图1: 2006年11月08日美国SOHO太阳观测卫星    图2: 2004年06月08日下午,金星飞过太阳圆面——拍摄的水星凌日照片                   “这可是人们足足等了122年的天象奇观！”

我们观察水星凌日、金星凌日现象时，因这两大行星绕太阳运动的公转半径都小于地球公转半径，且都围绕太阳在其外层空间运动，这样，在太阳面上我们所看到的图像近似太阳黑子，只不过它们形状更规则、速度更快而已。假如仅凭一张普通照片而非连续性观测，我们很难区别开太阳黑子和水星、金星 。

2、太阳黑子的形成

我们已经了解到太阳光谱中存在大量高温金属谱线，而且太阳黑子消失前的耀斑阶段更是散发出大量的金属谱线，尤其表现出中型金属谱线进一步增强特征，甚至还出现分子吸收光谱 [1  2]，这不仅表明太阳黑子的温度很低，而且也表明这种金属谱线中可能存在大量诸如锆、钼一类高沸点金属成分或夹杂碳化物一类的高沸点物质。

前面我们已经谈到有很多种金属，它们具有较高的沸点。在太阳表面，太阳黑子的温度大约是4000~4500K，按照这个温度点来选择物质，我们发现碳、钨、铼、钼、钽、铪、锇、铌、锆等金属和非金属的沸点都远比太阳黑子温度高；一些已知的化合物如碳化铪（HfC）熔点为4163K，钽铪合金（Ta4HfC5）是已知熔点最高的物质约4488K（4215℃），碳化铌、碳化钨、碳化钽、碳化硅、氮化硅等熔点都很高。这就是说，这些高沸点物质在太阳光球（大约6000K）以外适当位置更容易冷却 ，可由汽态转化为液态的游浮点。

所不同地球高温高沸点物质的是，太阳光球外层高沸点物质存在严重的放射性，其所形成漂浮性液态游滴的成分十分复杂，它们不仅可能存在诸如碳化铪、碳化铌、碳化钨、碳化钽一类的高温化学结合物，而且更是多种液态金属的复杂混合体。这些高温液相混杂体中，不仅可能含有B、C、N、O、Al、Si、S等轻质放射性元素，而且还可能含有大量Ti、V、Fe、Co、Ni、Cr、Cu等中等质量金属放射性元素，尤其可能大量存在Zr、Nb、Mo、Ru、Tc等中等质量高沸点金属元素混合物以及夹杂Hf、Ta、W、Re、Os等更重更高沸点金属放射性元素。

不仅如此，在太阳中各种元素的同位素核素非常丰富，其中也不乏存在大量各种元素的超重核素，尽管这些超重核素容易衰变而具有强烈的放射性，但是半衰期更长的那些超重核素可能具有比该元素稳定原子更高的熔化温度和汽化温度。这些高沸点核素更加重了液态游浮点的数量和分布多样性。

尤其当强调的是，我们已经从太阳光球的吸收谱线中获悉，太阳光球附近存在大量Zr、Nb、Mo、Ru、Tc等中等质量高沸点金属元素，以及Hf、Ta、W、Re、Os等更重更高沸点金属元素，同时也存在包括硼、碳等在内可形成高沸点物质的元素；而且这些物质的谱线基本上在日冕光谱中找不到 [1  4]。这个信息非常重要。它说明，在太阳光球附近存在大量高温物质，它们的存在形式已不具有发射光谱的特性，但具有强烈吸收光谱的能力。倘若这些高沸点物质不是处于低于激发态的能量状态，那么它们就不可能有如此吸收光谱的表征。虽然它们还可能大部分呈气体形态，但这已充分表明他们确实存在一种趋向于冷凝的状态。从这个方面也可以肯定在太阳光球附近确实集中存在大量高沸点金属元素和可形成为高沸点物质的元素。我们知道，太阳黑子正是存在于太阳光球层。

从根本上讲，太阳黑子的数量多少不仅取决于太阳光球外层高沸点金属、非金属物质的种类、密度和分布有直接关系，而且与太阳内部核反应的稳定和剧烈程度直接相关。只有太阳喷发情况下，才可能将太阳内部或至少是光球附近那些高沸点物质携带到较高空间做进一步冷凝，以便实现集腋成裘式的聚集运动，最终过渡到形成高沸点物质聚集成的高温液相团块实体——太阳黑子。这个结论是有充分根据的。

