黑子是太阳的主要活动特征之一。通常情况下，我们看到的一群太阳黑子，即太阳黑子群（也称作活动区）如图1所示。有没有想过我们是怎么发现新的太阳黑子群？怎么辨别新的太阳周已经开始？我们先来看一个最近刚生成的太阳黑子群是如何出现和演化的。

图1  太阳黑子，图片来源：NASA

2020年10月底在太阳南半球新生成一个太阳大黑子群，如图2所示，其中左图是SDO/HMI 10月25日观测的全日面白光图，右图是10月26日观测的全日面图。通过对比我们可以看出，10月26日太阳南半球中心位置多了一块黑色斑点，这就是新生的太阳黑子群，其编号为AR2778，该黑子群宽度跟地球直径相当。一天后，该黑子群面积急速增大，并爆发了一个C级耀斑。AR2778是到目前为止年轻的第25太阳周的最大黑子群。从图3可以看出，在接下来的几天，太阳黑子群还在不断变大、变复杂，28日黑子群宽度已经超过8个地球直径。到10月29日，黑子群AR2778边上又长出了一个新的黑子群AR2779，该区域太阳磁场也变得更复杂，图4为黑子群的放大图。

图2  10月25日与26日的SDO HMI白光图。SDO：The Solar Dynamics Observatory，太阳动力学观测仪；HMI：The Helioseismic and Magnetic Imager，日震和磁成像仪。来源：https：//sdo.gsfc.nasa.gov/。

图3  10月28日与29日的SDO HMI白光图。来源：https：//sdo.gsfc.nasa.gov/。

图4  10月29日太阳黑子的放大图。来源：https：//sdo.gsfc.nasa.gov/。

从图2-图4的太阳观测图上，我们可以清晰地看到太阳黑子群从无到有、从小到大、从简单到复杂的发展过程。下面我们就来探讨一下太阳黑子的本质。

太阳黑子通常是指在太阳光球层观测到的比周围背景明显暗黑的斑点状区域。因为其温度比周围温度低，所以看上去是黑的。当新的磁场不断地从光球层下冒出来，在白光图像上就可以看到两小群比周围光球要暗的区域，它们极性相反，形成一对黑子。如果磁场继续冒出，黑子的面积就会增大，如果有磁场不断在这对黑子的周围冒出，就形成了黑子群。较大的黑子中心区常有一块或几块特别暗黑的核心，称为本影。围绕本影的淡黑区域称为半影。通过EUV和X射线波段观测发现，与黑子群相关的活动区在日冕层呈现为明亮的增强区域。与黑子群相关的活动区是重大空间天气事件最可能的源头，例如太阳耀斑、CMEs、太阳高能质子事件和太阳射电暴。

太阳黑子群会不断变化，多数寿命只有几小时到几天，而一些复杂的黑子群其寿命可以达到一两个月。太阳黑子数具有11年左右的周期性变化，黑子数平均值的极大和极小年份分别称为太阳活动的极大年和极小年，而相邻两次极小年之间称为一个太阳活动周。从1755年极小年起为第1个太阳周，目前第25个太阳周刚开始。在极小年附近，当黑子群在高纬地区出现，且前导黑子的磁极性与前一个太阳周该半球黑子群前导黑子的极性相反时，可以认为它是新的太阳周开始的重要标志。

由指定的地面天文台观测到的每个清晰可见的黑子群，都将被分配一个NOAA/SWPC的4位活动区编码，如上面提到的AR2778，其中AR是指Active Region，即活动区英文的首字母缩写，2778就是NOAA/SWPC的4位活动区编码。当黑子群出现在可见日面时，我们就可以对它进行跟踪。我们的预报员会每天分析太阳黑子群的观测资料，根据它们的大小和复杂程度来预报近期的空间天气状况。公众可以在http：//www.nsmc.org.cn/NSMC/Channels/SpaceWeather.html、http：//www.weather.com.cn/space/、以及微信公众号和小程序"空间天气"上查看每日空间天气状况及预报。

（杨亚芬 撰稿，宗位国、杨光林 审核，参考资料：https：//www.spaceweather.com/，https：//www.swpc.noaa.gov/。）