书城科普宇宙未解之谜(世界未解之谜精编)
17128300000002

第2章 太阳之谜

中心温度高达1600万度的巨大火球

——大小:直径约140万千米,是地球的109倍。

——重量:1.989×10千克,约为地球的33万倍。

——温度:表面温度约6000度,中心温度约1600万度。

——组成:氢:73.46%

氦:24.85%

氧:0.77%

碳:0.29%

其他:0.63%

太阳与地球、月球的最大区别在于它是发光的巨大的气体恒星。

为研究的方便,天文学家把它分成了“里三层”和“外三层”。

太阳内部有“里三层”。从中心向外,依次是核反应区,这里是太阳热能产生的基地。辐射区,太阳能先通过这里传播出去。对流区,太阳能经过这里向太阳表层传播,它们是“输送带”。

太阳外部有“外三层”。

光球。发出明亮耀眼的太阳光,这里是人们平时看到的太阳光辉的圆面。光球并不完美,常有黑斑出现,称为太阳黑子。太阳黑子并不真黑,只是温度比周围光球低点,大约低1500度,以致相对“发黑”。黑子经常成群结队出现,酷似太阳大气涡旋。黑子在太阳上的位置每日在变化,据此,可以知道太阳也在自转,约27天自转一周。黑子变化呈周期性,即黑子数量的多少以大约11年为一个周期。

光球面上也不纯净,布满着米粒般的粒状结构,科学家形象地称它们为“米粒组织”,其实,太阳的“米粒”硕大无比,每个的直径都有1000千米,相当于四川省那么大,“米粒”们紧密相挨,上下翻滚,酷似一锅煮开了的大米粥。

色球。在光球外层,只有用专门的仪器才可观测到这层厚约2000千米、呈玫瑰色的气体,这一层是太阳大气中最为波澜壮阔的。

首先是色球层面,它由无数细小的火舌组成,其宽度约有几百千米,高度可到6000~7000千米。远远望去,像大片燃烧的草原。

其次是色球边缘,常常突然急剧串升一片火舌般的气柱,高度达到几万千米,甚至100多万千米,这就是日珥。日珥可谓千姿百态,有的像脱兔,有的如飞鸟,有的如轻烟浮云,有的状如喷泉飞瀑,这里可以算得上是太阳“名胜”,是太阳上最壮丽的景色。

再有,色球还有耀斑,太阳表面最“惊天动地”的爆发现象。常出现在黑子群上空的色球层中,耀斑来势凶猛,去则迅疾,短短时间里,突然增亮,耀眼一片,同时释放出巨大能量,不亚于几万~几十万个氢弹爆炸的能量。

色球爆发,地球遭殃。

1989年一次超级耀斑爆发,地球上连连作出反应。除了高纬度地区绚丽的极光让人赏心悦目以外,其余的都具破坏性。许多地方电讯突然中断,这是因为地球上的短波无线电波是靠大气中的电离层对它们的反射而传向远方的。耀斑的X射线会使电离层发生剧变,从而导致无线电通讯衰退甚至中断,给通讯部门和军事部门带来不少麻烦。地磁站记录到强烈磁暴。我们知道地球是个大磁体,自由支悬的指南针静止时总是呈南北方向的,耀斑的爆发使地磁场受到干扰,这时的指南针失灵,称为磁爆,甚至连输电网都遭到破坏。如果没有地球大气和地球磁场的双重保护,地球创伤还会更重。

日冕层。只有在日全食中,才能看到一片青白色的日冕光区。日冕层的温度比它的发源地——太阳表面高出许多,有100万度,因此日冕物质不断向外膨胀,把许多沿着太阳磁力线的粒子流不断地喷射到行星际空间,形成著名的太阳风。太阳风风速强劲,平均每秒350千米,最高的可达到每秒1000千米,这股太阳风比地球上记录的最快风速快了500多倍。太阳风每秒带走的物质也惊人的巨大,有1000万吨太阳物质。但太阳始终还是圆形的太阳,这跟烛火原理一样,烛火中的物质不断离开火焰的可见部分,又不断从烛心得到补充。物质不断更新,外形基本不变。我们平时说,“太阳每天都是新的”,看来是与现实相符的。

