版權(quán)歸原作者所有，如有侵權(quán)，請(qǐng)聯(lián)系我們

你見(jiàn)過(guò)太陽(yáng)發(fā)笑嗎？現(xiàn)在就展示給你一張?zhí)?yáng)發(fā)笑的實(shí)拍照片：

這是NASA的太陽(yáng)動(dòng)力學(xué)天文臺(tái)用衛(wèi)星于2022年10月26日捕捉到的，29日發(fā)表在美英的許多媒體和科學(xué)網(wǎng)站上。這個(gè)“微笑”看起來(lái)很形象，但仔細(xì)看卻透露出詭異。那么這個(gè)微笑到底預(yù)示著什么呢？

我們知道，太陽(yáng)是太陽(yáng)系唯一的恒星，相對(duì)地球等行星是個(gè)巨無(wú)霸，它直徑有139.2萬(wàn)千米，質(zhì)量占有了整個(gè)太陽(yáng)系的99.86%。也就是說(shuō)太陽(yáng)系的八大行星、數(shù)百顆衛(wèi)星、還有矮行星、小行星、彗星、塵埃等加起來(lái)質(zhì)量也只占有0.14%。

巨大的體積和質(zhì)量，使太陽(yáng)核心具有極高的溫度和壓力，極端條件導(dǎo)致氫原子被剝離了外層電子，氫核被擠壓在一起不斷的融合成氦核，這就是所謂的核聚變。核聚變過(guò)程有約0.7%的質(zhì)量損失，轉(zhuǎn)化為巨大能量，以電磁輻射的方式發(fā)射出來(lái)，讓整個(gè)太陽(yáng)成為一個(gè)巨大的火球。

這個(gè)巨大的火球分為6個(gè)層次，從核心算起，有核反應(yīng)區(qū)、輻射層、對(duì)流層、光球?qū)?、色球?qū)印⑷彰釋?，后面三個(gè)層次統(tǒng)稱為太陽(yáng)的大氣層。

核反應(yīng)區(qū)占據(jù)了整個(gè)太陽(yáng)半徑的25%，也就是核心約35萬(wàn)千米直徑的球心，是核聚變反應(yīng)區(qū)，這里的溫度高達(dá)1500K，壓力達(dá)到3000億個(gè)大氣壓，高溫和高壓迫使氫核聚變持續(xù)進(jìn)行，每秒鐘有6億噸的氫轉(zhuǎn)化為5.958億噸的氦，損失的420萬(wàn)噸質(zhì)量轉(zhuǎn)化為能量。

這個(gè)能量是巨大的，根據(jù)愛(ài)因斯坦質(zhì)能方程E=MC^2計(jì)算，太陽(yáng)每秒鐘釋放的能量達(dá)到3.78*10^26J，相當(dāng)于9億億噸炸藥同時(shí)爆炸釋放的能量，也就是7萬(wàn)億顆廣島原子彈同時(shí)爆炸釋放的能量。

這些能量到哪里去了呢，就是逐步從太陽(yáng)核心，不斷向太陽(yáng)表面?zhèn)鬟f，最終釋放到了太空中。這個(gè)過(guò)程很復(fù)雜，最初的能量是以最高級(jí)別的電磁輻射γ射線發(fā)出的，經(jīng)過(guò)約42萬(wàn)千米厚的輻射區(qū)，到達(dá)對(duì)流層；再經(jīng)過(guò)約十幾萬(wàn)千米的對(duì)流層到達(dá)光球?qū)印?/p>

我們知道電磁輻射能量從高到低的排列順序是：γ射線、X射線、紫外線、可見(jiàn)光、無(wú)線電波，因此太陽(yáng)的電磁輻射從核心到太陽(yáng)表面能量會(huì)不斷衰減，到達(dá)光球?qū)?，就更多以可?jiàn)光的形式發(fā)出了，這也是我們能夠看到光芒四射的太陽(yáng)的原因。

光球?qū)雍鼙。挥屑s500千米，是一層不透明的氣體薄層，但它確定了太陽(yáng)有一個(gè)清晰的邊界，人眼能看到太陽(yáng)的所有可見(jiàn)光都是從這一層發(fā)射出來(lái)。