在太阳活动较为平静之时，那些被太阳内部剧烈反应所抛射的物质，存留到太阳光球外层一定高度，一些较高沸点的物质在外层经辐射能量后逐步冷却下来，由汽态转化为液态。这些高沸点液态物质在太阳自转作用下，逐渐将分散的小液滴集结成较大的液滴云团，最终这些液滴云团会汇集成为大体积状态的厚密液相实体。很明显，在这一过程中，那些沸点最高且稳定性极好的物质会首先被冷凝下来，在不断游弋碰撞中结成较大的液相实体核心，并以此带动不断冷凝的次高沸点物质的聚集。这种不断裹缠汇聚趋势，还可能会导致物质聚合中具有某种沸点层次结构。这就是太阳黑子的成因。

太阳黑子是高沸点物质在太阳外在空间冷却后逐步汇集而形成的巨大液相汇聚体，因此，对于高温炙热的太阳来讲，太阳黑子的形成就需要来自太阳物质的组分和太阳的喷发推动。这样，根据太阳喷发物质时形成的高度条件，加之太阳外在空间的物质组分和密度分布，太阳外层物质在冷凝过程中所形成的物质种类就会有很大的不同，甚至有一定的随机性。先于冷却的物质有可能是一些轻元素结合占优的高沸点化合物，混合各种高沸点金属，组成液相巨大汇集体；也有可能是一些多种高沸点金属物质混合体占优，而混杂各种高沸点非金属物质的液相巨大汇集体；还有可能就是几种简单的高沸点金属混合大量碳、硅等元素的液相巨大汇聚体。不过，本文更倾向于太阳黑子为高沸点金属成分占优的组分模式。

诚然，太阳黑子的形成不是一步到位的，需要经历很长时间。太阳一旦进入活动柔缓期，整个太阳外层的物质都会趋向转冷而收缩，太阳外在空间的物质密度分布相对增加，因而太阳黑子更易于大量出现。我们发现，太阳在椭圆形黑子形成以前，总是先于相同位置出现如线状或带状类的不甚明显暗斑，这些暗斑就是高沸点物质组成的液滴云团。这种情况和地球上的积雨云十分相似。

一些科学家已经注意到太阳界面上的那些丝带状态一类的“斑影”——日珥产生的暗条存在周期性，并与太阳黑子22年周期存在极高的谐频性 [18]，但很少有人关注某太阳黑子的形成还同暗条转化有直接相关性。一般来说，高沸点物质容易首先成形于丝带状“斑影”——暗条中。这些丝带状“斑影”所跨纬度较大，极像“云团”一样的投影。实际上，由于组成它们的物质成分非常复杂，他们受太阳自转惯性的控制表现各异，在缓慢飘逸过程中，多数都会发生裂化，尤其是巨大的“液相云团”其内所包含的物质成分更加复杂，因此更加容易分裂并收缩成为几大十分邻近的太阳黑子团，使得我们看太阳黑子总是呈现成对或多个团体汇集一起缓慢运动现象。

不过，我们现在已经很清楚太阳光球之上那些丝带状的“斑影”——暗条，就是太阳爆发所喷发出的物质停留在光球之外空间的日珥，如图3巨大日珥形态。那些来自太阳爆发形成的日珥和暗条，因为在太阳的外高空，暂时远离太阳界面，参与太阳核反应活动的频率较低，也更容易向外太空散射能量，从而逐步冷却下来由汽态转化为液滴。这样，由汽相转化为液相中，在太阳自转惯性的作用下缓慢发育成为液滴集群，直至成为云团结构。这些液滴小团在运动中更会发生碰撞，也正是通过这种碰撞越来越收缩分布范围，改变聚集体的体积，最后以椭圆形太阳黑子出现。

