宇宙谜团之-太阳“发抖”的奥秘

太阳的内部构造

地震对人类来说是一种巨大的自然灾难，我们在新闻中经常可以看到因地震造成惨重损失和伤亡的报道。地震是由地球内部运动引起的，那么太阳内部更加剧烈的活动是否会造成“日震”，也就是说太阳是否会不定期地出现“抖动”现象呢？

震波来源










太阳内部振动示意图
红色表示日面上升区域， 蓝色为下降区域。

20 世纪60 年代，美国天文学家诺克等科研人员在观察太阳表面气体运动时终于揭开了太阳不断发抖的面纱。他们发现，在太阳表面约有2/3的范围都有纵横约1000～50000 千米，深浅达30千米的气流运动。太阳就像一颗体积巨大的心脏在不停地一胀一缩地脉动。天文学家认为，太阳的抖动是由于内部放射的声波所形成的压力和自身引力共同作用的结果。但由于太阳离地球过于遥远，且能量巨大，天文学家对其内部运动还不能确切认识，只是大致估计。然而，值得关注的是，太阳两极略扁，赤道略有凸起的发现使得科学家推测出太阳核心的快速旋转并且运动速度比外层快近十倍。另外，准确测量太阳的“震波”，分析太阳“发抖”的内在含义，已成为现代太阳物
理研究的一个重要课题。国际上许多天文台也联合起来组成观测网， 从不同的角度对“发抖”的太阳进行长期连续的观测和研究。

太空急流—太阳风









太阳“磁场”模型


太阳的大气层从里向外可分为三层：光球、色球和日冕。光球如同一片望不到头的“燃烧的海洋”，在光球外层是厚约2000千米的色球层，只有专门仪器才可观测到。最外层是日冕，太阳风的
风源就起源于此。日冕没有明确的边界，处于持续不断的膨胀状态。

太阳风的形成










用紫外线拍摄的太阳组合图， 显示它的日冕以及太阳风。

太阳风是日冕向外膨胀的过程中，由许多带电微粒流形成的。这些微粒主要是氢 原子核（即质子）以及少量的氦原子核。太阳风风速强劲，平均每秒350 千米，最高可达每秒1000 千米，它比地球上记录的最快风速还要快500 多倍。科学家用精密仪器观测，发现太阳系都在太阳风的范围之内，这使太阳系与宇宙空间形成了一道屏障。宇宙的辐射粒子在这道屏障作用下威力大大减
少，从而使地球不受伤害。太阳风在地球磁场影响下被迫转向，减速后主要飞向了南北极。

宇宙谜团-太阳有“羽毛”吗？

日食发生时，可看见太阳边缘的“羽毛


太阳是太阳系中是离我们最近的一颗恒星。但我们对它还有很多未知的东西。1997 年3 月9 日，发生在中国北方漠河的日全食，让每一位亲临现场的观众都大开眼界。就在那一瞬间，明亮的天空被一道黑幕合上，太阳被月影完全遮掩。此时，人们惊异地看到“黑太阳”周围一团白色的光圈。而且，在太阳的上下两地区，这层光圈内竟排列着一道道发散状羽毛样的东西。那么，太阳怎么会生出“羽毛”呢？

日冕与极羽












太阳的日冕

这要先从日冕说起。在日全食发生时，平时看不到的太阳大气层就暴露出来了，这就是冕。日冕可以从太阳色球边缘向外延伸到几个太阳半径处，甚至更远。人们曾形容它像神像上的光圈。它比太阳本身更白，外面的部分带有天穹的蓝色。日冕的形状是有变化的。人们通过观察发现，自19 世纪末以来，日冕的形态随太阳黑子活动的周期（约11.2 年）在两个极端的类型之间变化。极衰期的日冕往往在太阳两极表现出一种像刷子上的一簇簇羽毛似的结构，人们叫它“极羽”。一般认为，聚集在太阳极区的日冕等离子气体，由起着侧壁作用的磁场维持其流体静力学平衡，并因此形成极羽。

太阳耀斑










巨大的火舌由太阳表面高高隆起，这就是耀斑。

太阳色球层中运动最剧烈的是耀斑，又叫作色球爆发。用望远镜观察，有时可以发现，在光球层黑子附近会突然出现局部增亮现象，并且在几秒钟内，亮度和面积迅速增大，尔后再慢慢消失。一般将增亮面积超过3亿平方千米的称作耀斑，小于3亿平方千米的称作亚耀斑。耀斑爆发时要
释放出巨大的能量，大耀斑在十几分钟内释放出的能量，相当于100 亿颗百万吨级的氢弹爆炸产
生的能量。

耀斑的产生









太阳日珥，它顺着太阳的磁场方向弯曲，形成壮观的圆拱。

色球层耀斑会产生大量的紫外线、X射线和γ射线辐射，并抛出大量的高能粒子。它们到达地球后，对于地球的影响也是非常明显的。例如，它们扰乱地球磁场，引起磁暴；强烈的辐射破坏地
球电离层，致使短波通讯中断。耀斑是如何产生的呢？一般来说，耀斑能量来自于磁场，是一个巨大的强磁场区域的突然瓦解。然而诱发磁场迅速瓦解的原因是什么呢？科学家提出了几十种关于耀斑的理论模型，为了验证其正确与否，人类对耀斑除进行了地面观测之外，还发射了一些
航天器在太空中进行全面观测。但要最终揭开它的秘密还需要一段时间，世界各国的天文学家们正为此努力工作着。