關(guān)于太陽(yáng)的經(jīng)典神話(huà)傳說(shuō)故事(2)
關(guān)于太陽(yáng)的經(jīng)典神話(huà)傳說(shuō)故事
太陽(yáng)的旋轉(zhuǎn)
公轉(zhuǎn)
太陽(yáng)繞銀河系中心公轉(zhuǎn)，繞銀河系中心公轉(zhuǎn)周期約2.5×10⁸年。銀河系中心可能有巨大黑洞，但它周?chē)紳M(mǎn)了恒星，所以看上去象“銀盤(pán)”。這些恒星都繞“銀核”公轉(zhuǎn)。與地球公轉(zhuǎn)不同，這些恒星公轉(zhuǎn)每繞一周離“銀核”會(huì)更近。
自轉(zhuǎn)
太陽(yáng)和其它天體一樣，也在圍繞自己的軸心自西向東自轉(zhuǎn)，但觀測(cè)和研究表明，太陽(yáng)表面不同的緯度處，自轉(zhuǎn)速度不一樣。在赤道處，太陽(yáng)自轉(zhuǎn)一周需要25.4天，而在緯度40處需要27.2天，到了兩極地區(qū)，自轉(zhuǎn)一周則需要35天左右。這種自轉(zhuǎn)方式被稱(chēng)為“較差自轉(zhuǎn)”。
太陽(yáng)的活動(dòng)
太陽(yáng)看起來(lái)很平靜，實(shí)際上無(wú)時(shí)無(wú)刻不在發(fā)生劇烈的活動(dòng)。太陽(yáng)由里向外分別為太陽(yáng)核反應(yīng)區(qū)、太陽(yáng)對(duì)流層、太陽(yáng)大氣層。其中22億分之一的能量輻射到地球，成為地球上光和熱的主要來(lái)源。太陽(yáng)表面和大氣層中的活動(dòng)現(xiàn)象，諸如太陽(yáng)黑子、耀斑和日冕物質(zhì)噴發(fā)(日珥)等，會(huì)使太陽(yáng)風(fēng)大大增強(qiáng)，造成許多地球物理現(xiàn)象──例如極光增多、大氣電離層和地磁的變化。
太陽(yáng)活動(dòng)和太陽(yáng)風(fēng)的增強(qiáng)還會(huì)嚴(yán)重干擾地球上無(wú)線(xiàn)電通訊及航天設(shè)備的正常工作，使衛(wèi)星上的精密電子儀器遭受損害，地面通訊網(wǎng)絡(luò)、電力控制網(wǎng)絡(luò)發(fā)生混亂，甚至可能對(duì)航天飛機(jī)和空間站中宇航員的生命構(gòu)成威脅。因此，監(jiān)測(cè)太陽(yáng)活動(dòng)和太陽(yáng)風(fēng)的強(qiáng)度，適時(shí)作出“空間氣象”預(yù)報(bào)，越來(lái)越顯得重要。
黑子
4000年前古時(shí)候祖先肉眼都看到了像3條腿的烏鴉的黑子，通過(guò)一般的光學(xué)望遠(yuǎn)鏡觀測(cè)太陽(yáng)，觀測(cè)到的是光球?qū)拥幕顒?dòng)。在光球上常?？梢钥吹胶芏嗪谏唿c(diǎn)，它們叫做“太陽(yáng)黑子”。太陽(yáng)黑子在日面上的大小、多少、位置和形態(tài)等，每天都不同。太陽(yáng)黑子是光球?qū)游镔|(zhì)劇烈運(yùn)動(dòng)而形成的局部強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域，也是光球?qū)踊顒?dòng)的重要標(biāo)志。長(zhǎng)期觀測(cè)太陽(yáng)黑子就會(huì)發(fā)現(xiàn)，有的年份黑子多，有的年份黑子少，有時(shí)甚至幾天，幾十天日面上都沒(méi)有黑子。天文學(xué)家們?cè)缇妥⒁獾?，太?yáng)黑子從最多或最少的年份到下一次最多或最少的年份，大約相隔11年。也就是說(shuō)，太陽(yáng)黑子有平均11年的活動(dòng)周期，這也是整個(gè)太陽(yáng)的活動(dòng)周期。天文學(xué)家把太陽(yáng)黑子最多的年份稱(chēng)之為“太陽(yáng)活動(dòng)峰年”，把太陽(yáng)黑子最少的年份稱(chēng)之為“太陽(yáng)活動(dòng)谷年”。
