關於太陽,還有五大未解之謎
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無(wu)垠(yin)太(tai)空(kong),恒(heng)星(xing)之(zhi)多(duo)如(ru)恒(heng)河(he)沙(sha)數(shu),太(tai)陽(yang)是(shi)其(qi)中(zhong)最(zui)特(te)別(bie)的(de)一(yi)顆(ke)。因(yin)為(wei)其(qi)與(yu)地(di)球(qiu)的(de)距(ju)離(li)適(shi)中(zhong),為(wei)人(ren)類(lei)提(ti)供(gong)了(le)充(chong)足(zu)但(dan)不(bu)泛(fan)濫(lan)的(de)能(neng)源(yuan),讓(rang)人(ren)類(lei)得(de)以(yi)生(sheng)存(cun),仰(yang)望(wang)星(xing)空(kong),並(bing)深(shen)入(ru)研(yan)究(jiu)人(ren)類(lei)乃(nai)至(zhi)整(zheng)個(ge)宇(yu)宙(zhou)的(de)演(yan)化(hua)曆(li)史(shi)。
盡管太陽對人類如此重要,但人類對其內部力學和化學成分等的了解仍然有限。美國《福布斯》雙周刊網站在最近的報道中,列出了有關太陽的五大未解之謎。
為何日冕溫度高於太陽表麵
太陽最外層大氣層(日冕)位於太陽表麵上方,距熱源更遠,但溫度是太陽表麵的1000倍,為何會出現這種情況?這是籠罩在太陽頭上的一層“神秘麵紗”。
美國新墨西哥州立大學太陽物理學家傑森·傑jie基ji維wei茨ci說shuo,太tai陽yang表biao麵mian提ti供gong了le足zu夠gou多duo的de能neng量liang,使shi日ri冕mian保bao持chi高gao溫wen,但dan這zhe種zhong加jia熱re需xu要yao能neng量liang以yi某mou種zhong方fang式shi沉chen積ji在zai日ri冕mian區qu域yu,然ran而er,外wai層ceng日ri冕mian本ben身shen非fei常chang脆cui弱ruo,科ke學xue家jia一yi直zhi對dui日ri冕mian如ru何he貯zhu藏zang這zhe麼me多duo熱re量liang感gan到dao困kun惑huo不bu已yi。
太陽磁場從何而來
傑基維茨說,科學家在太陽表麵(如太陽黑子)和太陽大氣(如日冕環)觀察到了太陽的磁場,但這些磁場很可能是在太陽內部產生的。產生磁場的過程需要等離子體(帶電氣體)和運動(可能是旋轉)。
許多研究人員認為,這種現象在太陽半徑的70%左右處發生得最強烈,這可能是磁場增強的地方。由於磁場具有浮力,因此會上升到太陽表麵,並以太陽黑子的形式出現。
但由於太陽是氣態天體,它不像地球這種固態天體那樣以相同的固定速度旋轉。傑基維茨說,太陽的赤道大約每25天旋轉一次,極地大約30—32天旋轉一次,地球上肯定不會發生這種情況,否則地球會把自己撕成碎片。
此外,太陽表麵之下的不同層也以不同速度旋轉。傑基維茨說,如果進入太陽表麵之下約5萬公裏的地方,你會發現,此處的旋轉速度比表麵快,但如果進入太陽再深入一點的地方,旋轉速度會再次減慢。
為何存在曆時11年的太陽周期
傑基維茨說,太陽黑子和太陽的磁性通常以11年為周期消長。
