黒点

• 上図：2014年の活動領域2192（太陽活動周期24で最大の黒点を含む）^{[ 1 ]}と2011年9月の活動領域1302。
•  下図：可視光スペクトルで捉えた黒点のクローズアップ画像と、直径約32万キロメートル（20万マイル）に広がる黒点群 。

黒点は、太陽の表面に一時的に現れる、周囲よりも暗い斑点です。これらは、対流を阻害する磁束の集中によって表面温度が低下した領域です。黒点は活動領域内に現れ、通常は反対の磁極を持つペアで発生します。^{[ 2 ]}黒点の数は約11年の太陽活動周期に応じて変化します。

個々の黒点または黒点群は、数日から数ヶ月続くことがありますが、最終的には消滅します。黒点は太陽の表面を移動しながら膨張と収縮を繰り返し、直径は16 km (10マイル) ^{[ 3 ]}から160,000 km (100,000マイル) ^{[ 4 ]}まで変化します。より大きな黒点は、望遠鏡を使わなくても地球から見ることができます^{[ 5 ]}。黒点は、最初に出現したとき、相対速度、つまり固有運動が毎秒数百メートル程度で移動することがあります。    

強い磁気活動を示す黒点は、コロナループ、プロミネンス、磁気リコネクション現象などの他の活動領域現象を伴います。ほとんどの太陽フレアとコロナ質量放出は、目に見える黒点群の周りのこれらの磁気的に活発な領域で発生します。太陽以外の恒星で間接的に観測される同様の現象は、一般的に星黒点と呼ばれ、明るい黒点と暗い黒点の両方が測定されています。^{[ 6 ]}

太陽黒点に関する最古の記録は、紀元前800年以前に完成した中国の『易経』に見られる。本文では、太陽に「斗」と「梅」が観測されたと記されており、どちらも小さな遮蔽を意味する。 ^{[ 7 ]}意図的な太陽黒点観測の最古の記録も中国に由来し、紀元前364年に天文学者甘徳が星表に記した記述に基づいている。^{[ 8 ]}紀元前28年までに、中国の天文学者は公式の皇帝記録に太陽黒点観測を定期的に記録していた。^{[ 9 ]}

西洋文学で太陽黒点について最初に明確に言及されたのは紀元前300年頃で、プラトンとアリストテレスの弟子であり、アリストテレスの後継者である古代ギリシャの学者テオフラストスによるものである。 ^{[ 10 ]}

太陽黒点の最も古い既知の図は、 1128 年 12 月にイングランドの修道士ジョン・オブ・ウスターによって描かれたものである^{。[ 11 ] [ 12 ]}

黒点は、1610 年 12 月にイギリスの天文学者トーマス・ハリオットによって初めて望遠鏡で観測されました。^{[ 13 ]}彼の観測はノートに記録され、1611 年 3 月にフリースラントの天文学者ヨハネスとダヴィッド・ファブリキウスによる観測と報告が続きました。^{[ 14 ] [ 15 ]}ヨハネス・ファブリキウスが 29 歳で亡くなった後、彼の報告は忘れ去られ、クリストフ・シャイナーとガリレオ・ガリレイによる黒点の独立した発見と発表によって影が薄れてしまいました。^{[ 16 ]}ガリレオはハリオットとほぼ同時期に望遠鏡による黒点の観測を開始したと考えられますが、ガリレオの記録は 1612 年まで始まりませんでした。^{[ 17 ]}その後の数十年間、その時代の多くの天文学者が黒点の探求に参加しました。その一人に、有名な天文学者ヨハネス・ヘヴェリウスがおり、彼は著書『マキナ・コエレスティス』の中で、マウンダー極小期初期（1653年～1679年）に19の黒点群を記録した。^{[ 18 ]}

19世紀初頭、ウィリアム・ハーシェルは太陽黒点と地球の気温との関連性を仮説として提唱した最初の人物の一人であり、太陽黒点の特定の特徴が地球の加熱増加を示すと考えていた。^{[ 19 ]}太陽の挙動と仮説的な太陽構造を認識する過程で、彼は1795年7月から1800年1月にかけて太陽黒点が比較的少ないことに偶然気づき、観測された、あるいは欠落した太陽黒点の過去の記録を作成した最初の人物であったかもしれない。このことから、彼は太陽黒点の欠落がイギリスの小麦価格の高騰と一致していることを発見した。王立協会の会長は、小麦価格の上昇傾向は貨幣インフレによるものだとコメントした。^{[ 20 ]}数年後、 1865年のリチャード・キャリントンや1884年のジョン・ヘンリー・ポインティングなどの科学者が小麦価格と太陽黒点の関連性を見つけようと試みたが失敗し、現代の分析では小麦価格と太陽黒点数の間に統計的に有意な相関関係はないことがわかっている。^{[ 21 ]}

黒点は、地上および地球周回太陽望遠鏡で観測されます。これらの望遠鏡は、さまざまなタイプのフィルター付きカメラに加えて、直接観測のためのろ過および投影技術を使用します。分光器や分光ヘリオスコープなどの特殊なツールは、黒点および黒点領域を調査するために使用されます。人工日食により、黒点が地平線を通過する際に太陽の円周を観測することができます。^{[ 42 ]}

