编者按:"浩瀚的空天还有许多未知的奥秘有待探索",为此,中科院之声与中国科学院国家空间科学中心联合开设“Calling太空”科普专栏,为大家讲述有趣的故事,介绍一些与空间科学和航天相关的知识。
太阳是什么?What?这还问?万物之源啊!!!
提到“太阳”两字,优美的旋律会脱口而出,“太阳太阳像一把金梭,月亮月亮像一把银梭……”哦,Sorry!这首歌可能暴露了你的年龄,那来首小朋友的“我有一个美丽的愿望,长大以后能播种太阳……”
除此之外,太阳有很多面也许你还不知道。今天就一起了解一下这个熟悉但却又陌生、似乎简单却又神秘的“巨星”吧!
1、你眼睛之外的太阳
首先,太阳不是一个固体“大疙瘩”。太阳自身能够发光发热,其表面温度有5700℃,内部温度更高,在这样的高温条件下所有物质都被电离。因此,太阳本质上是个炽热的“大气球”。构成这个气体球的化学成分以氢和氦为主,分别占太阳总质量的71%和27%,其它为各种重元素。
太阳半径约70万公里,是地球半径的109倍,大约相当于地月往返距离。由此,可计算出太阳的体积为130万个地球的体积。如果把直径25米的北京天文馆大圆顶比作太阳,那么地球只相当于一个足球的大小。可见,相对地球来说,太阳绝对是一个庞然大物。
(图片来源于https://image.baidu.com)
如此之大的太阳,在地球上看来却不过圆盘大小,原因是太阳距离我们“太远”了。太阳距离地球大约1亿5千万公里。这样长的距离,人们在日常生活中是难以想象的。如果高速飞机以3600公里/小时的速度从地球昼夜不停地飞到太阳,大约需要4.75年,即使以第二宇宙速度11.2公里/秒飞行的火箭从地球到太阳,也需要154天。不过,太阳光却只需大约8分钟就能走完。
就像地球内部有分层结构、外部有大气层一样,根据物理性质的不同,太阳从内到外也可分成若干层次。我们肉眼看到的发光圆球只不过是太阳的一个圈层——光球。光球以内是太阳内部,从里到外依次分为核心、辐射层和对流层;光球以外是色球和日冕,它们与光球统称为太阳大气。太阳内部几乎集中了太阳的全部物质。然而,由于来自内部的辐射被上面的太阳大气包裹得“密不透光”,所以在地球上看不到这些层次,其性质只能依靠对太阳大气的观测来进行理论推测。
(图片来源于《太阳风暴揭秘》)
2、长青春痘的太阳
太阳的光球并非像肉眼通常看到的那样“光洁无瑕”,也会长“青春痘”,其表面上时常会出现一些深暗色的斑点——太阳黑子。因为“脸”大,“痘”也特别大。
(图片来源于https://image.baidu.com)
黑子其实并不黑,只是因为它的温度比光球低,才在明亮的光球背景衬托下显得黑。导致黑子温度低的直接原因则是它自身具有强磁场,磁场强度约在1000~4000高斯之间,比地球上的磁场强度高上一万倍。强磁场能够抑制太阳内部能量通过对流的方式向外传递。所以,当强磁场浮现到太阳表面时,该区域的背景温度缓慢地从5700℃降至4000℃左右,使该区域以暗点形式出现,即黑子产生。
黑子倾向于成群出现。一个发展成熟的典型黑子群由两部分组成,由于太阳自转,西边的部分总在前面,称为前导部分;与其对应,东边的就称为后随部分。前导和后随黑子的磁场极性相反,一个表现得如北磁极(N),另一个则表现得如南磁极(S),这样的黑子群也因此称为双极黑子群。一般黑子“痘”越大,磁场极性越复杂,磁场强度越大。
(图片来源于《太阳风暴揭秘》)
3、情绪起伏的太阳
如果你是辅导过作业的家长,瞬间会被点燃,张牙舞爪,但也有心平气和的时候吧?万一熊孩子作业写对了呢?
太阳,一样!