太阳秘密

太阳秘密
太阳秘密

太阳秘密
在1989年春天一个宁静的夜晚,美国亚利桑那州基特峰国家天文台天文学家阿弗拉正在悠闲散步.突然,他发现一片红光出现在夜空之中.最初他还以为是森林大火映红了天,刹那间,满天红色又变成绿色的北极光,就像一块巨大的幕布悬挂在天上,甚至能看到这块"幕布"下面还有流苏呢!
能源之源
阿弗拉看到的情景原来是太阳玩的把戏.太阳距离地球大约1.5亿公里,它的直径约为140万公里,大小约为地球的333000倍.在这个巨大的星球的组成成分中,氢占了绝大部分,约为72%,氦占27%,1%是其他物质.
太阳核心的温度高达1500万摄氏度,每秒钟有6亿吨的氢在那里被聚变成氦,然后被送到太阳表面.太阳表面又叫光流层,那里的温度较低,只有5500~C.太阳是悬浮在空中的天然核反应堆,它通过核聚变释放出惊人的能量.这些能量造成太阳上的风暴,能量的一部分被高速粒子带到太空之中.当风暴吹向地球的时候,地球磁场由于受到它们的干扰而变成泪球的形状.
来自太阳表面的能量还以可见光、紫外线和X射线的形式向地球辐射,它们的力量足以穿透地球的大气层,其功率竟高达100万千瓦!也就是说,地球上每平方米都受到1.35千瓦来自太阳的辐射,科学家把这个数字称为太阳常数.
有了太阳能,植物赖以生长的光合作用才能进行；也正是这种太阳能储存在已经变成矿物燃料的古生物中,为我们提供了煤和石油.阳光给地球送来了热量,促使大气循环、海水蒸发,形成云和雨.在大气层中,太阳能撞击2个氧原子组成的臭氧分子,使它们变成由3个氧原子组成的臭氧分子.臭氧层挡住了来自太阳的大部分紫外线,那一小部分透过臭氧层的紫外线,虽能使爱健美的人晒得黝黑,但若照射的时间过长,却会诱发皮肤癌.
阳光是地球最可靠的热源,35亿年以来,它使地球温度的变化范围很小.这对维持生命的存在是十分必要的,因为来自太阳的能量无论变多了还是变少了,都会对我们居住的行星产生深刻的影响.
奉若神明
在人类历史长河中,太阳被尊崇如神,因为它给地球带来光明和生命.闻名于世的埃及吉萨地区的金字塔,每当春分这一天,它们的一个底边刚好指向太阳升起的地方.太阳享受的尊敬不仅来自古埃及人,太阳神阿波罗的大名直到今天还被用到宇宙飞行器的命名上.
多少世纪过去了,很少有自然现象能像日食那样引起人们既恐惧、又崇敬的心理.古时,中国人每逢日食便燃放爆竹、敲打铜锣,恐吓驱赶吞吃太阳的妖精.在马克·吐温的笔下,日食却救了一个康涅狄格的美国佬.那个人知道要发生日全食,于是趁太阳消失之机,从阿瑟王的骑士手中逃了出来,逃脱了被烧死在火刑柱上的厄运.至于当今美国众多的天文爱好者,更是富有大无畏的精神.他们乘飞机、坐轮船、开汽车,从爪哇到西伯利亚,从欧洲到非洲,哪儿出现日全食就涌向哪儿.
人类对于太阳的观测已有几千年的历史,然而至今太阳的许多秘密仍未被揭开.天体物理学家对太阳的测量结果与理论模型之间存在着的很多不相容性提出了质疑.人类将借助于未来的宇宙探测器去解开一些太阳之谜.
透过天文望远镜,人们可以看到太阳的表面是一片色彩多变、广阔而又可怕的景象：有的区域像是地球上成荫的树林,有的区域像地球上正在起火的大草原,有的则像地球上微风吹拂下的麦田.在半径为70万公里(约为地球半径的100倍)的太阳上,到处是氢的海洋,那里氢的密度是地球上水的千分之一.而"粘附"在太阳表面上不断抖动着的"微细纤维",实际上是正在喷射到30万公里高处的数以10亿吨计的物质,那些竖立着的"骨针"是比喜玛拉雅山还高的山.
太阳的活动,如热核反应等,直接影响着地球的气候.而依靠太阳生存的古老地球,在50亿年以后将会随着太阳上大部分物质被耗尽和被稀释到极限而消失.根据太阳的颜色和发出的光,人们可以估计出太阳的温度.目前已知的太阳内部温度高达1500万摄氏度,其内核密度为每立方厘米150克,几乎是铂密度的8倍.
今天,人类对于太阳的认识还不是很深刻,实际上,人们原先对于太阳的认识存在着很多错误.例如,太阳的实际转速要比理论推算的慢得多.太阳赤道上某一质点以2公里／秒的速度转动一圈需要25天,而根据长期以来的理论推算结果,这一质点的运行速度比实际的快200倍.太阳的温度是中心高表面低,中心温度为1500万摄氏度,而表面温度仅接近 6000摄氏度.这样的估计似乎是符合逻辑的.然而令人惊奇的是,几倍于太阳半径的"太阳环"的温度竟达到100万-200万摄氏度.科学家的研究结果表明,"太阳环"极高的温度与太阳表面的复杂结构都是由宇宙对流运动和太阳磁场作用造成的.