图3：太阳资料图片中右上方可见太阳所形成的巨大日珥

日珥的运动很有特点，它们产生于低纬度区域，却总是逐步向太阳两极飘移。在飘移过程中，日珥会逐渐冷却下来。重的高沸点物质在日珥的下层，轻的次低沸点物质在日珥的上层，因日珥存在同光球面连接的根端，日珥中部顶端的物质就可能会逐步游弋向两端根部；加之日珥本身存在物质分布疏密不一，尤其是日珥中部在其形成时散逸到宇宙中的物质最多而更为呈现疏松，以至于日珥中部发生断裂，从而在日珥的根端或者物质浓密分布区域越渐发生物质汇集收缩运动。日珥两个根端浓积太阳抛射到光球以外的高沸点物质，这可能也是大多数太阳黑子成对出现的原因。当然，巨大的日珥一类太阳抛射物可能会在光球外层发生多重近似断裂性的物质浓积区，以至于会形成多个大小不一的太阳黑子群。我们认为，日珥向太阳两极飘移的运动特性可能是太阳黑子先始出现在较高纬度附近最直接的原因。

随着日珥的向太阳两极运动，靠近赤道的物质运动较快，而靠近两极的物质运动较慢，它自然会不断汇聚大量分散的液相高温浮游团，这些浮游团越聚积越多，以日珥为依托的汇聚体质量不断增长，最终会使得汇聚体发生根本性变化，甚至日珥转变的暗条也会越变越细，愈来愈黑一些。事实上，尽管我们还很不清楚日珥转化为太阳黑子的外在影响和条件，但是，多个太阳黑子团体的分布一般多呈现线状而不是呈现孤立的团状表征，恰恰吻合日珥是太阳黑子发育之源的观点。我们从上面2004年6月8日来自德国的金星临日照片图2中也可见日面上方一组太阳黑子连线十分符合暗条分布特征。当然，这样的特征照片也是很多的。

所以，大小日珥，情态各异，组分各不相同，它们的运动可能就是各类太阳黑子发育之源。巨大的日珥，在太阳更高空间位置，可逐渐冷凝下来的物质就会更多，这样的情景也就有条件产生出巨大的太阳黑子群。

我们已经注意到存在一些暗条引发太阳爆发并出现小型耀斑的事实。这种情况说明暗条转化为太阳黑子的不完全性，也充分证明太阳黑子演绎的太阳爆发和暗条演绎的太阳爆发在机制上完全相同。来自观测数据得出的结论表明，暗条爆发的概率与其黑度成正比关系。越是黑暗的暗条越容易引发暗条消失而导致爆发和耀斑出现。

在大多数暗条消失而导致太阳耀斑出现的事件中，暗条转化中都存在小型太阳黑子形状物体。比如，在2002年7月3日美国大熊湖太阳观测站（BBSO）的局部Hα图像和SOHO卫星携载的迈克尔孙多普勒成像仪（SOHO/MDI）的局部图像 [19]上，都显示了暗条消失的演化过程中存在十分小的太阳黑子形状。这就说明有一些暗条会转化为迅速消失的小型类太阳黑子。之所以存在这种类型，完全是因为所集聚的太阳黑子密度更高、质量更重，以至于形成的小黑子在向太阳赤道漂移中会迅速沉落向太阳内部而迅速被太阳内部高温物质包围、汽化、分解，最终成为太阳内部粒子轰击的对象而参与太阳内部剧烈的核反应活动。

一些太阳暗条引发的太阳爆发和耀斑，更是说明耀斑就是由于高于太阳光球面的空间物质向内运动所形成的。我们对于太阳暗条由日珥所演变的事实是毫不含糊的，而日珥只存在于太阳光球以外的空间，这就说明高于太阳光球面的物质逐步沉落才可能引发太阳爆发和耀斑。比较太阳暗条导致爆发形成的耀斑与太阳黑子消失引发的耀斑，它们在本质上有极其相似的性质，这间接从一个方面否定了太阳黑子始终表现为凹陷磁涡形态的观点。这也说明了太阳黑子分布只会逐步由太阳光球外层而逐步运动向太阳内层，不可能自始至终地凹陷入太阳光球内部。太阳黑子之所以呈显温度低，除了太阳黑子本身属于高沸点物质液相实体之外，厚密的液态实体也完全吸收和遮挡了来自太阳光球所散发的各种粒子和光线。

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