經(jīng)過(guò)數(shù)世紀(jì)的研究，人類(lèi)對(duì)太陽(yáng)黑子的研究已經(jīng)有了一定的成果。
分為以下幾點(diǎn)：
1.太陽(yáng)黑子是太陽(yáng)表面溫度相對(duì)較低而顯得黑的區(qū)域。
2.黑子會(huì)對(duì)地球的磁場(chǎng)和電離層產(chǎn)生干擾，指南針不能正確指示方向，動(dòng)物迷路，無(wú)線(xiàn)電通訊受到嚴(yán)重影響或中斷，直接危害飛機(jī)、輪船、人造衛(wèi)星等通訊系統(tǒng)安全。
太陽(yáng)黑子活動(dòng)的高峰期，太陽(yáng)會(huì)發(fā)射大量的高能粒子流與X射線(xiàn)，引起地球磁暴現(xiàn)象，導(dǎo)致氣候異常，地球上微生物因此大量繁殖，這就為流行疾病提供了溫床。
同時(shí)，太陽(yáng)黑子的活動(dòng)，還會(huì)引起生物體物質(zhì)出現(xiàn)電離現(xiàn)象，引起感冒病毒中遺傳因子變異，或者發(fā)生突變性的遺傳，產(chǎn)生強(qiáng)感染力的亞型流感病毒，形成流行性感冒，或者導(dǎo)致人體的生理發(fā)生其他復(fù)雜的生化反應(yīng)，影響健康。
因此，太陽(yáng)黑子量達(dá)到高峰期時(shí)，人類(lèi)要及早預(yù)防流行性疾病。
有趣的是，一位瑞士天文學(xué)家發(fā)現(xiàn)，太陽(yáng)黑子多的時(shí)候，氣候干燥，農(nóng)業(yè)豐收，黑子少的時(shí)候，暴雨成災(zāi)。地震工作者發(fā)現(xiàn)，太陽(yáng)黑子數(shù)目增多的時(shí)候，地球上的地震也多。植物學(xué)家發(fā)現(xiàn)，植物的生長(zhǎng)也隨著太陽(yáng)黑子的出現(xiàn)而呈現(xiàn)11年周期的變化，黑子多長(zhǎng)得快，黑子少長(zhǎng)得慢。
耀斑
太陽(yáng)耀斑是一種劇烈的太陽(yáng)活動(dòng)，是太陽(yáng)能量高度集中釋放的過(guò)程。一般認(rèn)為發(fā)生在色球?qū)又?，所以也?ldquo;色球爆發(fā)”。其主要觀測(cè)特征是，日面上(常在黑子群上空)突然出現(xiàn)迅速發(fā)展的亮斑閃耀，其壽命僅在幾分鐘到幾十分鐘之間，亮度上升迅速，下降較慢。特別是在太陽(yáng)活動(dòng)峰年，耀斑出現(xiàn)頻繁且強(qiáng)度變強(qiáng)。
別看它只是一個(gè)亮點(diǎn)，一旦出現(xiàn)，簡(jiǎn)直是一次驚天動(dòng)地的大爆發(fā)。這一增亮釋放的能量相當(dāng)于10萬(wàn)至100萬(wàn)次強(qiáng)火山爆發(fā)的總能量，或相當(dāng)于上百億枚百?lài)嵓?jí)氫彈的爆炸;而一次較大的耀斑爆發(fā)，在一二十分鐘內(nèi)可釋放10的25次冪焦耳的巨大能量。
除了日面局部突然增亮的現(xiàn)象外，耀斑更主要表現(xiàn)在從射電波段直到X射線(xiàn)的輻射通量的突然增強(qiáng);耀斑所發(fā)射的輻射種類(lèi)繁多，除可見(jiàn)光外，有紫外線(xiàn)、X射線(xiàn)和伽瑪射線(xiàn)，有紅外線(xiàn)和射電輻射，還有沖擊波和高能粒子流，甚至有能量特高的宇宙射線(xiàn)。