太阳辐射是呈周期性的.在周期开始的时候,太阳相对"平静",这时太阳磁场明显地出现偶极性,这种偶极性与地球磁场极性相似,但磁强度比地磁强得多.如果能把一只盘放在太阳表面,其磁针会指向磁北.几年以后磁针又指向西,尔后又指向东.大约11年以后,磁针指向南.经过22年的偏转,磁针回到原先的磁北.为什么会出现这种奇特的现象呢?其实,太阳上某一质点运行的速率在两极要比在赤道慢得多.太阳磁场的磁力线先是南北向分布,随后发生偏移,重新聚合,强磁场形成一个磁"管",最后出现螺旋形磁场.太阳黑子活动有周期性增多的现象,周期长度为11年.太阳黑子好像东西向放置的磁铁,挡住了太阳偶极磁场,这些磁铁虽小但能量很大,此时罗盘不仅不能指出方向,而且就连磁针都将被黑子吸走.
为了解释这种周期现象,科学家们已经开始凭借空间实验站进行探究.他们在宇宙中发现了呈香蕉形状的对流卷绕着太阳转轴运行,但这种现象并不总是可以被直接探测到,它们是随磁场的周期变化而交替出没的.他们把图像信息转化为数字,借助计算机处理后得出太阳黑子的运行规律,最终发现：太阳黑子是由对流卷引起的.
黑子和耀斑
1991年3月初,太阳黑子的活动十分频繁.有一个黑子很大,上面足以放得下70个地球.黑子比它周围的温度低2000摄氏度,所以,在明亮的太阳上看起来就像一个污点或一块黑斑.有时候,黑子或它的旁边也会出现极明亮的斑点,就像草原野火一样,很快就笼罩了几十万平方公里的面积.这就是不常见的太阳耀斑,它的温度高达2000万摄氏度,所以显得格外耀眼.耀班是发生在黑子区域的大爆炸,它把光和热以及几十亿吨物质射人太空.
黑子和耀斑是太阳表现不安份的信号,预示太阳活动高峰即将来临.使人们感到庆幸的是,当年3月份的耀斑发生在太阳最东端,因此,它产生的最大力量偏离了地球.不过,3月10日,由于太阳旋转使黑子的位置直接面对地球,那时恰好又出现了一个不太强的耀斑.8分钟后,X射线和紫外线以光速光临地球大气层；大约1小时左右,高能质子开始到达；3天之后,低能质子和电子也辐射到地球.
最先体验太阳暴怒的是装置在人造卫星上的测量太阳活动周期的仪器.观察站工作人员说："它们好像被人打晕了,一分钟后才苏醒过来."对地球来说,耀斑效应是具有破坏性的.短波广播被干扰长达24小时,导致卫星通讯无法正常进行.耀斑在大气层产生强有力的瞬变磁场,在广播线和电力传输线中诱发新电流.
除了黑子和耀斑,太阳上白热化的气体还能形成巨大的环,射向几万公里的空中.这就是日饵,也就是太阳戴的"耳环".日饵现象有时可以持续几个月才消失.在日全食的时候,还可以观察到日冕.由几十亿吨白热体组成的日冕偶尔也能脱离太阳的控制,以每小时320万公里的速度飞向太空
在1989年春天一个宁静的夜晚,美国亚利桑那州基特峰国家天文台天文学家阿弗拉正在悠闲散步.突然,他发现一片红光出现在夜空之中.最初他还以为是森林大火映红了天,刹那间,满天红色又变成绿色的北极光,就像一块巨大的幕布悬挂在天上,甚至能看到这块"幕布"下面还有流苏呢!
能源之源
阿弗拉看到的情景原来是太阳玩的把戏.太阳距离地球大约1.5亿公里,它的直径约为140万公里,大小约为地球的333000倍.在这个巨大的星球的组成成分中,氢占了绝大部分,约为72%,氦占27%,1%是其他物质.
太阳核心的温度高达1500万摄氏度,每秒钟有6亿吨的氢在那里被聚变成氦,然后被送到太阳表面.太阳表面又叫光流层,那里的温度较低,只有5500~C.太阳是悬浮在空中的天然核反应堆,它通过核聚变释放出惊人的能量.这些能量造成太阳上的风暴,能量的一部分被高速粒子带到太空之中.当风暴吹向地球的时候,地球磁场由于受到它们的干扰而变成泪球的形状.
来自太阳表面的能量还以可见光、紫外线和X射线的形式向地球辐射,它们的力量足以穿透地球的大气层,其功率竟高达100万千瓦!也就是说,地球上每平方米都受到1.35千瓦来自太阳的辐射,科学家把这个数字称为太阳常数.
