木星－－太阳的相互位置以及与黑子的关系－－资料大全

lhkcc58 · 发表于 2011-5-21 19:15

关于太阳黑子及日～木互作行为2011-01-12 21:451.若日～木的共同质心在太阳的内部，则日球的质心绕之周转（木星亦然）。

2.故共同质心处最热，日心次之，“共心”的镜像点处又次之。

3.所以，最热点会在其上的太阳表面形成亮点（即太阳耀斑）；反之，最冷点会形成黑点，即“太阳黑子”，其周期约11年。

4.按理，木星的周期应与之大致相同。

5.相应的数据是：A.太阳黑子的活动周期为11.2年；B.木星为4332.589天，约合11.86年。

6.计算：[ T差 = T黑 - T木 = 11.2 - 11.86 = -0.66（年）]

7.注意，这里计算出的“负值”是啥意思呢？就是相当于----气象卫星在积雨云达到目标上空前----提前观察到、预报。

8.还有，地球绕太阳公转的周期为1年，但为啥不能够每年都看到“太阳黑子”呢？因为“太阳黑子”出现的最佳时机是----木星处于远日点。

9.计算出现的“负值”的意思还在于----木星处于“远日点”之前，“太阳黑子”就可以出现，并逐渐增加、变大，最盛，逐渐减少、变小，最后消失----故可提前观察到。

10.提前半年（0.5年）多观察到“太阳黑子”，主要的（即0.5年的）是，它是出现在与日～木“射线”方向相反的那边的太阳表面。而剩下的0.16年的提前量，才是“太阳同步卫星”的“观点效应”。

lhkcc58 · 发表于 2011-5-21 19:22

木星是太阳系里质量和体积最大的行星，与太阳平均距离5.2天文单位，质量相当于地球质量的318倍，是太阳系所有其他行星总质量的2.5倍。在望远镜里看木星，可以观测到表面有许多明暗交错的与赤道平行的彩色云带。亮带称为区，为气流上升的区域，一般呈白色或浅黄色；暗带称为带，是气流下降的区域，一般呈暗红色。木星的大气层相当紊乱，表明它有内部的热源，不像地球只从太阳处获取热量。

大红斑是木星表面一个引人注目的现象，大约位于木星南半球20度的区域，呈椭圆形，可以容纳两三个地球。自从17世纪中叶发现以来，它的形状几乎没有什么改变；只是有些年份，变得显眼和色彩艳丽，在其他时间，显得暗淡，只略微带红，有时只有红斑的轮廓，但它却从来没有完全消失过。

大红斑的橙红色一直使人困惑不解。有人认为是大红斑中上升气流形成的云中放电现象。为此，美国马里兰大学的一位名叫波南贝罗麦的博士做了一个有趣的实验。他在一只长颈瓶中放上木星大气中存在的一些气体，如甲烷、氨、氢等，对这些气体施加电火花作用，结果发现原先无色的气体变成云状物，一种淡红色的物质沉淀在瓶壁上。这个实验为人们提供了某种启示，相当一部分天文学家认为，磷化物可以说明大红斑的颜色。

木星.png

1979年，美国“旅行者”1号飞船飞临木星上空，试图揭开大红斑的奥妙。从飞船拍摄的照片看，大红斑很象一个巨大的旋涡，可能是木星表面的“飓风带”。它以逆时针方向旋转，大约6天转动一周。但是，令人难以理解的是，要维持如此巨大而经久不衰的旋涡，必须有一个巨大而稳定的能量来源。大红斑究竟是什么，至今仍然是个谜。

参照太阳黑子的形成机制，本文认为，大红斑是木星的卫星在木星表面引起气体旋涡，它的形成与太阳黑子和超米粒组织的形成过程相类似。

木星是太阳系自转最快的行星，自转周期近10小时，而木星的四颗大质量卫星——伽利略卫星的公转周期至少在1天以上，根据角动量传输原理，木星将向其卫星传输角动量，因而木星表面流动的物质处在减速运动状态。在伽利略卫星引力场作用下，木星表面将形成两种旋涡。若卫星的引力作用点（木星与卫星的质心连线）在北半球，那么在北半球将形成顺时针的上旋旋涡，和逆时针的下旋旋涡。若卫星的引力作用点在南半球，那么在南半球将形成逆时针的上旋漩涡，和顺时针的下旋漩涡。

