Cách quan sát vết đen Mặt trời bằng kính viễn vọng

Các vết đen Mặt trời thường xuyên được nhìn thấy theo cặp hoặc theo nhóm gồm các cặp của cực đối lập tương ứng với những cụm của các vòng lặp luồng từ trường giao nhau với bề mặt của Mặt trời. Những vết đen Mặt trời của cực đối lập được kết nối bởi các vòng lặp từ trường, chúng cong lên vành nhật hoa (corona) thấp và sắc quyển phía trên. Các vòng vành nhật hoa có thể chứa khí nóng đặc được phát hiện bằng tia X và bức xạ cực tím.

Mỗi vết đen trong một cặp vết đen được xác định theo vị trí của chúng có liên quan đến vòng quay của Mặt trời; một vết đen được chỉ định là vị trí dẫn đầu và vết đen còn lại là vị trí sau. Ở một bán cầu nhất định (bắc hoặc nam), tất cả các cặp vết đen thường có cùng cấu hình cực – ví dụ như tất cả các điểm có thể có cực bắc, trong khi tất cả các điểm sau đều có cực nam.

Một nhóm vết đen mới thường có cấu hình cực phù hợp với bán cầu nơi mà nó hình thành, nếu không thì nó sẽ nhanh chóng bị chết đi. Đôi khi các vùng cực bị đảo ngược tồn tại để phát triển thành các nhóm vết đen lớn và hoạt động tích cực hơn.

Mỗi vết đen trong một cặp vết đen được xác định theo vị trí của chúng có liên quan đến vòng quay của Mặt trời.

Một tập hợp của các vết đen Mặt trời, sắc quang sáng rực xung quanh và các vùng từ trường liên kết mạnh mẽ tạo thành một nơi được gọi là một khu vực hoạt động. Các vùng từ trường mạnh không liên kết với các vết đen Mặt trời được gọi là các vùng sáng (plages), nổi bật trong dòng Hα đỏ và cũng có thể được nhìn thấy trong ánh sáng liên tục gần rìa.

Hướng dẫn quan sát vết đen Mặt trời bằng kính viễn vọng

Sự xuất hiện của một nhóm vết đen mới làm nổi bật cấu trúc ba chiều của vòng từ trường Đầu tiên, chúng ta thấy một đốm sáng nhỏ (được gọi là một vùng luồng chảy mới nổi [EFR]) và một vết lớn hơn trong sắc quyển. Trong vòng một giờ, hai cực nhỏ xíu của cực đối lập xuất hiện thường đi kèm với các cực từ trường phù hợp với bán cầu đó.

Các vòm tối (các sợi vòm) vạch ra các đường sức từ kết nối các vết đen lại với nhau. Khi những vòng lặp tăng lên, các vết đen trải rộng ra và phát triển nhưng không đối xứng nhau. Vết đen dẫn đầu di chuyển về phía tây với vận tốc khoảng 1 km/s, trong khi vết đen sau cứ ì ạch hoặc đứng lì một chỗ. Một số vết đen nhỏ bổ sung hoặc lỗ nhỏ xuất hiện sau đó.

Các lỗ nhỏ dẫn trước hợp nhất vào một vết đen lớn hơn trong khi vết đen sau thường chết đi. Các cực bắc và cực nam cân bằng trong mọi trường hợp vì không có các đơn cực từ.

Hoạt động Mặt trời có xu hướng xảy ra trên toàn bộ bề mặt của Mặt trời giữa vĩ độ +/− 40° theo một cách có hệ thống. Khi bắt đầu một chu kỳ hoạt động, một số các nhóm vết đen và kích thước của chúng tăng lên nhanh chóng cho đến khi đạt số lượng tối đa (hay được biết như là cực đại của vết đen Mặt trời), cứ thế sau hai hoặc ba năm và vùng cực đại vết đen xuất hiện khoảng một năm sau đó.

Tuổi thọ trung bình của một nhóm vết đen ở kích cỡ trung bình là khoảng một vòng quay Mặt trời, nhưng một nhóm nhỏ mới nổi có thể chỉ kéo dài một ngày thôi. Các nhóm vết đen lớn nhất và các vụ phun trào khủng khiếp nhất thường xảy ra hai hoặc ba năm sau khi số lượng vết đen đạt cực đại.

Tối đa có thể có 10 nhóm và 300 vết đen trên Mặt trời, nhưng một nhóm vết đen lớn có thể chứa tới 200 điểm trong đó. Tiến trình của chu kỳ hoạt động có thể không đều; thậm chí có khi đã gần đạt mức cực đại rồi thì số vết đen lại tạm thời giảm đi.