有了太阳能,植物赖以生长的光合作用才能进行；也正是这种太阳能储存在已经变成矿物燃料的古生物中,为我们提供了煤和石油.阳光给地球送来了热量,促使大气循环、海水蒸发,形成云和雨.在大气层中,太阳能撞击2个氧原子组成的臭氧分子,使它们变成由3个氧原子组成的臭氧分子.臭氧层挡住了来自太阳的大部分紫外线,那一小部分透过臭氧层的紫外线,虽能使爱健美的人晒得黝黑,但若照射的时间过长,却会诱发皮肤癌.
阳光是地球最可靠的热源,35亿年以来,它使地球温度的变化范围很小.这对维持生命的存在是十分必要的,因为来自太阳的能量无论变多了还是变少了,都会对我们居住的行星产生深刻的影响.
奉若神明
在人类历史长河中,太阳被尊崇如神,因为它给地球带来光明和生命.闻名于世的埃及吉萨地区的金字塔,每当春分这一天,它们的一个底边刚好指向太阳升起的地方.太阳享受的尊敬不仅来自古埃及人,太阳神阿波罗的大名直到今天还被用到宇宙飞行器的命名上.
多少世纪过去了,很少有自然现象能像日食那样引起人们既恐惧、又崇敬的心理.古时,中国人每逢日食便燃放爆竹、敲打铜锣,恐吓驱赶吞吃太阳的妖精.在马克·吐温的笔下,日食却救了一个康涅狄格的美国佬.那个人知道要发生日全食,于是趁太阳消失之机,从阿瑟王的骑士手中逃了出来,逃脱了被烧死在火刑柱上的厄运.至于当今美国众多的天文爱好者,更是富有大无畏的精神.他们乘飞机、坐轮船、开汽车,从爪哇到西伯利亚,从欧洲到非洲,哪儿出现日全食就涌向哪儿.
人类对于太阳的观测已有几千年的历史,然而至今太阳的许多秘密仍未被揭开.天体物理学家对太阳的测量结果与理论模型之间存在着的很多不相容性提出了质疑.人类将借助于未来的宇宙探测器去解开一些太阳之谜.
透过天文望远镜,人们可以看到太阳的表面是一片色彩多变、广阔而又可怕的景象：有的区域像是地球上成荫的树林,有的区域像地球上正在起火的大草原,有的则像地球上微风吹拂下的麦田.在半径为70万公里(约为地球半径的100倍)的太阳上,到处是氢的海洋,那里氢的密度是地球上水的千分之一.而"粘附"在太阳表面上不断抖动着的"微细纤维",实际上是正在喷射到30万公里高处的数以10亿吨计的物质,那些竖立着的"骨针"是比喜玛拉雅山还高的山.
太阳的活动,如热核反应等,直接影响着地球的气候.而依靠太阳生存的古老地球,在50亿年以后将会随着太阳上大部分物质被耗尽和被稀释到极限而消失.根据太阳的颜色和发出的光,人们可以估计出太阳的温度.目前已知的太阳内部温度高达1500万摄氏度,其内核密度为每立方厘米150克,几乎是铂密度的8倍.
今天,人类对于太阳的认识还不是很深刻,实际上,人们原先对于太阳的认识存在着很多错误.例如,太阳的实际转速要比理论推算的慢得多.太阳赤道上某一质点以2公里／秒的速度转动一圈需要25天,而根据长期以来的理论推算结果,这一质点的运行速度比实际的快200倍.太阳的温度是中心高表面低,中心温度为1500万摄氏度,而表面温度仅接近 6000摄氏度.这样的估计似乎是符合逻辑的.然而令人惊奇的是,几倍于太阳半径的"太阳环"的温度竟达到100万-200万摄氏度.科学家的研究结果表明,"太阳环"极高的温度与太阳表面的复杂结构都是由宇宙对流运动和太阳磁场作用造成的.
太阳辐射是呈周期性的.在周期开始的时候,太阳相对"平静",这时太阳磁场明显地出现偶极性,这种偶极性与地球磁场极性相似,但磁强度比地磁强得多.如果能把一只盘放在太阳表面,其磁针会指向磁北.几年以后磁针又指向西,尔后又指向东.大约11年以后,磁针指向南.经过22年的偏转,磁针回到原先的磁北.为什么会出现这种奇特的现象呢?其实,太阳上某一质点运行的速率在两极要比在赤道慢得多.太阳磁场的磁力线先是南北向分布,随后发生偏移,重新聚合,强磁场形成一个磁"管",最后出现螺旋形磁场.太阳黑子活动有周期性增多的现象,周期长度为11年.太阳黑子好像东西向放置的磁铁,挡住了太阳偶极磁场,这些磁铁虽小但能量很大,此时罗盘不仅不能指出方向,而且就连磁针都将被黑子吸走.
为了解释这种周期现象,科学家们已经开始凭借空间实验站进行探究.他们在宇宙中发现了呈香蕉形状的对流卷绕着太阳转轴运行,但这种现象并不总是可以被直接探测到,它们是随磁场的周期变化而交替出没的.他们把图像信息转化为数字,借助计算机处理后得出太阳黑子的运行规律,最终发现：太阳黑子是由对流卷引起的.