观测表明，木星上的斑状结构在北半球作顺时针方向旋转，在南半球作逆时针旋转。气流从中心缓慢地涌出，然后在边缘沉降，遂形成椭圆形状，一般持续几个月或几年。

不难看出，在卫星引力场的作用下，木星表面发生着与太阳类似的涡旋运动，其中出现在南半球的逆时针的上旋旋涡，就是我们所看到的大红斑。由于大红斑是一种上升涡旋，盘升到木星上空的是来自木星内部的高温物质，因此整个旋涡呈现为红色。就是说，大红斑不是什么有机化合物和复杂的无机聚合物，它的颜色是物质高温的一种表现，否则这种有色物质将感染周围环境，出现类似的颜色。大红斑的形成机制与太阳上的超米粒组织相同。

按照旋转质量场磁效应理论推测，大红斑应该具有磁场。根据左手定则判定，大红斑磁场极性为S极。当然，如果大红斑出现在北半球，那么磁场极性就是相反的。如1972年，地面观测发现木星的北半球上出现一个小红斑，18个月以后“先驱者10号”到达木星时，发现其形状和大小几乎同大红斑相似，根据左手定则判定，这个大红斑的磁场极性应为N极。

由大红斑的形成机制可知，维持旋涡的能量来自木星卫星的引力作用。比较而言，木星的四颗伽利略卫星质量最大，除去距离较远引力效应相对较弱的木卫四以外，对木星最有影响的应该是木卫一、木卫二、木卫三。这三颗卫星的公转周期分别为1.7日、3.5日、7日，公共周期为7日。大红斑就像冰上旋转的陀螺，卫星的引力牵引周期性地为其加速，注入动力。三颗卫星的公转周期为7日，减去木星的自转周期10小时，余下的6日正是大红斑的旋转周期。

在太阳的日面活动中，除了超米粒组织外，还有黑子；因此，在木星上应该存在着类似太阳黑子的下旋的黑色旋涡。通过观察飞船拍摄的木星照片，可以看到在大红斑的西侧，确实有一个规模较小的暗黑斑点，它应该就是我们所推测的下旋旋涡，其旋转方向与大红斑相反。