耀斑對(duì)地球空間環(huán)境造成很大影響。太陽(yáng)色球?qū)又幸宦暠ǎ厍虼髿鈱蛹纯坛霈F(xiàn)繚繞余音。耀斑爆發(fā)時(shí)，發(fā)出大量的高能粒子到達(dá)地球軌道附近時(shí)，將會(huì)嚴(yán)重危及宇宙飛行器內(nèi)的宇航員和儀器的安全。當(dāng)耀斑輻射來(lái)到地球附近時(shí)，與大氣分子發(fā)生劇烈碰撞，破壞電離層，使它失去反射無(wú)線(xiàn)電電波的功能。無(wú)線(xiàn)電通信尤其是短波通信，以及電視臺(tái)、電臺(tái)廣播，會(huì)受到干擾甚至中斷。耀斑發(fā)射的高能帶電粒子流與地球高層大氣作用，產(chǎn)生極光，并干擾地球磁場(chǎng)而引起磁暴。
此外，耀斑對(duì)氣象和水文等方面也有著不同程度的直接或間接影響正因?yàn)槿绱?，人們?duì)耀斑爆發(fā)的探測(cè)和預(yù)報(bào)的關(guān)切程度與日俱增，正在努力揭開(kāi)耀斑的奧秘。
光斑
太陽(yáng)光球?qū)由媳戎車(chē)髁恋陌郀罱M織。用天文望遠(yuǎn)鏡對(duì)它觀測(cè)時(shí)，常常可以發(fā)現(xiàn)：在光球?qū)拥谋砻嬗械拿髁劣械纳畎?。這種明暗斑點(diǎn)是由于這里的溫度高低不同而形成的，比較深暗的斑點(diǎn)叫做“太陽(yáng)黑子”，比較明亮的斑點(diǎn)叫做“光斑”。光斑常在太陽(yáng)表面的邊緣“表演”，卻很少在太陽(yáng)表面的中心區(qū)露面。因?yàn)樘?yáng)表面中心區(qū)的輻射屬于光球?qū)拥妮^深氣層，而邊緣的光主要來(lái)源光球?qū)虞^高部位，所以，光斑比太陽(yáng)表面高些，可以算得上是光球?qū)由系?ldquo;高原”。
光斑也是太陽(yáng)上一種強(qiáng)烈風(fēng)暴，天文學(xué)家把它戲稱(chēng)為“高原風(fēng)暴”。不過(guò)，與烏云翻滾，大雨滂沱，狂風(fēng)卷地百草折的地面風(fēng)暴相比，“高原風(fēng)暴”的性格要溫和得多。光斑的亮度只比寧?kù)o光球?qū)勇詮?qiáng)一些，一般只大10%;溫度比寧?kù)o光球?qū)痈?00℃。許多光斑與太陽(yáng)黑子還結(jié)下不解之緣，常常環(huán)繞在太陽(yáng)黑子周?chē)?ldquo;表演”。少部分光斑與太陽(yáng)黑子無(wú)關(guān)，活躍在70°高緯區(qū)域，面積比較小，光斑平均壽命約為15天，較大的光斑壽命可達(dá)三個(gè)月。光斑不僅出現(xiàn)在光球?qū)由?，色球?qū)由弦灿兴顒?dòng)的場(chǎng)所。當(dāng)它在色球?qū)由?ldquo;表演”時(shí)，活動(dòng)的位置與在光球?qū)由下睹鏁r(shí)大致吻合。不過(guò)，出現(xiàn)在色球?qū)由系牟唤?ldquo;光斑”，而叫“譜斑”。實(shí)際上，光斑與譜斑是同一個(gè)整體，只是因?yàn)樗鼈兊?ldquo;住所”高度不同而已，這就好比是一幢樓房，光斑住在樓下，譜斑住在樓上。
米粒組織
米粒組織是太陽(yáng)光球?qū)由系囊环N日面結(jié)構(gòu)。呈多角形小顆粒形狀，得用天文望遠(yuǎn)鏡才能觀測(cè)到。米粒組織的溫度比米粒間區(qū)域的溫度約高300℃，因此，顯得比較明亮易見(jiàn)。雖說(shuō)它們是小顆粒，實(shí)際的直徑也有1000公里～2000公里。
明亮的米粒組織很可能是從對(duì)流層上升到光球的熱氣團(tuán)，不隨時(shí)間變化且均勻分布，且呈現(xiàn)激烈的起伏運(yùn)動(dòng)。米粒組織上升到一定的高度時(shí)很快就會(huì)變冷，并馬上沿著上升熱氣流之間的空隙處下降;壽命也非常短暫來(lái)去匆匆，從產(chǎn)生到消失，幾乎比地球大氣層中的云消煙散還要快平均壽命只有幾分鐘，此外，發(fā)現(xiàn)的超米粒組織，其尺度達(dá)3萬(wàn)公里左右，壽命約為20小時(shí)。
太陽(yáng)風(fēng)