黑子和耀斑
1991年3月初,太阳黑子的活动十分频繁.有一个黑子很大,上面足以放得下70个地球.黑子比它周围的温度低2000摄氏度,所以,在明亮的太阳上看起来就像一个污点或一块黑斑.有时候,黑子或它的旁边也会出现极明亮的斑点,就像草原野火一样,很快就笼罩了几十万平方公里的面积.这就是不常见的太阳耀斑,它的温度高达2000万摄氏度,所以显得格外耀眼.耀班是发生在黑子区域的大爆炸,它把光和热以及几十亿吨物质射人太空.
黑子和耀斑是太阳表现不安份的信号,预示太阳活动高峰即将来临.使人们感到庆幸的是,当年3月份的耀斑发生在太阳最东端,因此,它产生的最大力量偏离了地球.不过,3月10日,由于太阳旋转使黑子的位置直接面对地球,那时恰好又出现了一个不太强的耀斑.8分钟后,X射线和紫外线以光速光临地球大气层；大约1小时左右,高能质子开始到达；3天之后,低能质子和电子也辐射到地球.
最先体验太阳暴怒的是装置在人造卫星上的测量太阳活动周期的仪器.观察站工作人员说："它们好像被人打晕了,一分钟后才苏醒过来."对地球来说,耀斑效应是具有破坏性的.短波广播被干扰长达24小时,导致卫星通讯无法正常进行.耀斑在大气层产生强有力的瞬变磁场,在广播线和电力传输线中诱发新电流.
除了黑子和耀斑,太阳上白热化的气体还能形成巨大的环,射向几万公里的空中.这就是日饵,也就是太阳戴的"耳环".日饵现象有时可以持续几个月才消失.在日全食的时候,还可以观察到日冕.由几十亿吨白热体组成的日冕偶尔也能脱离太阳的控制,以每小时320万公里的速度飞向太空.
本文开头提到使阿弗拉及成千上万目击者赞叹不已的北极光,就是太阳耀斑的一个杰作.耀斑喷射的高能电子来到大气层后,在地球磁场的作用下偏离了原来的方向.因为磁力线对南北两极的保护作用很小,所以电子聚向这两个地区的上空.和人类设计的霓虹灯原理相同,电子撞击氧原子,使它们发出红光和绿光.
在太阳活动高峰期,地球大气层受到大量来自太阳的粒子的冲击.它们以100万安培的电流强度强行突破大气层,产生的强磁场给地球居民带来了麻烦和灾难.太阳上一次活动高峰出现在1991年,天文学家预计2001年将再次出现活动高峰.不过,太阳是变幻莫测的,许多科学家都认为太阳活动高峰的周期平均为11年,但短的时候只不过7年,长的时候却可达17年.
探索奥秘
观察太阳可为尚未解决的问题提供线索.太阳的活动周期是否影响地球的气候? 控制这个周期的机制是什么?太阳是在变冷还是在变热?
单靠历史文献研究过去的太阳活动是很不够的,幸好大自然给我们留下了可靠的记录,那就是树木的年轮.很多人知道年轮每一圈表示树木生长一年,通过年轮可以看出自然环境和树木营养条件的变化,但知道年轮与黑子和耀斑有关的人就不多了.
来自外层空间的宇宙线和高速粒子经常与大气层中的分子发生冲突,产生一种放射性同位素--碳14.植物通过光合作用吸收二氧化碳时,一些带放射性的二氧化碳也掺杂在里面.有人在检测年轮上放射性碳14的强度时发现,当黑子多的时候,碳14被吸收的数量就显著减少.科学家的解释是,太阳活动期黑子出现频繁,它们的磁场迫使一些宇宙线偏离地球.因此,大气层中产生的碳14也就少了.
研究年轮只能知道太阳活动的过去,那么用什么方法了解现在甚至推测将来呢? 科学家建立了一门叫作"太阳地震学"的学科.他们发现,黑子最暗的中心部分磁场特别强,边缘较亮的部分(又叫半影)磁场相对较弱.极性不同的两个黑子半影偶尔也会互相吸引,融汇在一起.可惜我们不能直接收到太阳的地震波,因为太空中没有传播声音的空气和其他媒介.
地震波从太阳内部传到表面,因为前面无路可走,于是又被弹回内部,太阳内部的高温又迫使它们返回表面.如果把太阳比作一个铃,地震波就像铃舌一样,不断地敲打它.这些声波虽然无法直接监测,但它们在太阳表面引起气体上下翻腾的振荡作用却是可以测量的.
科学家还预测,当太阳上的氢消耗得所剩无几之时,它将膨胀成一个巨大无比的红色"气球".胀出的部分将会吞没水星或许还有金星,即使地球还不至于被火葬,强烈的热辐射也足以使海洋沸腾蒸干,地球上将不复有生命存在.不过,这场宇宙大劫难在50亿年内并不会发生,这就给科学家足够的时间揭开离我们最近的恒星的奥秘,寻找拯救地球的诺亚方舟了.

在1989年春天一个宁静的夜晚，美国亚利桑那州基特峰国家天文台天文学家阿弗拉正在悠闲散步。突然，他发现一片红光出现在夜空之中。最初他还以为是森林大火映红了天，刹那间，满天红色又变成绿色的北极光，就像一块巨大的幕布悬挂在天上，甚至能看到这块"幕布"下面还有流苏呢!