太阳系中的土星、天王星、海王星，有着与木星相类似的物质构成，因此在这些类木行星表面，也一定存在着类似大红斑的斑点，它们都是卫星引力的杰作。

lhkcc58 · 发表于 2011-5-21 19:29

『科幻奥秘』[原创]太阳黑子活动真相访问数：818 回复数：2楼主回复作者：lwlz5249 发表日期：2010-7-12 9:44:32　　有关太阳黑子的成因，一直以来是个难解的谜团。
　　人们在以往的天文观测中，已对太阳黑子做了较深入的研究，并且取得了较多的科学成果，我们通过这些资料进行细致分析，就可揭开太阳黑子形成真相。现在已知太阳黑子活动规律周期为11年，黑子呈蝴蝶形状群体活动，黑子区域内的温度比太阳表面的温度低1～2千度，黑子的寿命分别为几秒钟到几个月的时间。在太阳黑子过后会有耀斑暴发活动出现，有时黑子内会有闪光点出现。
　　有人说太阳黑子“是太阳表面上刮起来的风暴，是一个个巨大的、成旋涡状的炽热气流”。然而太阳表面的温度高达6千多度，太阳中心的温度更是高达1500万度。在这样高的温度下太阳内部根本就不会有低温物质存在的。果真如此的话，那么这个呈“旋涡状的炽热气流”的温度还要高出6千度，绝不会呈现暗黑色。在太阳表面出现暗黑色的低温区而且温度低了1一2千度的情况下，只有一个可能，那就是外来天体飞临太阳并陨落，以及在陨落后发生爆炸在太阳上空形成稠密物质云团。
　　大量的观测资料表明，太阳黑子的出现符合天体撞击特征。从过程来看，人们首先观测到的是在太阳光球层表面发现黑色斑点，而这些斑点是由外来天体的遮挡作用形成的。在太阳黑子消失后就会发生太阳耀斑，而耀斑的形成是由外来天体在陨落过程中发生爆炸引起的。从太阳耀斑爆炸图像可以看出，它们都呈盘状，都是从中心点向四周放射的现象。这些都可以说明，太阳黑子所引发的耀斑暴发，确实是由爆炸引起的。因太阳黑子在爆炸时，它有10万亿吨TNT炸药爆炸的威力，这种巨大爆炸威力把太阳部分物质喷射到太阳光球层的上空，即在168000千米的高度，24800千米的宽度之内形成一个巨大的物质云团，从而遮挡住太阳光线的辐射而二次形成“太阳黑子”。
　　从形态上看，太阳黑子往往成群出现并呈线状特征，说明这些天体在陨落于太阳之前，已遭受过其它天体的撞击并形成碎片。
　　从时间上看，太阳黑子活动规律严格按周期出现，即每11年出现一次。
　　我们知道，太阳系内各行星都有其公转周期。在公转过程中都有其近日点和远日点，也就是说各行星都是按椭圆轨道运行的，在运行过程中，各行星间难免有碰撞现象。从资料中可以了解到，各行星的公转周期与太阳黑子活动周期相接近的只有木星，这在一定程度上说明太阳黑子的出现一定与木星处在椭圆轨道的近日点上有关。木星处在近日点上，与小行星带相距最近，又因木星有众多的卫星，这在一定意义上说木星的直径加大了，与小行星的撞击几率增加了……
　　

lhkcc58 · 发表于 2011-5-21 20:15

從太陽吹出來的高能量帶電粒子。
太陽常數 (Solar Constant)  太陽常數 = 抵達地球表面的太陽能量 ~1360 J/m2s。太陽常數改變 1%，地球溫度便可能改變 1-2°C。太陽常數的變動可導致地球氣候長期改變 (例如冰河時期)，而太陽活動異常低潮的期間，太陽常數遞減 (例如蒙德極小期)。
太陽黑子 (Sunspots)


太陽表面上較冷和陰暗的區域。一般成群出現。太陽黑子由本影 (umbra) 及圍繞著它的半影 (penumbra) 兩部份構成。本影比半影的溫度低 (~4,000K)，因此較暗。在黑子的範圍內，磁場非常強大，約為地球磁場平均值的一千倍。強大磁場抑制氣體的對流，使熱氣體的對流受阻，形成較冷的區域。像磁鐵一樣，一群黑子分成南北兩極。南、北半球黑子對的磁極方向相反。

lhkcc58 · 发表于 2011-5-21 20:16

太陽黑子週期 (sunspot cycle) 黑子數目的變化週期約為11年 (上一次高峰期約在 1990 年)。週期之初，黑子群在較高的緯度出現，隨後逐漸移近赤道，整體的黑子磁極方向每週期對調一次 (例如﹕N S R S N)。某些特殊時期內 (例如蒙德極小期 (Maunder Minimum，1645-1715)) ，太陽表面幾乎完全沒有黑子。太陽黑子週期亦是太陽活動(solar activity) 週期。當達到高峰期時，會出現更多黑子、日珥及耀斑。

lhkcc58 · 发表于 2011-5-21 20:18

木星 (Jupiter)

木星檔案太陽系中最大的行星，由內而外排第五位。它擁有暗且薄、由細小粒子組成的光環，也擁有至少六十三顆衛星。木星的急速自轉 (週期約為10小時) 使它變得扁平。複雜的天氣現象造成色彩絢麗的暗帶紋 (dark belts) 與亮帶 (light zones)，著名的大紅斑 (Great Red Spot) 是一個維持了超過 300 年的巨大氣旋。內在壓力非常強大，氫氣被壓縮成金屬液態氫 (liquid metallic hydrogen) - 一種十分好的導電體。導電物料的急速旋動產生強大的磁場 (約為地球的 100 倍)，把繞著行星的帶電粒子困在一層薄薄的電流片 (current sheet) 上。

lhkcc58 · 发表于 2011-5-21 21:00

徐万民－－太阳黑子
摘要
关于太阳黑子的形成，本文提出一种假说认为，太阳黑子是行星引力场在太阳表面引起的气体旋涡，黑子活动周期是由行星公转周期决定的。本假说在揭示了黑子结构基础上，解释了黑子的低温现象，及耀斑出现在黑子群上空的原因；并且结合磁场形成机制，对黑子的磁场转换现象进行了探讨。

