太陽活動之謎
太陽表麵的活動現象非常複雜,也相當豐富多彩。太陽大氣就像汪洋大海,**漾起伏的漣漪微波接連不斷,洶湧澎湃的驚濤駭浪也頻繁出現。
1.太陽黑子
在各種日麵活動現象中,太陽黑於是最基本的,也是最容易發現的。明亮的太陽光球表麵,經常出現一些小黑點,這就是太陽黑子。
我國的古書中有很多關於太陽黑子的記載。
漢初《淮南子。精神訓》中記有“日中有蹲烏”,意思是太陽上麵有一隻三隻腳的烏,這三足烏指的就是黑子。《漢書.五行誌》中對黑子的記載更明確了:“日出黃,有黑氣,大如錢,居日中。”這是得到公認的世界上最早的黑子記錄。
在西方,著名的德國天文學家開普勒(1571~1630年)在1607年時看見了黑子,但他不敢相信太陽上還會有暗黑的斑點而誤認為是水星淩日了。
1611年,意大利物理學家、天文學家伽利略(1564~1642年)使用望遠鏡才確認了太陽黑子的存在。
黑子的大小相差很懸殊,大的直徑可達20萬千米,比地球的直徑還要大得多,小的直徑隻有1000千米。較大的黑子經常是成對出現,並且周圍還常常伴有一群小黑子。
黑子的壽命也很不相同,最短的小黑子壽命隻有兩三個小時,最長的大黑子壽命大約有幾十天。
黑子的數目有時多,有時少。黑子大量出現的期間,叫太陽活動峰年。黑子很少的期間,為太陽活動穀年。兩個峰年之間的周期平均為11年。
太陽黑子看上去是黑的,實際上並不真是黑的,它們也是熾熱明亮的氣體,溫度大約4800攝氏度左右,但比光球溫度6000攝氏度要低多了,所以顯得暗黑了。
太陽黑子究竟是怎麽回事?它們為什麽比光球冷?11年的周期又是如何產生的?有關太陽黑子的奧秘還遠未揭開。
2.日珥
天文學家形容太陽色球層像是“燃燒著的草原”,或說它是“火的海洋”,那上麵許許多多細小的火舌在不停地跳動著,不時還有一束束火柱躥起來很高,這些躥得很高的火柱就叫作“日珥”。
日珥綽約多姿,變化萬千,有的像浮雲,有的像噴泉,有的像籬笆,還有的似圓環、彩虹、拱橋等等,是一種十分美麗壯觀的太陽活動現象。遺憾的是,日珥比光球暗得多,隻有在日全食時或者使用色球望遠鏡才能看到。
日珥的大小也不一樣,一般高約幾萬千米,大大超過了色球層的厚度,因此,日珥主要存在於日冕層當中。通過對日珥光譜的分析和研究,已經知道它們的溫度接近1萬攝氏度。
日珥分為寧靜的,活動的以及爆發的三大類。寧靜日珥可以形狀絲毫不變地在日冕中存在數月之久,這簡直令人不可思議。日冕的溫度高達一二百萬攝氏度,是什麽原因使得日珥能在如此高溫狀態下長期存在呢?爆發的日珥則以每秒700多千米的速度噴發到日冕中去,如此高速,動力又是從哪兒來的呢?日珥這些令人驚異的性質,給天文學家提出了一係列有趣而又艱深的研究課題。
3.耀斑
耀斑是太陽上最強烈,也是對地球影響最大的活動現象。1859年9月1日,有兩位英國天文學家在觀測太陽時,看到一大片新月形的明亮閃光以每秒100多千米的速度掠過黑子群,然後很快消失了。不久以後,電訊中斷。地磁台記錄到強烈的磁暴。這就是人類第一次觀測到的太陽耀斑現象。
耀斑的最大特點是來勢猛、能量大。在短短一二十分鍾內釋放出的能量相當於地球上十萬至百萬次強火山爆發的能量總和。耀斑產生在日冕的低層。耀斑和黑子有著密切的關係,在大的黑子群上麵。很容易出現耀斑。
耀斑對地球有巨大影響,它對地球上的電訊有強烈的幹擾,也對正在太空邀遊的宇航員構成致命的威脅。因此,耀斑受到了天文學家特殊的重視,成為當代太陽研究的主要課題之一。
以上我們給大家介紹了黑子、日珥和耀斑這幾種太陽的主要活動現象。除此之外,太陽的光球上還有密密麻麻的米粒組織和經常出現在日麵邊緣的光斑,色球上還有與光斑相對應的譜斑,日冕中還有暗黑的冕洞等等。太陽表麵的這些活動現象形式不同,特點各異,但是它們有一個重要的相同之處,那就是共同遵守一個11年一周期的漲落規律,在太陽活動峰年,各種活動現象十分激烈,到穀年,它們都比較平靜。
太陽活動11年的變化周期,是300多年以前由德國的藥劑師施瓦布發現的。施瓦布是一位十分勤奮的天文愛好者,他通過對太陽黑子的長期觀測發現了這一變化規律。然而這11年的周期又是怎麽形成的呢?目前這也是一個未解之謎。
太陽會消失嗎?
萬物生長靠太陽,太陽是人類生命的源泉。沒有太陽就不會有人類,這是人類的共識。科學家說太陽還能照耀50億年。50億年之後呢?如果沒有太陽,人類還會存在嗎?難道太陽熄滅就是人類的末日嗎?我們想,那時就要看那時人類的生存智慧了。
太陽,每天賜給我們光明,並且從很遠的地方給我們送來溫暖。因為有了它,地球才充滿生機。可以說,太陽是我們生命的源泉。
太陽是銀河係裏離我們最近的恒星,這顆最近的恒星相距我們1.5億千米,這樣長的距離,如果是時速1400千米的超音速飛機,也要連續飛12年才能到達;如果乘坐時速200千米的高速列車,需要花86年時間。也就是說,一個嬰兒坐上這趟列車的話,到達太陽時也隻能安度晚年了;如果是步行,即使日夜兼程,也要走上4000年。光速是很快的,每秒即30萬千米,可以繞地球七周半,但是光從太陽那裏照射到地球也需要8分19秒。
如此遙遠的太陽,對地球這顆行星來說卻是近遠適中的。如果近若金星,表麵溫度灼熱驚人,海洋都會蒸發得滴水不剩;如果遠如冥王星,隻是一片凍僵的世界,無論如何也不可能成為現在的地球,不可能有生命的出現,不可能有生機盎然的世界。
地球每分鍾在每平方厘米的土地上能得到太陽輸送的2卡路裏的熱量,對整個地球來說,每分鍾太陽放出相當於燃燒四億噸煤的熱量。而這麽多的熱量,僅僅是地球表麵得到的,它隻占太陽輻射出的總能量的22億分之一,即使是這樣,這些熱量也比世界的發電量高出好幾萬倍。在盛夏季節,熾熱的太陽還是令人望而生畏,人們會想方設法來避暑。
奧地利物理學家斯特凡總結出輻射和溫度的關係,從而得知太陽表麵溫度達5500攝氏度,太陽中心可高達1500萬攝氏度,真令人難以想象。英國天文學家金斯是這樣說明高溫的驚人程度的:如果在太陽中心取別針大小的一塊放在地球上來,那麽站在地球150千米遠的人都不能幸免於難,他會被燒死。
這樣熾熱的天體簡直像團燃燒的火球,然而是什麽東西可以曠日持久地燃燒達50億年呢?據科學家推測,太陽壽命約100億年,現在正處於中年時期,也就是說太陽光耀地照射了50億年,並還將一如既往地照耀50億年。