能源之源
阿弗拉看到的情景原来是太阳玩的把戏。太阳距离地球大约1.5亿公里，它的直径约为140万公里，大小约为地...

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在1989年春天一个宁静的夜晚，美国亚利桑那州基特峰国家天文台天文学家阿弗拉正在悠闲散步。突然，他发现一片红光出现在夜空之中。最初他还以为是森林大火映红了天，刹那间，满天红色又变成绿色的北极光，就像一块巨大的幕布悬挂在天上，甚至能看到这块"幕布"下面还有流苏呢!
能源之源
阿弗拉看到的情景原来是太阳玩的把戏。太阳距离地球大约1.5亿公里，它的直径约为140万公里，大小约为地球的333000倍。在这个巨大的星球的组成成分中，氢占了绝大部分，约为72%，氦占27%，1%是其他物质。
太阳核心的温度高达1500万摄氏度，每秒钟有6亿吨的氢在那里被聚变成氦，然后被送到太阳表面。太阳表面又叫光流层，那里的温度较低，只有5500~C。太阳是悬浮在空中的天然核反应堆，它通过核聚变释放出惊人的能量。这些能量造成太阳上的风暴，能量的一部分被高速粒子带到太空之中。当风暴吹向地球的时候，地球磁场由于受到它们的干扰而变成泪球的形状。
来自太阳表面的能量还以可见光、紫外线和X射线的形式向地球辐射，它们的力量足以穿透地球的大气层，其功率竟高达100万千瓦!也就是说，地球上每平方米都受到1.35千瓦来自太阳的辐射，科学家把这个数字称为太阳常数。
有了太阳能，植物赖以生长的光合作用才能进行；也正是这种太阳能储存在已经变成矿物燃料的古生物中，为我们提供了煤和石油。阳光给地球送来了热量，促使大气循环、海水蒸发，形成云和雨。在大气层中，太阳能撞击2个氧原子组成的臭氧分子，使它们变成由3个氧原子组成的臭氧分子。臭氧层挡住了来自太阳的大部分紫外线，那一小部分透过臭氧层的紫外线，虽能使爱健美的人晒得黝黑，但若照射的时间过长，却会诱发皮肤癌。
阳光是地球最可靠的热源，35亿年以来，它使地球温度的变化范围很小。这对维持生命的存在是十分必要的，因为来自太阳的能量无论变多了还是变少了，都会对我们居住的行星产生深刻的影响。
奉若神明
在人类历史长河中，太阳被尊崇如神，因为它给地球带来光明和生命。闻名于世的埃及吉萨地区的金字塔，每当春分这一天，它们的一个底边刚好指向太阳升起的地方。太阳享受的尊敬不仅来自古埃及人，太阳神阿波罗的大名直到今天还被用到宇宙飞行器的命名上。
多少世纪过去了，很少有自然现象能像日食那样引起人们既恐惧、又崇敬的心理。古时，中国人每逢日食便燃放爆竹、敲打铜锣，恐吓驱赶吞吃太阳的妖精。在马克·吐温的笔下，日食却救了一个康涅狄格的美国佬。那个人知道要发生日全食，于是趁太阳消失之机，从阿瑟王的骑士手中逃了出来，逃脱了被烧死在火刑柱上的厄运。至于当今美国众多的天文爱好者，更是富有大无畏的精神。他们乘飞机、坐轮船、开汽车，从爪哇到西伯利亚，从欧洲到非洲，哪儿出现日全食就涌向哪儿。
人类对于太阳的观测已有几千年的历史，然而至今太阳的许多秘密仍未被揭开。天体物理学家对太阳的测量结果与理论模型之间存在着的很多不相容性提出了质疑。人类将借助于未来的宇宙探测器去解开一些太阳之谜。
透过天文望远镜，人们可以看到太阳的表面是一片色彩多变、广阔而又可怕的景象：有的区域像是地球上成荫的树林，有的区域像地球上正在起火的大草原，有的则像地球上微风吹拂下的麦田。在半径为70万公里(约为地球半径的100倍)的太阳上，到处是氢的海洋，那里氢的密度是地球上水的千分之一。而"粘附"在太阳表面上不断抖动着的"微细纤维"，实际上是正在喷射到30万公里高处的数以10亿吨计的物质，那些竖立着的"骨针"是比喜玛拉雅山还高的山。
