密密麻麻?沒錯!這就是太陽的表面,它長這樣
自存在之初,我們就目睹太陽從地平線上升起,使地球沐浴在陽光和溫暖之中。我們確切地知道它從蔚藍上空掠過時的樣子,我們甚至知道它從太陽系內(nèi)其他行星的位置看起來是什么樣的。但近距離觀看它時是什么樣子的?
當(dāng)我們凝視太陽的表面時,我們能看到什么?太陽是唯一一個我們能夠仔細觀察的恒星,它為我們了解其他的恒星提供了一個基礎(chǔ)。我們越能更好地了解其它恒星,我們就能對銀河系產(chǎn)生更多的認識。近年來,美國國家航天局(NASA)已經(jīng)成功地觸摸到我們最臨近的恒星(——太陽),當(dāng)帕克太陽探測器飛越過它充滿敵意的大氣層,捕捉到了這段令人難以置信的延時鏡頭。
這段視頻是在探測器最接近它時拍攝的,顯示了被稱作冕流的帶電氣體和等離子體條層噴射到太空中。這只是一個小例子,說明你離太陽越近,它就會變得多么怪異。但其實我們不一定必須到太陽上去研究它。幾十年來,天文學(xué)家們使用過多種工具,包括地面望遠鏡和地球軌道飛行器,來研究它神秘的灼熱層。太陽是一個由難以想象的高溫等離子體組成的巨大球體。
它沒有任何固體,這意味著它沒有像地球一樣清楚明顯的固體表面。相反,它是幾乎全部由氫和氦組成的層構(gòu)成的,所以太陽表面被認為是第一個可見的層。地球白天沐浴的光源自于太陽內(nèi)核深處的核聚變反應(yīng)。光是由一種叫光子的粒子構(gòu)成,光子在太陽內(nèi)部來回跳躍,但整體上逐漸向外移動,同時一次又一次地與原子發(fā)生碰撞。數(shù)萬年后,光子將會到達一個低密度等離子體層,使得他們能夠逃逸到太空中,這個層通常被視作太陽的表面——光球?qū)印?/p>
盡管我們稱它為表面,但光球?qū)悠鋵嵤翘柎髿鈱拥牡谝粚?。它是我們能夠直接觀察到的最深處。它的厚度約為400公里,250英里深,但相對于占整個太陽系質(zhì)量的99.86%的太陽整而言它很薄。
太陽表面溫度達到了5500℃(10000℉),灼熱得足以融化鉆石。這段壯觀的鏡頭拍攝了太陽的表面,展示了細胞狀結(jié)構(gòu)的動態(tài)變化,看這些等離子在形狀和大小上的動態(tài)移動和演變——這是人類歷史上迄今為止最細致的太陽影像?,F(xiàn)在,你所看到的是光逃逸太陽進入太空前需要穿過的最后一層障礙。
這些光子花了幾千年的時間才走到這一步,隨后它們將向四面八方發(fā)射,其中一些光子將在8分20秒后到達地球。這段鏡頭是用井上建太陽望遠鏡拍攝的,是目前所有拍攝光球的圖像中分辨率最高的,展示了小到30公里(18英里)的結(jié)構(gòu)。之所以光球看起來像在冒泡,是因為來自太陽內(nèi)部的熱等離子體上升到表面,冷卻并在對流過程中沉降下來。
例如,當(dāng)水在沸騰的鍋中冒泡時,也可以觀察到同樣的過程。明亮的區(qū)域是剛剛升起的熱等離子體,黑暗的邊緣則是等離子體冷卻并沉回太陽內(nèi)部的地方,每個細胞狀結(jié)構(gòu)約為美國德克薩斯州大小。稀稀拉拉地散布在光球上的還有一些巨大的黑暗特征,被稱為太陽黑子,大小與行星差不多,看起來很暗是因為它們比周圍的環(huán)境要冷得多,實則溫度低了約兩三千攝氏度。太陽黑子的形成是由于太陽強大的磁場干擾使一些熱量無法逸出到達表面。
磁場非?;钴S,經(jīng)常、交叉和重組,同時頻頻引起突發(fā)的強大能量爆炸——也就是太陽耀斑。有時耀斑還伴隨著日冕物質(zhì)拋射,即包含數(shù)十億噸帶電粒子的巨大氣泡,以極高的速度噴射到太空。正如這段鏡頭所展示的那樣,觀察這些巨大的能量爆發(fā)真是嘆為觀止。
畢竟,這可是全太陽系之中規(guī)模最大、最具爆炸性的事件啊。盡管成百上千年來人類已經(jīng)習(xí)慣了看到碧空之中一輪烈日灼灼其華,但是直到最近我們才擁有了足夠的技術(shù)和知識,可以越過太陽強大的光芒,研究它沸騰冒泡的炫酷表面。通過深入了解光球和監(jiān)測磁場變化,天文學(xué)家可以預(yù)測什么時候會發(fā)生有可能擾亂地球上的衛(wèi)星和電網(wǎng)的潛在危險的太陽風(fēng)暴。
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