关键词：行星引力效应，气体旋涡，耀斑—超米粒组织，磁极转换；

太阳黑子，太阳光球层上出现的黑斑，是一种最基本、最显著的日面活动现象。当大黑子群出现时，在清晨或黄昏用肉眼能直接看见。

在中国古代文献中，留下了许多太阳黑子的观测记录。据《汉书•五行志》记载：“河平元年，三月己未，日出黄，有黑气，大如钱，居日中。”这是被公认为世界上最早的有关太阳黑子的记录。在欧洲的天文观测史上，人们也很早就注意到了太阳黑子现象。1607年，著名天文学家开普勒在日面上发现了黑子，但他不敢相信太阳上还会有暗黑的斑点，竟误以为是金星凌日，因而错过了一次绝好的发现机会。直到1611年，伽利略在望远镜中观测到了太阳黑子，才打破了教会宣扬的“太阳是完美无缺、白玉无暇”的神话。

一、黑子形成之谜

太阳黑子是太阳活动的主要标志之一，系统的太阳黑子观测从十七世纪初期就开始了。一百多年来，太阳物理学家们一直在孜孜不倦地钻研着黑子的本质问题。现在弄明白了，黑子并不真是黑的，它们也是炽热明亮的气体，温度大致有4000多摄氏度，只是因为它比周围光球温度低1—2千摄氏度，因而在明亮背景的衬托下，温度低的区域显得暗黑了。

黑子是怎样形成的呢？这是学术界一直在探讨的问题。1941年，德国天文学家比尔曼创立了磁场抑制对流理论，他认为黑子的强磁场使来自对流层的热量传送不到黑子里面去，因此黑子变冷了。这一假说利用了黑子的强磁场特性，解释了黑子低温的原因。这个学说问世之后曾风靡一时，但后来却暴露出许多破绽。如果黑子里面没有对流，也就不会有米粒组织，但实际情况并非如此，更何况被磁场抑制的对流所输送的能量又到哪里去了呢？

针对比尔曼学说的理论疑难，美国的帕克教授提出了与之相对立的一种观点，认为黑子低温是由磁场引起的，但磁场没有抑制，而是促进了能量的传输。黑子强磁场把大部分热流转换成磁流体波，它们沿磁力线跑掉了。这一学说虽然部分解释了黑子现象，但有关黑子形成的内在问题并没有说清楚。

人们关于太阳黑子的最大疑问，莫过于它的活动周期了。太阳黑子十一年的活动周期是19世纪40年代发现的，此后一直被认为是太阳活动的基本周期。

结合黑子的活动周期，美国天文学家巴布科克提出一种假说认为，太阳有普遍的磁场，而磁力线埋在光球下面不深的地方。赤道附近自转较快，“冻结”在那个区域的磁力线就紧紧地缠绕起来。由北极出发伸向南极的磁力线绕太阳转了许多圈，愈近赤道，绕的圈子愈多。那里的磁场不稳定，磁力线一旦冒出日面，就构成黑子。随着时间推移，黑子磁场扩散，原来的普遍磁场被中和掉了，接着出现极性相反的普遍磁场，于是产生了太阳黑子活动的周期性变化。

巴布科克假说在一定程度上较好地说明了黑子群出现的区域特征。人们在对黑子的长期观测中发现，黑子在日面上的活动范围具有一定的局限性，它们大部分出现在日面南北半球纬度5°— 25°之间，赤道附近和高纬度区黑子很少。除赤道外，黑子的爆发区域，正是理论上预计的最容易冒出磁力线的地方。