太阳的活动，如热核反应等，直接影响着地球的气候。而依靠太阳生存的古老地球，在50亿年以后将会随着太阳上大部分物质被耗尽和被稀释到极限而消失。根据太阳的颜色和发出的光，人们可以估计出太阳的温度。目前已知的太阳内部温度高达1500万摄氏度，其内核密度为每立方厘米150克，几乎是铂密度的8倍。
今天，人类对于太阳的认识还不是很深刻，实际上，人们原先对于太阳的认识存在着很多错误。例如，太阳的实际转速要比理论推算的慢得多。太阳赤道上某一质点以2公里／秒的速度转动一圈需要25天，而根据长期以来的理论推算结果，这一质点的运行速度比实际的快200倍。太阳的温度是中心高表面低，中心温度为1500万摄氏度，而表面温度仅接近 6000摄氏度。这样的估计似乎是符合逻辑的。然而令人惊奇的是，几倍于太阳半径的"太阳环"的温度竟达到100万-200万摄氏度。科学家的研究结果表明，"太阳环"极高的温度与太阳表面的复杂结构都是由宇宙对流运动和太阳磁场作用造成的。
太阳辐射是呈周期性的。在周期开始的时候，太阳相对"平静"，这时太阳磁场明显地出现偶极性，这种偶极性与地球磁场极性相似，但磁强度比地磁强得多。如果能把一只盘放在太阳表面，其磁针会指向磁北。几年以后磁针又指向西，尔后又指向东。大约11年以后，磁针指向南。经过22年的偏转，磁针回到原先的磁北。为什么会出现这种奇特的现象呢?其实，太阳上某一质点运行的速率在两极要比在赤道慢得多。太阳磁场的磁力线先是南北向分布，随后发生偏移，重新聚合，强磁场形成一个磁"管"，最后出现螺旋形磁场。太阳黑子活动有周期性增多的现象，周期长度为11年。太阳黑子好像东西向放置的磁铁，挡住了太阳偶极磁场，这些磁铁虽小但能量很大，此时罗盘不仅不能指出方向，而且就连磁针都将被黑子吸走。
为了解释这种周期现象，科学家们已经开始凭借空间实验站进行探究。他们在宇宙中发现了呈香蕉形状的对流卷绕着太阳转轴运行，但这种现象并不总是可以被直接探测到，它们是随磁场的周期变化而交替出没的。他们把图像信息转化为数字，借助计算机处理后得出太阳黑子的运行规律，最终发现：太阳黑子是由对流卷引起的。
黑子和耀斑
1991年3月初，太阳黑子的活动十分频繁。有一个黑子很大，上面足以放得下70个地球。黑子比它周围的温度低2000摄氏度，所以，在明亮的太阳上看起来就像一个污点或一块黑斑。有时候，黑子或它的旁边也会出现极明亮的斑点，就像草原野火一样，很快就笼罩了几十万平方公里的面积。这就是不常见的太阳耀斑，它的温度高达2000万摄氏度，所以显得格外耀眼。耀班是发生在黑子区域的大爆炸，它把光和热以及几十亿吨物质射人太空。
黑子和耀斑是太阳表现不安份的信号，预示太阳活动高峰即将来临。使人们感到庆幸的是，当年3月份的耀斑发生在太阳最东端，因此，它产生的最大力量偏离了地球。不过，3月10日，由于太阳旋转使黑子的位置直接面对地球，那时恰好又出现了一个不太强的耀斑。8分钟后，X射线和紫外线以光速光临地球大气层；大约1小时左右，高能质子开始到达；3天之后，低能质子和电子也辐射到地球。
最先体验太阳暴怒的是装置在人造卫星上的测量太阳活动周期的仪器。观察站工作人员说："它们好像被人打晕了，一分钟后才苏醒过来。"对地球来说，耀斑效应是具有破坏性的。短波广播被干扰长达24小时，导致卫星通讯无法正常进行。耀斑在大气层产生强有力的瞬变磁场，在广播线和电力传输线中诱发新电流。
除了黑子和耀斑，太阳上白热化的气体还能形成巨大的环，射向几万公里的空中。这就是日饵，也就是太阳戴的"耳环"。日饵现象有时可以持续几个月才消失。在日全食的时候，还可以观察到日冕。由几十亿吨白热体组成的日冕偶尔也能脱离太阳的控制，以每小时320万公里的速度飞向太空
在1989年春天一个宁静的夜晚，美国亚利桑那州基特峰国家天文台天文学家阿弗拉正在悠闲散步。突然，他发现一片红光出现在夜空之中。最初他还以为是森林大火映红了天，刹那间，满天红色又变成绿色的北极光，就像一块巨大的幕布悬挂在天上，甚至能看到这块"幕布"下面还有流苏呢!
