人类对太阳这颗在宇宙形成已有46亿年的发光的神秘之星的许多认识正因有了来自4颗太空探测卫星送回的观测信息而受到冲击。

太阳物质屡屡爆炸,太阳浆流朝着太阳深渊急泻而下,巨大的气团回旋上升达数百万公里之高……这些就是太阳表面的一些非常规现象,也是最低程度的太阳活动。直至今日人类拥有了一组由4颗太空探测卫星(“索霍号”、“尤利斯号”、“温德号”和“特拉斯号”)组成的宇宙观测系统。它们担负着揭示部分太阳奥秘的使命。在最近几个月的观测过程中,它们清楚地发回了动荡不息的太阳表面之信息。这些信息事实上正使得人类对太阳已有的认识有一个巨变。在未来的数年里,也就是在下一世纪初,随着太阳周期接近其远地点,科学家们将会有许多令人惊奇的新发现。

日冕消除之谜

多少年来,天文学家一直对太阳大气层最外层—日冕的极热现象感到疑惑,日冕的温度确实极高。如何去解释日晕周围那一层薄晕的温度达摄氏100万至300万度,而日晕下层(光球内部)的温度却降至摄氏6000度这种自然现象呢?又是什么原因使得太阳大气层外的行星际空间变得极冷?为此科学家们作了一些假设,如不息的彗星雨、太阳火山爆发等现象,但他们均未作出具体证明。

人类终于通过“索霍号”卫星找到了答案。科学家感到惊讶的是:原来日冕的热来自离太阳表面约15万公里深处的热源。该热源永久地激励起包络太阳表面的磁毯。大量的磁积聚造成太阳表面物质强烈沸腾,各种小环状物质平均每40小时消散一次。磁场的磁力线在日冕中消散时引发了电磁短路,从而生成强大的电流,磁环引发的电流不断地加热日冕,类似电灯泡灯丝通电发亮。

太阳信风

兴起在太平洋和大西洋上的东风我们称其为地球信风。与地球信风相似的太阳表面巨大电离热气流将太阳南北两半球紧紧地环绕。最近10年来,人们总认为这些气流只存在于太阳表面。天文学家确实到了应该改进自己的认识的时候。根据“索霍号"卫星发回的信息,太阳信风在距太阳表面至少2万公里的深处移动。在11年的太阳周期里,太阳信风形成了6条宽65000公里且循着一条螺旋状轨道移动的带状气流。该气流来自太阳中纬度并向太阳赤道运动。太阳信风的存在这一事实表明:太阳赤道部分要比太阳两极转动得快。

太阳的原始陆龙卷

科学家们已经第一次目睹到了太阳的原始陆龙卷景观,即太阳大气层中直往上升的巨大旋转气团云。此现象与地球上的龙卷风极为相似,只是太阳的原始陆龙卷强度要比地球龙卷风强度大得多。事实上,太阳上的有些气团旋风大到可以把整个地球包含在内,即使有强于地球龙卷1000倍的风力也无法对这些太阳气团旋风起作用。“索霍号”卫星上的仪器还记录下了时速达50万公里的太阳狂风,而地球龙卷风时速至多只有400或500公里。

太阳陆龙卷发端于太阳大气层下层,随后朝大气层外层呈螺旋状卷动,达到一定速度时便直冲向太阳系。迄今为止,人类只记录了太阳表面巨风暴最大强度的1/12,太阳陆龙卷也可能是太阳风和某些风速特快的太阳风暴之原动力之一。人造卫星以及地球上的电系统时常会遭太阳风和太阳风暴的破坏。

从天体的“表”到天体的“里”

太阳外层不是人们所想象得那么薄。人们将包络太阳的外层想象成一层流动的“皮”,这一包络层以每小时约80公里的速度从太阳赤道向太阳两极缓慢流动。但是我们根本料想不到此非太阳表面的运动,而是出现在太阳25,000公里深处的一自然现象。实际上,太阳表面很像一片朝着太阳两极运动的辽阔的深海洋,也就是说像一片很奇特地朝着与太阳黑子和太阳带状物运动的反向运动的海洋。

在两极盛兴的太阳风

太阳风在行星际环境中不断地兴起,其速度在每秒400至800公里之间。因此每秒钟就有160万吨等离子气体脱离太阳,直至今日天文学家还误认为太阳赤道区域是太阳风主要生成区。他们的错误来源于一个现象:以前所有的太空探测器无不在行星轨道平面内运行,即在太阳赤道区域周围运行;以前截取到的太阳风几乎都来自太阳赤道区域。然而自从有了“尤利斯号”太空探测器,情况就不同了。美国和欧洲联合研制的这颗新颖小巧的太空探测器由于受木星引力的作用而成功地脱离了黄道平面,这颗小型探测器今后将循着一条几乎跟地球轨道垂直的轨道遨游太空。它已经首次飞越了地球的南北两极。科学家已经能够观测到:在不被人注意的高纬度地区太阳风似乎会加强,这就是所谓的极地风。它与赤道风不同,是太阳风的主要组成。

太阳火山喷发揭秘

太阳火山喷发的起因长期以来是一个谜。然而,研究人员经过几个月对巨大火环成形观测以及对巨大冠状块喷向宇宙之现象的观测,已经弄清了太阳火山喷发现象的起因。太阳球体摄动波以每小时150万公里的速度迅速传播开来,且伴随着太阳黑子的出现。这种波将积存在多处的复杂“磁节”中的能量释放出来,大量的带电微粒被排向太阳系。在地球极地上空出现的北极光以及地球磁暴就是由这些带电微粒引起的。火山喷发的震波会在太阳内部引起太阳震。1996年7月9日,一次中等程度的太阳火山喷发在太阳内部引起的太阳震其程度是1906年那起摧毁旧金山的地震的40000多倍,当时的那起地震震级达11.3级。

射 流

在太阳极地附近,即纬度为75度的太阳表面下,在宽约为30000公里的椭圆形区域里,流淌着一种物质,其流速达到每小时130公里(比其周围物质流速快约10%)。该流动物质的作用与地球上射流的作用很相似。不断变动其强度和路径的强劲太阳西风会扰乱地球的气候。

[Sciences at Avenir,1998年7月]