太陽を肉眼で直接見ると人間の視力が永久に損なわれるため、アマチュアによる太陽黒点の観測は一般的に投影画像を使用するか、保護フィルターを通して直接行われます。#14溶接用ガラスのような非常に暗いフィルターガラスの小さな断片が効果的です。望遠鏡の接眼レンズは、フィルターなしで画像を白いスクリーンに投影し、間接的に観察したり、トレースして太陽黒点の進化を追跡したりできます。望遠鏡の前面にある特殊な水素アルファ狭帯域通過フィルターとアルミニウムコーティングガラス減衰フィルター（非常に高い光学密度のため鏡のように見える）は、接眼レンズを通しての安全な観測を可能にします。^{[ 43 ]}

太陽黒点は他の種類の太陽活動と相関関係があるため、宇宙天気、電離層の状態、短波無線伝搬や衛星通信に関連する条件を予測するのに役立てることができます。太陽黒点の活動が活発なときは、 HF帯での無線範囲を大幅に拡大する優れた電離層伝搬条件の前兆として、アマチュア無線家の間で歓迎されています。太陽黒点活動がピークに達すると、 6メートルVHF帯のような高い周波数で世界規模の無線通信が可能になります。^{[ 44 ]}

太陽活動（および太陽周期）は、地球温暖化の一因として指摘されている。その最初の可能性のある例は、ヨーロッパの小氷期に発生した太陽黒点活動の低下期であるマウンダー極小期である。 ^{[ 45 ]}しかし、複数の古気候指標からの詳細な研究によると、小氷期の北半球の気温低下は、マウンダー極小期の開始前に太陽黒点数がまだ高かった時期に始まり、マウンダー極小期が終わった後まで続いたことが示されている。数値気候モデルは、火山活動が小氷期の主な要因であったことを示している。^{[ 46 ]}

黒点自体は、放射エネルギーの不足の大きさからすると、太陽フラックスへの影響は小さい。^{[ 47 ]}太陽光球における黒点やその他の磁気過程の総合的な影響は、太陽活動極小期の明るさと比較して、太陽の明るさが約0.1%増加することである。これは、黒点周期における地球上の全太陽放射照度の差が約${\displaystyle 1.37\ \mathrm {W\cdot m^{-2}} }$太陽黒点活動と相関するその他の磁気現象には、白斑や彩層ネットワークなどがある。^{[ 48 ]}これらの磁気因子の組み合わせにより、10年スケールの太陽活動周期における太陽黒点数と全太陽放射照度（TSI）の関係、および世紀スケールにおけるそれらの関係は必ずしも同じではない。TSIの長期的な傾向を定量化する際の主な問題は、宇宙から行われる絶対放射測定の安定性にある。これはここ数十年で改善されてきたものの、依然として問題となっている。^{[ 49 ] [ 50 ]}分析によると、TSIはマウンダー極小期には現在のレベルよりも実際に高かった可能性があるが、不確実性が高く、最良の推定値は次の範囲である。${\displaystyle \pm 0.5\ \mathrm {W\cdot m^{-2}} }$と共に$2σ$不確実性の範囲${\displaystyle \pm 1\ \mathrm {W\cdot m^{-2}} }$[ ^{51 ]​}

黒点は強い磁場集中により、エネルギーと運動量の複雑な伝達を上層太陽大気へと促進します。この伝達は、下層太陽大気で発生する波動^{[ 52 ]}や磁気リコネクション現象^{[ 53 ]}など、さまざまなメカニズムを通じて起こります。

1947年、GE クロンは、赤色矮星の明るさの周期的な変化の原因は黒点であると提唱した。^{[ 6 ]} 1990年代半ば以降、黒点の観測はますます強力な技術を用いて行われ、より詳細な情報が得られてきた。測光法では黒点の成長と衰退が示され、太陽と同様の周期的な挙動が示された。分光法では、ゼーマン効果によるスペクトル線の分裂の変化を分析することで黒点領域の構造が調べられた。ドップラーイメージングでは、いくつかの星の黒点の差動回転と太陽とは異なる分布が示された。スペクトル線分析では、黒点と恒星表面の温度範囲が測定された。例えば、1999年にストラスマイヤーは、巨大なK0型星XX Trianguli（HD 12545）を回転させる、これまで観測された中で最大の低温星黒点を報告した。その温度は3,500 K（3,230 °C）で、同時に4,800 K（4,530 °C）の高温星黒点も観測された。^{[ 6 ] [ 54 ]}      

• 1872年から現在までの地上観測（GPR/DPD）および衛星観測（SOHO/SDO）に基づく太陽黒点データベース。最新データも含まれています。（）
• 太陽活動周期24とVHFオーロラに関するウェブサイト（www.solarcycle24.com）
• ベルギー太陽黒点指数世界データセンター（ 2017年8月3日、 Wayback Machineにアーカイブ済み）
• 高解像度太陽黒点画像
• 高解像度の太陽黒点画像 印象的な太陽黒点画像のコレクション
• NOAAの太陽活動周期の進行状況^{[リンク削除]}：現在の太陽活動周期。
  • 現在の状況：宇宙天気
• ロッキード・マーティン太陽・天体物理学研究所
• Sun|trekウェブサイト 太陽とその地球への影響について、教師と生徒のための教育リソース
• ブラウザに現在の太陽黒点数を表示するツール
  • Propfire – ブラウザのステータスバーに現在の太陽黒点数を表示します
  • HamLinksツールバー – ツールバーに太陽放射束、A指数、K指数のデータを表示します。
• 太陽の最も鮮明な眺め
• 太陽黒点の最新情報と太陽の写真（www.spaceweather.com）
• 太陽黒点の光球に関するアニメーション解説（ 2015年11月16日、ウェイバックマシンにアーカイブ済み）（サウスウェールズ大学）