但是，这一理论模型却存在着一个致命缺陷，按照巴布科克的观点，黑子应该最先在赤道一带形成，然后向高纬度区扩散。而实际情况却是赤道附近几乎没有黑子活动，在一个活动周期开始的时候，黑子往往在纬度高处（约±30°）出现，之后逐渐转移到±15°，最后结束于低纬度区。如果把南北两半球的黑子按时间序列画出来，就可以得到一幅美丽的“蝴蝶图”，黑子的移动轨迹与理论预计的正好相反。由此可见，巴布科克假说无法成立。

总之，现代天文学界在黑子的形成问题上，倾向于认为太阳磁场是形成黑子的关键因素。但至今尚没有一种模型，能够对黑子的形成过程做出合理阐述。

二、黑子——太阳表面的气体旋涡

关于黑子的形成问题，本文提出一种假说，认为太阳黑子的形成原因，不在于太阳内部，而是源于太阳外部，太阳黑子的本质是行星引力场在太阳表面引起的气体旋涡。

我们知道，行星围绕太阳运动轨迹是一条椭圆形曲线，在每个公转周期内，行星都要在近日点接近太阳一次；因此行星的引力作用将周期性地对太阳表层气体产生扰动，产生类似地球上的潮汐效应。

当行星运行到近日点时，引力作用达到极大值。处在中纬度区的气体，在行星引力作用下，将产生向低纬度区运动趋势。这些流动的气体在纬度30°区附近汇集，进而形成了一定规模的旋涡，这就是太阳黑子。

天文学家们在观测中发现，太阳黑子确实呈现出涡旋式的结构特征。太阳黑子是由较暗的核 [本影] 和围绕它的较亮部分 [半影] 构成的，形状象一个浅碟，中间凹陷约500公里，中间温度低，四周温度高。在对黑子进行高分辨率观测中发现，黑子内存在着精细结构，表现为黑子内磁力线随深度有很强的扭转和旋涡结构。

旋涡状结构是导致黑子降温直接原因。由于形成黑子的气体旋涡是一种下旋旋涡，太阳表层气体由上向下旋转，物质向太阳深层流动，因而降低了太阳内对流层对外的热量传输，所以该区域相对呈现出暗黑色。

美国斯坦福大学汉森实验物理实验室的一个研究小组，根据欧洲航天局的太阳与日光层观测卫星(SOHO)上的迈克尔逊—多普勒成像仪的数据，首次绘制出了太阳黑子内部的细节图像。

他们在对1998年的一个大型太阳黑子的研究中发现，在这个太阳黑子的下层存在一股向太阳内部方向运动的等离子体流。这一等离子体流先以较慢的速度运动，当到达距表面4800公里处时，运动的速度突然加快。

科学家们说，向下的等离子体流减少了太阳在黑子区域释放的热量，这可以用来解释为什么太阳黑子比太阳光球层其它区域的温度低。

由于形成黑子的气体旋涡直接深入到太阳内部，如同在太阳表面开凿出了一个洞穴，气体旋涡中心的压力相对较低，因此太阳内部的高温等离子体会在黑子磁场控制下，不时地从旋涡中心跑出来，这时就会出现本影闪耀或米粒组织。而有些大黑子的气体旋涡已延伸到对流层，对流层内的高温高压离子体，就会沿着旋涡中心空洞直接喷发出来，这时发生的就是耀斑爆发。从色球层上喷发出来的炽热气体，在数十秒钟到一二十分钟内所释放出来的能量，相当于太阳在一秒钟内辐射出来的总能量，所以人们又把它称之为色球爆发或太阳爆发。由此不难理解，耀斑以及一系列太阳活动现象，大都发生在黑子群上空的原因。

与黑子相伴生的还有另一种日面活动——超米粒组织。当日面上的某一区域随着太阳自转渐渐背向行星时，行星的引潮力将使该区域的气体产生由低纬度区向高纬度区的流动趋势，这时就会形成一股上升的气体旋涡。它像地球上的龙卷风一样，物质向上盘升，蕴藏在太阳内部的热能被直接释放出来，使日面局部区域的温度急剧升高，它就是超米粒组织。