能源之源
阿弗拉看到的情景原来是太阳玩的把戏。太阳距离地球大约1.5亿公里，它的直径约为140万公里，大小约为地球的333000倍。在这个巨大的星球的组成成分中，氢占了绝大部分，约为72%，氦占27%，1%是其他物质。
太阳核心的温度高达1500万摄氏度，每秒钟有6亿吨的氢在那里被聚变成氦，然后被送到太阳表面。太阳表面又叫光流层，那里的温度较低，只有5500~C。太阳是悬浮在空中的天然核反应堆，它通过核聚变释放出惊人的能量。这些能量造成太阳上的风暴，能量的一部分被高速粒子带到太空之中。当风暴吹向地球的时候，地球磁场由于受到它们的干扰而变成泪球的形状。
来自太阳表面的能量还以可见光、紫外线和X射线的形式向地球辐射，它们的力量足以穿透地球的大气层，其功率竟高达100万千瓦!也就是说，地球上每平方米都受到1.35千瓦来自太阳的辐射，科学家把这个数字称为太阳常数。
有了太阳能，植物赖以生长的光合作用才能进行；也正是这种太阳能储存在已经变成矿物燃料的古生物中，为我们提供了煤和石油。阳光给地球送来了热量，促使大气循环、海水蒸发，形成云和雨。在大气层中，太阳能撞击2个氧原子组成的臭氧分子，使它们变成由3个氧原子组成的臭氧分子。臭氧层挡住了来自太阳的大部分紫外线，那一小部分透过臭氧层的紫外线，虽能使爱健美的人晒得黝黑，但若照射的时间过长，却会诱发皮肤癌。
阳光是地球最可靠的热源，35亿年以来，它使地球温度的变化范围很小。这对维持生命的存在是十分必要的，因为来自太阳的能量无论变多了还是变少了，都会对我们居住的行星产生深刻的影响。
奉若神明
在人类历史长河中，太阳被尊崇如神，因为它给地球带来光明和生命。闻名于世的埃及吉萨地区的金字塔，每当春分这一天，它们的一个底边刚好指向太阳升起的地方。太阳享受的尊敬不仅来自古埃及人，太阳神阿波罗的大名直到今天还被用到宇宙飞行器的命名上。
多少世纪过去了，很少有自然现象能像日食那样引起人们既恐惧、又崇敬的心理。古时，中国人每逢日食便燃放爆竹、敲打铜锣，恐吓驱赶吞吃太阳的妖精。在马克·吐温的笔下，日食却救了一个康涅狄格的美国佬。那个人知道要发生日全食，于是趁太阳消失之机，从阿瑟王的骑士手中逃了出来，逃脱了被烧死在火刑柱上的厄运。至于当今美国众多的天文爱好者，更是富有大无畏的精神。他们乘飞机、坐轮船、开汽车，从爪哇到西伯利亚，从欧洲到非洲，哪儿出现日全食就涌向哪儿。
人类对于太阳的观测已有几千年的历史，然而至今太阳的许多秘密仍未被揭开。天体物理学家对太阳的测量结果与理论模型之间存在着的很多不相容性提出了质疑。人类将借助于未来的宇宙探测器去解开一些太阳之谜。
透过天文望远镜，人们可以看到太阳的表面是一片色彩多变、广阔而又可怕的景象：有的区域像是地球上成荫的树林，有的区域像地球上正在起火的大草原，有的则像地球上微风吹拂下的麦田。在半径为70万公里(约为地球半径的100倍)的太阳上，到处是氢的海洋，那里氢的密度是地球上水的千分之一。而"粘附"在太阳表面上不断抖动着的"微细纤维"，实际上是正在喷射到30万公里高处的数以10亿吨计的物质，那些竖立着的"骨针"是比喜玛拉雅山还高的山。
太阳的活动，如热核反应等，直接影响着地球的气候。而依靠太阳生存的古老地球，在50亿年以后将会随着太阳上大部分物质被耗尽和被稀释到极限而消失。根据太阳的颜色和发出的光，人们可以估计出太阳的温度。目前已知的太阳内部温度高达1500万摄氏度，其内核密度为每立方厘米150克，几乎是铂密度的8倍。
今天，人类对于太阳的认识还不是很深刻，实际上，人们原先对于太阳的认识存在着很多错误。例如，太阳的实际转速要比理论推算的慢得多。太阳赤道上某一质点以2公里／秒的速度转动一圈需要25天，而根据长期以来的理论推算结果，这一质点的运行速度比实际的快200倍。太阳的温度是中心高表面低，中心温度为1500万摄氏度，而表面温度仅接近 6000摄氏度。这样的估计似乎是符合逻辑的。然而令人惊奇的是，几倍于太阳半径的"太阳环"的温度竟达到100万-200万摄氏度。科学家的研究结果表明，"太阳环"极高的温度与太阳表面的复杂结构都是由宇宙对流运动和太阳磁场作用造成的。
太阳辐射是呈周期性的。在周期开始的时候，太阳相对"平静"，这时太阳磁场明显地出现偶极性，这种偶极性与地球磁场极性相似，但磁强度比地磁强得多。如果能把一只盘放在太阳表面，其磁针会指向磁北。几年以后磁针又指向西，尔后又指向东。大约11年以后，磁针指向南。经过22年的偏转，磁针回到原先的磁北。为什么会出现这种奇特的现象呢?其实，太阳上某一质点运行的速率在两极要比在赤道慢得多。太阳磁场的磁力线先是南北向分布，随后发生偏移，重新聚合，强磁场形成一个磁"管"，最后出现螺旋形磁场。太阳黑子活动有周期性增多的现象，周期长度为11年。太阳黑子好像东西向放置的磁铁，挡住了太阳偶极磁场，这些磁铁虽小但能量很大，此时罗盘不仅不能指出方向，而且就连磁针都将被黑子吸走。