太阳风使我们免遭宇宙射线袭击。科学家用精密仪器观测,证明太阳风可见的踪迹可飞到太阳以外七千万千米的地方,可以说,太阳风不仅吹拂着最近的水星,还包围金星、地球和火星,实际上可能包括其它行星。即整个太阳系都在太阳大气范围之内,只是越来越稀薄,在太阳系与宇宙空间形成一道屏障,这道无形的屏障对地球作用非同小可,它可以不让颇具杀伤力的宇宙辐射粒子长驱直入,耀武扬威,从而使地球受伤害。那么,太阳风高速粒子流不是同样对地球产生冲击吗?答案是,地球磁场使带电粒子流被迫转向、减速,迫使它们飞向南北两极。再说,太阳风到达地球时密度也有限了,威力不算很大。

而这一切,都是我们看不见摸不着的无声较量。

由此看来,今天有一点是很清楚的,要是没有太阳创造的特别环境,我们在地球上就不能生存,太阳不仅是光和能的赐与者,还是我们免受宇宙射线袭击的保护者。

黑子、耀斑、日珥、太阳光等太阳活动丰富多彩,太阳的“天气”变幻莫测,对地球气象、水文、地震等各方面都有不同程度的影响,因此,越来越多的国家不仅预报地球天气,还重视太阳“天气”的预报,因为两者确实有千丝万缕的联系。

离太阳太远或太近,我们都将毁灭

我们距抬头可见的太阳,足有1.5亿千米。如果一个婴儿乘坐时速200千米的高速列车去太阳,到达时他已经白发苍苍了,因为需要整整86年。

太阳,每天赐给我们光明,并且从很远的地方给我们送来温暖,因为它,地球才充满生机。可以说,太阳是我们生命的源泉。

太阳是银河系里离我们最近的恒星,这颗最近的恒星相距我们1.5亿千米,这样长的距离,如果是时速1400千米的超音速飞机,也要连续飞12年才能到太阳;如果乘坐时速200千米的高速列车,需要花86年时间,也就是说,一个婴儿坐上这趟列车的话,到太阳时也只能安度晚年了;如果是步行,即使日夜兼程,也要走上4000年。光速是很快的,每秒钟30万千米,可以绕地球七周半,但是光从太阳那里照射到地球也需要8分19秒。

如此遥远的太阳,对地球这颗行星来说却是远近适中的;如果近若金星,表面温度灼热惊人,海洋都会蒸发得滴水不剩;如果远如冥王星,只是一片冻僵的世界,无论如何也不可能成为现在的地球,不可能有生命的出现,不可能有生机盎然的世界。

地球每分钟在每平方厘米的土地上能得到太阳输送的2卡路里的热量,对整个地球来说,每分钟太阳放出相当于燃烧4亿吨煤的热量。而这么多的热量,仅仅是地球表面得到的,它只占太阳辐射出去的总能量的二十二亿分之一,即使是这样,这些热量也比全世界的发电量高出好几万倍。在盛夏季节,炽热的太阳还是令人望而生畏,人们会想方设法来避暑。

奥地利物理学家斯特凡总结出辐射和温度的关系,从而得知太阳表面温度达5500摄氏度,太阳中心更可高达1500万摄氏度,真令人难以想像。英国天文学家金斯是这样说明高温的惊人程度的:如果在太阳中心取别针大小的一块放在地球上来,那么站在150千米远的人都不能幸免于难,他会被烧死。

这样炽热的天体简直像团燃烧的火球,然而是什么东西可以旷日持久地燃烧达50亿年呢?据科学家推测,太阳寿命约100亿年,现在正处于中年时期,也就是说太阳光耀地照射了50亿年,并还将一如既往地照耀下去。

巨大的原子反应炉

我们看到的太阳每时每刻都发生着巨大的核爆炸,太阳就像个天然的原子炉,中心的温度和压力极大,氢原子核相互作用,结合成氦原子核,同时发出巨大的光热,这样放出的能量比化学元素燃烧的能量大上100万倍。我们看到的太阳每时每刻都发生着核爆炸,源源不断地向外输送能源,成为所有生命赖以生存的基础。并且,太阳核原料——氢元素丰富,至少还可供应50亿年。太阳能在一定程度上可以说取之不尽,用之不竭,还是免费的且没有污染。

太阳普照大地,不仅带来光和热,同样还让过去的地球获得了非常大的恩泽,其中的有些东西正被现代人所享用,比如煤和石油。煤和石油是地球上主要使用的燃料,它们其实也是间接的太阳能。