观测显示，超米粒组织直径一般在3万公里左右，中心区域气体有上浮现象，边缘具有较强的磁场。理论上推断，它的形成过程和运动轨迹与黑子正好相反。

黑子的活动周期是由行星公转周期决定的，黑子的大小和数量与行星的引力效应成正比。木星是太阳系中最大的行星，质量是其他所有行星质量的2.5倍，不言而喻，日面上的大黑子是由木星引起的，而像金星、地球和其他行星，只能引发较小的黑子。黑子出现的峰值与行星的公转周期相对应，木星的公转周期为11.86年，这正接近于太阳黑子的基本活动周期。

另外，天文学家在长期的观测中发现，黑子活动还存在着一个80年左右的周期，被称为世纪周期。这一周期的形成应该与行星的公共周期有关。不难想象，当九大行星汇聚在一起的时候，势必引发大规模的黑子爆发。1982年太阳系行星发生九星联珠时，太阳黑子明显增多就证明了这一点。

三、黑子的磁场及磁极转换

黑子最主要的物理特性，就是它具有很强的磁场，强度可达三、四千高斯，比日面其他地方的磁场高出许多倍。那么，黑子的磁场是怎样形成的呢？

按照笔者提出的磁场形成假说（详见《地球磁场的起源》一文），所谓磁现象是旋转质量场产生的一种力学效应，同方向旋转的质量场相互吸引，逆方向旋转的质量场相互排斥；磁场的磁极方向（N极）由左手定则判定。

因此，任何旋转的物体都将产生磁场，包括旋转的星系、自转的星球和带有自旋的基本粒子。当然，各种物质旋涡也不例外，太阳黑子的磁场就是太阳表层气体在旋转过程中形成的。黑子的磁场体现了它的结构特征，与黑子的低温现象无关。

太阳黑子的活动周期与其磁场是有内在联系的。1919年，美国天文学家海耳指出，黑子具有22年磁极周期转换现象。

一个黑子群往往含有两个较大的黑子，它们正好配成一对，在日面上一前一后随太阳自转移动。前面的称为前导黑子，后面的称为后随黑子。在观测中海耳发现，当太阳北半球的前导黑子磁场为S极时，后随黑子的磁场则为N极，而且整个北半球上黑子的磁性都是如此。与此同时，南半球上的前导黑子磁场为N极，后随黑子磁场为S极。这种现象在同一个黑子周期内保持不变。然而，经过两个太阳活动周期（约22年），就会出现一次变化，南北半球黑子的磁场极性发生对换。北半球的前导黑子由原来的S极转换为N极，后随黑子则由原来的N极转换为S极。南半球发生的情况正好与之相反，前导黑子由原来的N极转换为S极，后随黑子则由原来的S极转换为N极。

再经过22年，黑子磁场的极性又会发生一次转换，即恢复到原来的样子。这就是黑子磁极周期转换现象。太阳黑子的22年活动周期，又称磁极转换周期。

黑子磁极的周期性转换现象说明，形成黑子的气体旋涡存在着两种方向的旋转，且在周期地改变着方向。下面就让我们对黑子磁极的转换过程进行探讨。

按照角动量传输原理，在太阳与行星之间发生着角动量转换。由于每个行星的公转周期都大于太阳的自转周期，太阳的自转角速度大于行星的公转角速度，所以太阳将向行星传输角动量，太阳自转角动量因此而减小。又因为太阳是一个气态星体，物质间相互作用较弱，且太阳系行星总质量只是太阳质量的0.2%，所以行星引力场的逆向牵引不足以影响整个太阳的自转，只能使太阳表面对流层以上的物质进入了减速状态。因而，在行星引力场的作用下，太阳表层物质与深层物质的自转出现了不同步性。

对太阳本身来说，不同层面的物质自转出现了不同步性，它们之间将进一步发生角动量转移。其结果是表层物质源源不断地从深层物质处获取角动量，自转又由减速状态渐渐转入加速状态。

就是说，太阳表层物质在与行星的角动量传输过程中，失去角动量，进入了减速状态；而在与深层物质的角动量传输过程中，又获得了角动量，由减速运动转入加速运动。不难看出，太阳表层物质实则处在一种摆动式运动状态。

天文学家在对太阳脉动的研究中发现，在太阳内部光球下面一万公里的对流层，自转情况和表面差不多；再往深处五千公里处，自转速度明显地比表面快。这一现象说明，太阳表层物质与深层物质的自转并不同步，与角动量传输理论推测相符。