为了解释这种周期现象，科学家们已经开始凭借空间实验站进行探究。他们在宇宙中发现了呈香蕉形状的对流卷绕着太阳转轴运行，但这种现象并不总是可以被直接探测到，它们是随磁场的周期变化而交替出没的。他们把图像信息转化为数字，借助计算机处理后得出太阳黑子的运行规律，最终发现：太阳黑子是由对流卷引起的。
黑子和耀斑
1991年3月初，太阳黑子的活动十分频繁。有一个黑子很大，上面足以放得下70个地球。黑子比它周围的温度低2000摄氏度，所以，在明亮的太阳上看起来就像一个污点或一块黑斑。有时候，黑子或它的旁边也会出现极明亮的斑点，就像草原野火一样，很快就笼罩了几十万平方公里的面积。这就是不常见的太阳耀斑，它的温度高达2000万摄氏度，所以显得格外耀眼。耀班是发生在黑子区域的大爆炸，它把光和热以及几十亿吨物质射人太空。
黑子和耀斑是太阳表现不安份的信号，预示太阳活动高峰即将来临。使人们感到庆幸的是，当年3月份的耀斑发生在太阳最东端，因此，它产生的最大力量偏离了地球。不过，3月10日，由于太阳旋转使黑子的位置直接面对地球，那时恰好又出现了一个不太强的耀斑。8分钟后，X射线和紫外线以光速光临地球大气层；大约1小时左右，高能质子开始到达；3天之后，低能质子和电子也辐射到地球。
最先体验太阳暴怒的是装置在人造卫星上的测量太阳活动周期的仪器。观察站工作人员说："它们好像被人打晕了，一分钟后才苏醒过来。"对地球来说，耀斑效应是具有破坏性的。短波广播被干扰长达24小时，导致卫星通讯无法正常进行。耀斑在大气层产生强有力的瞬变磁场，在广播线和电力传输线中诱发新电流。
除了黑子和耀斑，太阳上白热化的气体还能形成巨大的环，射向几万公里的空中。这就是日饵，也就是太阳戴的"耳环"。日饵现象有时可以持续几个月才消失。在日全食的时候，还可以观察到日冕。由几十亿吨白热体组成的日冕偶尔也能脱离太阳的控制，以每小时320万公里的速度飞向太空。
本文开头提到使阿弗拉及成千上万目击者赞叹不已的北极光，就是太阳耀斑的一个杰作。耀斑喷射的高能电子来到大气层后，在地球磁场的作用下偏离了原来的方向。因为磁力线对南北两极的保护作用很小，所以电子聚向这两个地区的上空。和人类设计的霓虹灯原理相同，电子撞击氧原子，使它们发出红光和绿光。
在太阳活动高峰期，地球大气层受到大量来自太阳的粒子的冲击。它们以100万安培的电流强度强行突破大气层，产生的强磁场给地球居民带来了麻烦和灾难。太阳上一次活动高峰出现在1991年，天文学家预计2001年将再次出现活动高峰。不过，太阳是变幻莫测的，许多科学家都认为太阳活动高峰的周期平均为11年，但短的时候只不过7年，长的时候却可达17年。
探索奥秘
观察太阳可为尚未解决的问题提供线索。太阳的活动周期是否影响地球的气候? 控制这个周期的机制是什么?太阳是在变冷还是在变热?
单靠历史文献研究过去的太阳活动是很不够的，幸好大自然给我们留下了可靠的记录，那就是树木的年轮。很多人知道年轮每一圈表示树木生长一年，通过年轮可以看出自然环境和树木营养条件的变化，但知道年轮与黑子和耀斑有关的人就不多了。
来自外层空间的宇宙线和高速粒子经常与大气层中的分子发生冲突，产生一种放射性同位素--碳14。植物通过光合作用吸收二氧化碳时，一些带放射性的二氧化碳也掺杂在里面。有人在检测年轮上放射性碳14的强度时发现，当黑子多的时候，碳14被吸收的数量就显著减少。科学家的解释是，太阳活动期黑子出现频繁，它们的磁场迫使一些宇宙线偏离地球。因此，大气层中产生的碳14也就少了。
研究年轮只能知道太阳活动的过去，那么用什么方法了解现在甚至推测将来呢? 科学家建立了一门叫作"太阳地震学"的学科。他们发现，黑子最暗的中心部分磁场特别强，边缘较亮的部分(又叫半影)磁场相对较弱。极性不同的两个黑子半影偶尔也会互相吸引，融汇在一起。可惜我们不能直接收到太阳的地震波，因为太空中没有传播声音的空气和其他媒介。
地震波从太阳内部传到表面，因为前面无路可走，于是又被弹回内部，太阳内部的高温又迫使它们返回表面。如果把太阳比作一个铃，地震波就像铃舌一样，不断地敲打它。这些声波虽然无法直接监测，但它们在太阳表面引起气体上下翻腾的振荡作用却是可以测量的。
科学家还预测，当太阳上的氢消耗得所剩无几之时，它将膨胀成一个巨大无比的红色"气球"。胀出的部分将会吞没水星或许还有金星，即使地球还不至于被火葬，强烈的热辐射也足以使海洋沸腾蒸干，地球上将不复有生命存在。不过，这场宇宙大劫难在50亿年内并不会发生，这就给科学家足够的时间揭开离我们最近的恒星的奥秘，寻找拯救地球的诺亚方舟了。

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