太陽(yáng)風(fēng)是一種連續(xù)存在，來(lái)自太陽(yáng)并以200-800km/s的速度運(yùn)動(dòng)的等離子體流這種物質(zhì)雖然與地球上的空氣不同，不是由氣體的分子組成，而是由更簡(jiǎn)單的比原子還小一個(gè)層次的基本粒子——質(zhì)子和電子等組成，但它們流動(dòng)時(shí)所產(chǎn)生的效應(yīng)與空氣流動(dòng)十分相似，所以稱(chēng)它為太陽(yáng)風(fēng)。
當(dāng)然，太陽(yáng)風(fēng)的密度與地球上的風(fēng)的密度相比，是非常非常稀薄而微不足道的，一般情況下，在地球附近的行星際空間中，每立方厘米有幾個(gè)到幾十個(gè)粒子。而地球上風(fēng)的密度則為每立方厘米有2687億億個(gè)分子。太陽(yáng)風(fēng)雖然十分稀薄，但它刮起來(lái)的猛烈勁卻遠(yuǎn)遠(yuǎn)勝過(guò)地球上的風(fēng)。在地球上，12級(jí)臺(tái)風(fēng)的風(fēng)速是每秒32.5米以上而太陽(yáng)風(fēng)的風(fēng)速，在地球附近卻經(jīng)常保持在每秒350～450千米，是地球風(fēng)速的上萬(wàn)倍，最猛烈時(shí)可達(dá)每秒800千米以上。
太陽(yáng)風(fēng)從太陽(yáng)大氣最外層的日冕，向空間持續(xù)拋射出來(lái)的物質(zhì)粒子流。這種粒子流是從冕洞中噴射出來(lái)的，其主要成分是氫粒子和氦粒子。太陽(yáng)風(fēng)有兩種：一種持續(xù)不斷地輻射出來(lái)，速度較小，粒子含量也較少，被稱(chēng)為“持續(xù)太陽(yáng)風(fēng)”;另一種是在太陽(yáng)活動(dòng)時(shí)輻射出來(lái)，速度較大，粒子含量也較多，這種太陽(yáng)風(fēng)被稱(chēng)為“擾動(dòng)太陽(yáng)風(fēng)”。擾動(dòng)太陽(yáng)風(fēng)對(duì)地球的影響很大，當(dāng)它抵達(dá)地球時(shí)，往往引起很大的磁暴與強(qiáng)烈的極光，同時(shí)也產(chǎn)生電離層騷擾。
冕洞
冕洞的分布區(qū)域可達(dá)太陽(yáng)表面多數(shù)地區(qū)，尤其是在太陽(yáng)的兩極地區(qū)，科學(xué)家已經(jīng)發(fā)現(xiàn)冕洞內(nèi)部存在磁場(chǎng)線(xiàn)的閉合和開(kāi)放，如果磁場(chǎng)線(xiàn)突然打開(kāi)或者閉合，那么太陽(yáng)表面就會(huì)出現(xiàn)較大范圍的冕洞覆蓋現(xiàn)象，其分布區(qū)域遠(yuǎn)大于兩極地區(qū)，冕洞形成時(shí)可攜帶大量的炙熱等離子體，磁場(chǎng)線(xiàn)開(kāi)放的區(qū)域可以看到冕洞的一些細(xì)節(jié)上變化，比如冕洞周?chē)霈F(xiàn)類(lèi)似浪花狀的結(jié)構(gòu)等。
事實(shí)上，冕洞分布在日冕物質(zhì)中密度較低的空間，而且溫度極高，可達(dá)到數(shù)百萬(wàn)度。
太陽(yáng)動(dòng)力學(xué)天文臺(tái)目前正在監(jiān)視太陽(yáng)表面的異常變化，太陽(yáng)正處于為期11年的活動(dòng)周期高峰時(shí)段，未來(lái)我們還將看到強(qiáng)烈的太陽(yáng)耀斑以及日冕物質(zhì)拋射等現(xiàn)象。
這些太陽(yáng)活動(dòng)的背后都有磁場(chǎng)因素的介入，對(duì)太陽(yáng)活動(dòng)的判斷似乎較為困難?？茖W(xué)家還發(fā)現(xiàn)如果冕洞發(fā)生的區(qū)域分布在太陽(yáng)表面的高緯度地區(qū)，那么可形成速度較快的太陽(yáng)風(fēng)。