在太阳与行星的角动量转换过程中，太阳表面物质的减速运动将形成一股逆向的物质流。经过一个行星公转周期，物质流的逆向速度将达到极大值。进入第二个行星公转周期，由于太阳不同层面物质自转速度出现差异，深层物质的角动量传输作用开始显现出来，逆向运动物质流的速度处于减速状态。在本周期结束时，物质流的逆向速度减至为零。进入第三个行星公转周期，太阳深层物质的角动量传输继续发挥作用，它将使太阳表层物质运动速度不断加快，进而形成一股正向的物质流，在本周期结束时，物质流的运动速度将达到极大值。进入第四个行星公转周期，由于太阳表层物质的自转速度大于深层物质的自转速度，表层物质开始向深层物质传输角动量，因而物质流处于减速运动状态。在本周期结束时，正向物质流的运动速度减至为零。太阳表层物质的摆式运动由此完成了一次周期性循环。

简言之，太阳表层物质运动的振荡周期，是由四个行星公转周期组成的。在前两个周期，太阳表层物质处在减速运动状态，形成的是一股逆向物质流，运动方向与太阳的自转方向相反。在后两个周期，太阳表层物质处在加速运动状态，形成的是一股正向物质流，运动速度超过太阳内核的自转速度。在太阳系的行星中，以木星质量最大，占行星总质量的70%以上，因此木星十一年的公转周期即可视同太阳系行星的公转周期。就是说，太阳表层物质的运动方向，每二十二年掉转一次。

太阳表层物质的变速运动，将形成两种气体涡旋。当太阳表层物质处在减速运动状态时，在行星近日点引力的作用下，北半球气体首先形成了顺时针旋转的环流，进而在环流中心形成了许多顺时针旋涡。此时，环流北侧边缘的气体运动方向已发生了掉转，与太阳的自转方向相同，因此在环流北侧纬度稍高的区域，又形成了许多次级逆时针旋涡。南半球的情况与北半球正好相反，它首先形成的是逆时针旋涡；之后，在环流的南侧又形成了许多次级顺时针旋涡。

先形成的气体旋涡在日面30°区附近汇集，形成了第一批黑子，它就是前导黑子。根据左手定则判定，北半球的前导黑子的磁场极性为N极，南半球的前导黑子的磁场极性为S极。前导黑子形成不久，次级旋涡随后而至，于是产生了磁场极性相反的后随黑子。

经过两个木星公转周期，太阳表层物质转入加速运动状态。同样道理，在北半球首先形成了许多逆时针旋涡，南半球形成了许多顺时针旋涡；之后，在相邻的偏高纬度区又形成了许多反向的次级旋涡。先形成的旋涡在纬度30°区附近汇集，形成了第一批黑子，即前导黑子。根据左手定则判定，北半球的前导黑子磁场极性为S极，南半球的前导黑子磁场极性为N极。稍后，在南北半球各形成了磁场极性相反的后随黑子。

太阳表层物质摆式运动的振荡周期是由四个木星公转周期组成的，每两个周期（22年）运动方向改变一次，黑子磁场方向随之发生转换，因此，由两个木星公转周期（ 22年）组成了黑子活动的基本周期。以上就是黑子磁极转换的发生过程。

太阳黑子活动规律并不是一成不变的，英国天文学家蒙德尔指出，从公元1645年至1715年这70年间，太阳活动的平均水平特别低，极少出现黑子。天文学上把这段时间命名为“蒙德尔极小期”。美国天文学家艾迪根据收集到的证据进一步指出，在近7500年来，太阳活动的水平并不是相同的，而是经过了一系列的极小期和极大期，蒙德尔极小期只是其中最有名的一个，它至少发生过8 — 10次。

蒙德尔极小期和极大期的出现表明，在过去的一万年间，太阳表面的气体运动或行星公转曾发生过某种变化。对蒙德尔极小期和极大期的一种可能解释是，在一段时期，太阳表面气体的周期性振荡转为匀速运动，无法形成气体涡旋，太阳活动由此进入了低谷期