由(you)於(yu)太(tai)陽(yang)表(biao)麵(mian)存(cun)在(zai)強(qiang)磁(ci)場(chang),太(tai)陽(yang)黑(hei)子(zi)表(biao)現(xian)為(wei)太(tai)陽(yang)表(biao)麵(mian)較(jiao)暗(an)的(de)區(qu)域(yu)。傑(jie)基(ji)維(wei)茨(ci)說(shuo),在(zai)太(tai)陽(yang)周(zhou)期(qi)開(kai)始(shi)時(shi),太(tai)陽(yang)黑(hei)子(zi)往(wang)往(wang)位(wei)於(yu)中(zhong)緯(wei)度(du)地(di)區(qu),隨(sui)著(zhe)太(tai)陽(yang)周(zhou)期(qi)的(de)繼(ji)續(xu),它(ta)們(men)越(yue)來(lai)越(yue)靠(kao)近(jin)赤(chi)道(dao)。當(dang)下(xia)一(yi)個(ge)太(tai)陽(yang)周(zhou)期(qi)開(kai)始(shi)時(shi),它(ta)們(men)又(you)在(zai)中(zhong)緯(wei)度(du)重(zhong)新(xin)出(chu)現(xian),盡(jin)管(guan)太(tai)陽(yang)南(nan)北(bei)半(ban)球(qiu)的(de)極(ji)性(xing)與(yu)前(qian)一(yi)個(ge)周(zhou)期(qi)不(bu)同(tong)。
傑基維茨表示,在這11年內,太陽表麵的特征每天都在變化,11年是一個奇怪的時間尺度。
超級拋射和超級耀斑如何產生
傑(jie)基(ji)維(wei)茨(ci)說(shuo),超(chao)級(ji)拋(pao)射(she)和(he)超(chao)級(ji)耀(yao)斑(ban)與(yu)太(tai)陽(yang)的(de)磁(ci)場(chang)有(you)關(guan),當(dang)磁(ci)場(chang)因(yin)為(wei)扭(niu)曲(qu)和(he)拉(la)伸(shen)需(xu)要(yao)釋(shi)放(fang)磁(ci)能(neng)時(shi),就(jiu)會(hui)產(chan)生(sheng)超(chao)級(ji)拋(pao)射(she)和(he)超(chao)級(ji)耀(yao)斑(ban)。耀(yao)斑(ban)和(he)日(ri)冕(mian)物(wu)質(zhi)拋(pao)射(she)之(zhi)間(jian)的(de)主(zhu)要(yao)區(qu)別(bie)在(zai)於(yu):耀斑主要發射x射線和紫外線,但日冕物質拋射實際上會從太陽拋射出物質。
傑基維茨表示,這些狂暴事件每年會造成數十億美元損失,包括停電、通信中斷和電力係統損壞等。“如果人類在月球上或火星上,那麼這種太空天氣導致的後果將更加嚴重。”
太陽化學成分仍有爭議
宇宙中一開始隻有氫和氦,元素周期表上的所有其他元素都是在恒星內核合成的。傑基維茨說:“我們的太陽是在宇宙處於其壽命的大約2/3時形成的,因此其中的其他元素比宇宙早期出現的恒星更為豐富。”。
“太陽是我們銀河係內千億顆其他恒星以及其他星係內數萬億顆恒星的參考恒星。”傑基維茨進一步指出,“我們知道構成太陽的所有元素,但我們不知道它們的相對豐度,因此,太陽的化學成分仍存在爭議。這是很難測量的——即使對距離我們最近的恒星來說也是如此。”
傑基維茨總結說:“公平地說,我們非常了解太陽的質量、年齡、大小和總輻照度。我們知道它是如何演化成今天的‘模樣’,也知道它未來的命運。但我們對它的深層內部結構、磁場、周期變化和狂暴的噴射事件仍然知之甚少。”
據西班牙埃菲社5月初報道,配備4.2米鏡片和尖端技術的歐洲最大的太陽望遠鏡——歐洲太陽望遠鏡(EST)將於2024年在西班牙開始建造,並於2029年投入運行。2021年10月,中國首顆太陽探測衛星“羲和”號由長征二號丁運載火箭發射升空。2021年12月14日,美國國家航空航天局(NASA)科學家宣布,“帕克”太陽探測器首次“觸摸”到太陽。
這些追逐太陽的“誇父”們,有望為人類揭示更多有關太陽的秘密。
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