太陽(yáng)的未來(lái)
太陽(yáng)上絕大多數(shù)的氫正逐漸燃燒轉(zhuǎn)變?yōu)楹?，可以說(shuō)太陽(yáng)正處于最穩(wěn)定的主序星階段。對(duì)太陽(yáng)這樣質(zhì)量的恒星而言，主序星階段約可持續(xù)110億年。恒星由于放出光而慢慢地在收縮，而在收縮過(guò)程中，中心部分的密度就會(huì)增加，壓力也會(huì)升高，使得氫會(huì)燃燒得更厲害，這樣一來(lái)溫度就會(huì)升高，太陽(yáng)的亮度也會(huì)逐漸增強(qiáng)。太陽(yáng)自從45億年前進(jìn)入主序星階段到如今，太陽(yáng)光的亮度增強(qiáng)了30%，預(yù)計(jì)今后還會(huì)繼續(xù)增強(qiáng)，使地球溫度不斷升高。
65億年后，當(dāng)太陽(yáng)的主序星階段結(jié)束時(shí)，預(yù)計(jì)太陽(yáng)光的亮度將是如今的2.2倍，而地球的平均溫度要比如今高60℃左右。屆時(shí)就算地球上仍有海水，恐怕也快被蒸發(fā)光了。若僅從平均溫度來(lái)看，火星反而會(huì)是最適宜人類(lèi)居住的星球。在主序星階段，因恒星自身引力而造成收縮的這股向內(nèi)的力和因燃燒而引起的向外的力會(huì)互相牽制而達(dá)到平衡。但在65億年后，太陽(yáng)中心部分的氫會(huì)燃盡，最后只剩下其周?chē)那驓畈糠钟袣淙紵?。在球殼?nèi)不再燃燒的區(qū)域，由于抵消引力的向外的力減弱而開(kāi)始急速收縮，此時(shí)太陽(yáng)會(huì)越來(lái)越亮，球殼外側(cè)部分因受到影響而導(dǎo)致溫度升高并開(kāi)始膨脹，這便是另一個(gè)階段--紅巨星階段的開(kāi)始。紅巨星階段會(huì)持續(xù)數(shù)億年，其間太陽(yáng)的亮度會(huì)達(dá)到如今的2000倍，木星和土星周?chē)臏囟纫矔?huì)升高，木星的冰衛(wèi)星以及作為土星特征的環(huán)都會(huì)被蒸發(fā)得無(wú)影無(wú)蹤，最后，太陽(yáng)的外層部分甚至?xí)蛎浀饺缃竦牡厍蜍壍栏浇?/p>
另一方面，從外層部分會(huì)不斷放出氣體，最終太陽(yáng)的質(zhì)量會(huì)減至主序星階段的60%。因太陽(yáng)引力減弱之故，行星開(kāi)始遠(yuǎn)離太陽(yáng)。當(dāng)太陽(yáng)質(zhì)量減至原來(lái)的60%時(shí)，行星和太陽(yáng)的距離要比現(xiàn)在擴(kuò)大70%。這樣一來(lái)，雖然水星和金星被吞沒(méi)的可能性極大，但地球在太陽(yáng)外層部分到達(dá)之前應(yīng)該會(huì)拉大距離而存活下來(lái)，火星和木星型行星(木星，土星，天王星，海王星)也會(huì)存活下來(lái)。
像太陽(yáng)這般質(zhì)量的星球，在其密度已變得非常高的中心部分只會(huì)收縮到一定程度，也就是溫度只會(huì)升高到某種程度，中心部分的火會(huì)漸漸消失。太陽(yáng)逐漸失去光芒，膨脹的外層部分將收縮，冷卻成致密的白矮星。通過(guò)紅巨星時(shí)代考驗(yàn)而存留下來(lái)的行星將會(huì)繼續(xù)圍繞太陽(yáng)運(yùn)行，所有一切都將被凍結(jié)，最后太陽(yáng)系迎接的將會(huì)是寂靜狀態(tài)的結(jié)束。
若太陽(yáng)這種恒星變?yōu)榘装?，每秒自轉(zhuǎn)一周。密度至少為1.41*10¹¹kg/m³。
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