)不足1高斯）。這是人類(lèi)第一次測量到地球以外天體的磁場(chǎng)。

　　從那以后，天文臺開(kāi)始對于黑子的磁場(chǎng)作經(jīng)常性的觀(guān)測。大量的觀(guān)測結果說(shuō)明，每個(gè)黑子都具有磁場(chǎng)。像地球有磁北極和磁南極那樣，太陽(yáng)黑子也有兩個(gè)極（N和S）。如果前導黑子是S極，后隨黑子就是N極。觀(guān)測表明，太陽(yáng)南北半球的黑子群的前導黑子所帶的極性恰好相反。在一個(gè)太陽(yáng)黑子周中，如果原來(lái)北半球的前導黑子是N極，過(guò)了約11年后，會(huì )改變?yōu)镾極。海耳于1919年指出，太陽(yáng)活動(dòng)的真正周期不是11年而是22年�，F在人們稱(chēng)22年這個(gè)周期為太陽(yáng)黑子的磁周期。

　　關(guān)于太陽(yáng)磁場(chǎng)的起源，至今仍是一個(gè)未解之謎。

　　太陽(yáng)磁場(chǎng)是非常復雜而又活躍的。通常在太陽(yáng)上觀(guān)測到的是雙極磁場(chǎng)，但是也意外地發(fā)現有單極區。在太陽(yáng)上談不上有很大數值的統一固定的磁場(chǎng)，這是因為太陽(yáng)內部和表層的物質(zhì)都在不斷地發(fā)生強烈的運動(dòng)，其中包括復雜的太陽(yáng)磁場(chǎng)活動(dòng)。“漩渦”狀的黑子磁場(chǎng)只是其中一種表面現象而已。