一位药剂师的发现－神秘的太阳

施瓦贝很自信的认为,如果这颗“水内行星”确实存在,那么当它正好运行到太阳—地球的连线上,它会较快或较慢地通过日面,这时候,日面上一定会出现一个移动不止的黑点．他坚信,只要持之以恒,有朝一日定可“捕捉”到这颗行星的踪迹．施瓦贝很快发现日面上的黑子妨碍了他的“捕捉”工作．为了早日发现那颗未知的行星,他决定把这些大小不同的黑子及其分布情形画下来。

这是一项比较麻烦的工作,因为黑子的大小不一,而且常常成群结队或者三三两两地出现．施瓦贝除了描绘出黑子群的结构外,还计算了黑子的个数．除非遇上阴天,他坚持每天观测记录,而且极为认真仔细,就这样坚持观测了约40 年．虽然水内行星没有找到,但施瓦贝却得到了意外的收获! 那是在1843 年,施瓦贝积累了大量的太阳黑子观测资料．他想从自己十几年的记录资料中找出那颗可能有规律出现的黑点——水内行星．施瓦贝面对厚厚的黑子记录,一张一张仔细核查．他在翻阅的过程中发现: 太阳黑子的消长似乎有着某种周期性,有的年份黑子少,有的年份黑子多．这个周期约为10－11 年。

施瓦贝把这一发现写成一篇文章,寄给了当时德国著名的科学刊物《天文通讯》．1844 年,他的文章发表了,但是,并未引起人们的注意．到了1851年,施瓦贝累积的观测记录已超过了两个完整的太阳黑子周期(即22.2 年以上)．这时候引起了著名德国科学家洪堡的注意．洪堡在《宇宙》第三卷里采用了施瓦贝对太阳黑子周期观测的结果．该书出版后,关于太阳黑子具有约10 年左右变化周期的提法很快在科学界传开,原来持怀疑态度的人也终于改变了看法．为了表彰施瓦贝的伟大贡献,1857 年德国皇家天文学会授予他一枚金质奖章。

施瓦贝发现太阳黑子周期的消息传开以后,立刻引起了世界上许多相邻学科的科学家们的注意．人们由地球磁场的观测,进一步证实了施瓦贝的发现．1851 年,在慕尼黑工作的英国天文学家拉芝特惊奇地发现,地磁场的每日变化幅度,随着年度的不同而有一种周期性的变化,大约也以11 年为周期．不久,英国地球物理学家萨宾发现,“地磁暴”——一种突发的地磁扰动现象也表现一种周期性的变化,其周期也是11 年．后来,萨宾把这些变化画成曲线,并与黑子变化的曲线相比较．结果发现,两条曲线基本吻合．也就是说,地磁暴最大、最小的年份,正好与太阳黑子最多、最少的年份趋于一致．他因此指出,地球磁场的起伏变化是与太阳黑子周期相对应的。

这个意想不到的关系于1852 年公布以后,很快得到许多天文工作者的证实．黑子对于地球的影响如此之大,于是,各国的天文工作者对太阳黑子进行深入研究．其中最突出的当推瑞士天文学家沃尔夫(1816－1893)．他仔细地考察天文文献中早期的一些观测,一直追溯到伽利略的观测,并且根据考察的资料,列出日面黑子活动的极大和极小的图表．在这之前的几年,他曾推导出一个公式,提出以统计方法研究黑子的原则,经后人稍加修改沿用至今。

现代天文学家们对于施瓦贝以前的黑子观测也进行了研究,并且得出了那些年代的黑子数．目前人们已经掌握了三个世纪以来太阳黑子数变化的基本情况,并画出了相对于年份的山峰曲线．按照国际上统一规定,以1755年开始的那个11 年周期当作第一周,往后顺序排出每个11 年周期的序号．从1997 年开始进入第23 个太阳黑子周期,可能大约在2002 年前后达到这一周期的极大年．通常人们把一个黑子周期中的极大年叫做“太阳活动峰年”。

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