肉眼观测太阳黑子一般只能在特殊的天气条件下,即日光减弱很多时才能观测,否则,强烈的日光会把观测者的眼睛灼坏!
科学地观测太阳黑子是从伽利略开始的。伽利略的望远镜是世界上第一架望远镜,至今还保存在意大利佛罗伦萨博物馆中。
伽利略用一块黑色玻璃放在望远镜后面,观察太阳时,洁白晶莹的日面上顿时显现出一些黑色斑点。这使他感到莫大的迷惑与惊讶。
伽利略继续观测了数日,事实证明,日面上确实存在黑子,而且每天在日面上从东向西移动,大约14d穿过整个日面。
1612年,伽利略公布了自己的发现。他在给佛罗伦萨大公科西莫二世的报告中说:“反复的观测最后使我相信,这些黑子是日面上的东西,它们在那里不断地产生,也在那里瓦解,时间有长有短。由于太阳大约1个月自转一周,它们也被太阳带着转动。发现太阳黑子本身固然很重要,而其意义则更深远。”
在德国东部有一个名叫德绍的小城,城里住着一位颇有名气的药剂师,他的名字叫亨利·施瓦贝。施瓦贝是一位优秀的植物学家,他编写的德绍地区的植物志,曾受到科学家的好评。同时,他也是一位著名的天文爱好者。
在施瓦贝时代,发现行星是一件极为荣耀的事。威廉·赫歇尔发现天王星曾使施瓦贝羡慕不已。
一次,一位住在哥廷根的朋友写信给施瓦贝,劝他不要忽视对太阳黑子的观测,说坚持观测太阳黑子,就有可能发现一颗在水星轨道内运行的行星。因为根据勒维耶的计算,这颗“水内行星”很小,离太阳又近,平时它隐没在太阳光辉里,人们看不到,只有在它转到太阳和地球之间,它在光洁的太阳圆面上留下黑点时,才能发现它。朋友富有诱惑力的劝说,同施瓦贝的心愿不谋而合,他决定在这方面施展一下自己的才华。
从那以后,施瓦贝每天都观测太阳,并把在日面上看到的每个黑点都记录下来,特别是那些小圆点。为了区别太阳黑子和要找的“水内行星”,施瓦贝决定先详细地将日面上发现的一切黑点都记录下来,然后再进行分析。
在反复搜寻之中,施瓦贝惊异地发现,每年在太阳上出现的黑子数目和面积都不相同,它们是周而复始地变化的。在某一年份,黑子数目很少,面积很小。然后黑子数目和面积逐年增加,经过4~5年,黑子数目和面积达到最大,然后再逐年减少。又经过4~5年,黑子数目和面积又都最少、最小,完成一个周期,然后再按上面的’过程变化。
1843年,施瓦贝写了一篇短文寄给当时德国颇有名气的《天文通报》。这是一篇在科学史上有特殊意义的文章,可惜当时的天文学界对施瓦贝的发现不以为然,以至文章没有及时发表。直到1851年,德国伟大学者洪堡德主编的巨著《宇宙》问世时,施瓦贝的成果才得以同世人见面。
施瓦贝的发现一公布,立刻引起学术界的轰动。1857年,英国皇家学会授予施瓦贝金质奖章,奖励他在太阳黑子活动周期方面的杰出贡献。
现在知道,太阳黑子完成一个周期的变化大约10~11年,这就是一个太阳活动周期。在一个太阳活动周期中,黑子数目最多的年份叫做太阳活动极大年或太阳活动峰年;相反,黑子数目最少的年份叫做太阳活动极小年或太阳活动谷年。P21-23