لکه های خورشیدی

احتمالاً جرم ، شعاع درخشندگی خورشید از چند میلیارد سال پیش تغییر محسوسی نکرده‌اند. ولی سطح خورشید تعداد زیادی پدیده‌های زودگذر و متغیر سریع را نشان می‌‌دهد. احتمالاً هیچ یک از پدیده‌های خورشیدی به اندازه لک‌های سیاهی که گاهگاه روی قرص خورشید ظاهر می‌‌شوند مورد مطالعه قرار نگرفته‌اند. لکهای خورشیدی معمولاً به صورت گروههایی متشکل از دو یا چند لک منفرد ظاهر می‌‌شوند که یک پیشرو (در جهت دوران خورشید) اغلب بزرگتر می‌‌باشد.

خورشید آنقدر داغ است که نمی‌‌تواند سطح جامدی داشته باشد و صفحه زردی که می‌‌بینیم در حقیقت بالاترین لایه گاز ملتهب است روی این لایه ، منطقه خنکی از گاز شفاف قرار گرفته است که رنگین سپهر نامیده می‌‌شود. عکسی که تحت شرایط دید بسیار خوبی گرفته شده باشد نشان می‌‌دهد که سطح خورشید را ظاهری خالدار یا حبابی شکل است. لکه‌های تیره که لکه‌های خورشیدی نامیده می‌‌شوند حتی در ایام باستان نیز مورد توجه و رصد بوده‌اند.

لکه‌های خورشیدی در سطح آتشین خورشید مانند حفره‌هایی به نظر می‌‌رسند و در حقیقت مناطقی هستند که دمای آنها حدود ۲۰۰ درجه سانتیگراد از سطح اطراف آنها کمتر است. با این حساب دمای این مناطق تقریباً ۴۰۰ درجه سانتیگراد می‌‌باشد با وجودی که شئی به این داغی در واقع باید بی‌نهایت روشن و شفاف باشد اما لکه‌های خورشیدی تنها به این دلیل که از بقیه قسمتهای خورشید خنکتر و کم نورترند تیره و تار به نظر می‌‌رسند اگر جدا کردن یکی از لکه‌های خورشید و بررسی آن امکان پذیر بود این لکه‌ها به روشنی ماه کاملاً جلوه می‌‌کرد.

لکه خورشیدی ناحیه‌ای بر روی سطح خورشید (فوتوسفر) می‌باشد که به وسیله فعالیت‌های شدید مغناطیسی بوجود می‌اید که مانع از انتقال گرما می‌شوند، این ناحیه‌ها به علت کاهش درجه حرارت سطح به وجود می‌آیند. آن‌ها می‌توانند بدون کمک تلسکوپ از روی زمین نیز دیده شوند. اگرچه این ناحیه‌ها درجه حرارتی در حدود ۳۰۰۰ – ۴۵۰۰ کلوین دارند، تضاد دمای این ناحیه با مواد پیرامون در حدود ۵۸۰۰ کلوین به آن‌ها اجازه می‌دهد تا به وضوح به عنوان لکه‌های سیاه دیده بشوند، همچون بدنی که از شدت گرما سیاه شده باشد (تقریباً نزدیک فوتوسفر) این تابعی از T (دما) به توان چهارم است. اگر یک لکه خورشیدی از فوتوسفر جدا شود می‌تواند قوس الکتریکی درخشانی را بوجود بیاورد.

لکه خورشیدی، در حین ظاهر شدن از فعالیت‌های شدید مغناطیسی، میزبان آثار دیگری مانند تاج‌های خورشیدی و رخدادهای قطع ارتباط نیز هستند. بیشتر شراره‌های خورشیدی و پس‌زنی توده تاج سرچشمه در فعالیت‌های مغناطیسی پیرامون منطقه گروه‌های لکه قابل رویت خورشید است. پدیده‌های مشابهی که به طور غیر مستقیم در ستاره‌ها رصد شده‌اند عموماً لکه‌های ستاره‌ای نامیده می‌شوند و در دو نوع روشن و تاریک اندازه‌گیری شده‌اند.

نحوه ی  کشف و مشخصات

قبل از سال ۱۶۱۵ میلادی اروپاییان عقیده داشتند که خورشید یک کره تابناک وبی لکه باشد.

درآن سال گالیله پیک نجومی خود را چاپ کرد که در آن وجود لکه‌های تاریک (لکه‌های خورشیدی) در سطح خورشید را گزارش نمود. لکه‌های خورشیدی پدیده‌های شید سپهری (سطح مریی خورشید) می‌باشند؛ که از اطراف شید سپهر تاریک تر هستند. تاریک‌ترین قسمت یعنی ناحیه مرکزی تمام سایه را می‌سازد. لکه‌های خورشیدی کوچک از روزنه‌هایی که بزرگتر از سطوح تاریک معمول بین دانه‌های روشن هستند گسترش می‌یابند. اگر چه بیشتر روزنه‌ها و لکه‌های کوچک خیلی زود تجزیه می‌شوند اما بعضی از آنها به لکه‌های واقعی عظیم تبدیل می‌گردند بزرگترین لکه تاریک دارای قطر تمام سایه ۳۰۰۰۰km و قطرهای ناحیه نیم سایه بیشتر از دو برابر این مقدار است. از این رو گاهی هنگام غروب آفتاب که خورشید رنگ پریده می‌گردد می‌توان با چشم غیر مسلح هم به وجود این لکه‌ها پی برد.

هر لکه از دو قسمت تشکیل می‌شود. یک قسمت مرکزی که رنگ آن تیره است ودیگری اطراف لکه که رنگ آن نسبت به مرکز روشن تراست. ظهور هر لکه در سطح خورشید موقتی است و با ایجاد و وسعت عمل آن در یک مدت زمانی به تدریج محو می‌شود. نحوه از بین رفتن آن به این ترتیب است که روشنی اطراف لکه، به تدریج هسته آن را احاطه کرده و به مرکز نزدیک می‌شود و کاملاً منطقه تیره رنگ را نابود می‌نماید.

درمورد لکه‌های خورشیدی نظرهای گوناگونی ارائه شده است که مهم‌ترین آنها تئوری اورشید دانشمند معروف سوئدی است. بر اساس این نظریه، قسمتی از داخل خورشید، به شکل یک جریان به سمت خارج آن حرکت می‌کند و پس از رسیدن به سطح، مانند چتری پراکنده می‌شود و چون بر اثر این عمل فشار و حرارت آن کاسته می‌شود، کمی فشرده و سرد گشته و به شکل لکه‌های تیره رنگی در سطح خورشید باقی می‌مانند و به تدریج از بین می‌روند.

مهم‌ترین مشخصه لک خورشیدی میدان مغناطیسی آن می‌باشد؛ که از حدود ۱T/. تا میدانهای قویتر ۴T/. اندازه‌گیری شده‌اند و باعث می‌شوند از انتقال انرژی به شید سپهر از طریق جابجایی، جلوگیری شود. از این روست که لکه خورشیدی سردتر از محیط اطرافش می‌باشد. یک لک خورشیدی دارای قطبش مغناطیسی می‌باشد که لکه‌ها رادر دو سوی قطب مغناطیسی جمع می‌کند اما ممکن است استثنائاتی وجود داشته باشد که ناحیه مغناطیس دوم پراکنده باشد و فقط یک لک خورشیدی دیده شود.