在光球?qū)拥纳戏?，則是厚度約2000千米的色球?qū)?，由于這里的可見(jiàn)光極少，只有光球?qū)拥募s1%，因此人眼一般看不到這個(gè)層次，只有在全日食發(fā)生時(shí)有那么短短瞬間，光球的明亮光線被完全遮掩時(shí)，人們可在日冕邊緣看到一圈狹窄的玫瑰紅色，那就是色球?qū)印?/p>

色球?qū)由厦婢褪侨彰釋恿耍@是太陽(yáng)大氣的最外層，厚度達(dá)到數(shù)百萬(wàn)公里。這里的大氣較為稀薄，粒子密度約為10^15/m^3，約是地表大氣的2.7億分之一，但溫度奇高，可達(dá)數(shù)百萬(wàn)度。

太陽(yáng)核聚變的電磁輻射從核心層到光球?qū)?，能量是層層遞減，電磁波譜峰值由核心區(qū)的伽馬射線，到輻射區(qū)的X射線，逐步過(guò)渡到光球?qū)拥目梢?jiàn)光，因此溫度也是層層遞減的，從核心層1500萬(wàn)K，到輻射層700萬(wàn)K～200萬(wàn)K，再到對(duì)流層200萬(wàn)~6000K，到了光球?qū)樱?yáng)溫度就只有6000K~4000K了。

但奇怪的是，到了色球?qū)?，太?yáng)大氣的溫度反而升高，從4000K逐步上升到10萬(wàn)K，并過(guò)渡到100萬(wàn)K；到了最外邊的日冕層，溫度竟高達(dá)數(shù)百萬(wàn)K。這種奇怪現(xiàn)象一直困擾著科學(xué)界，經(jīng)過(guò)多年觀測(cè)研究，已經(jīng)有許多理論來(lái)解釋這種現(xiàn)象，不過(guò)最終尚無(wú)定論。

人們正期盼著NASA2017年發(fā)射的帕克太陽(yáng)能探測(cè)器，在2024年12月鉆入太陽(yáng)日冕層一探究竟，那時(shí)帕克探測(cè)器最近時(shí)距離太陽(yáng)表面只有600萬(wàn)公里，肯定會(huì)得到更多的數(shù)據(jù)和影像資料來(lái)揭示太陽(yáng)這個(gè)秘密。

那么，現(xiàn)在言歸正傳，太陽(yáng)那詭異的微笑是什么，又預(yù)示著什么呢？

簡(jiǎn)單的說(shuō)，那只是太陽(yáng)表面的一些暗斑。就像人臉并不完美，會(huì)有許多大大小小的斑痕一樣，太陽(yáng)也并非我們?nèi)庋劭吹降哪菢訚嵃谉o(wú)瑕，只不過(guò)是被耀眼的明亮掩蓋了一切。太陽(yáng)這個(gè)巨大的等離子球，表面風(fēng)起云涌，還不斷的產(chǎn)生一個(gè)個(gè)“洞”，這些“洞”千奇百怪隨機(jī)出現(xiàn)。

而NASA發(fā)布的那張?zhí)?yáng)笑臉，只不過(guò)是這些“洞”的一次偶然隨機(jī)組合，且正好對(duì)著地球而已。

這些“洞”被科學(xué)家們稱為日冕洞，從日冕洞中會(huì)噴射出高溫帶電等離子物質(zhì)，以時(shí)速200萬(wàn)千米甚至更高的速度涌入太空，這就是太陽(yáng)風(fēng)，這些太陽(yáng)風(fēng)有時(shí)候速度高達(dá)800 ~1000千米每秒，當(dāng)這些日冕洞正對(duì)著地球時(shí)，這些帶電粒子就會(huì)在三到四天來(lái)到地球，對(duì)地球環(huán)境造成影響。

至于會(huì)有多大影響，就要看太陽(yáng)這種“微笑”的“眼睛”或“嘴巴”有多大了，也就是說(shuō)這個(gè)日冕洞越大，噴射出的等離子物質(zhì)就越多，對(duì)地球環(huán)境影響就越大。

天文學(xué)家們預(yù)測(cè)，太陽(yáng)這次“微笑”噴射出的帶電離子風(fēng)會(huì)在三天左右撞入地球磁場(chǎng)，可能會(huì)引起一場(chǎng)小型磁暴，擾亂在軌衛(wèi)星的運(yùn)行，還會(huì)給地面電網(wǎng)帶來(lái)一些波動(dòng)。可見(jiàn)太陽(yáng)這次“微笑”雖然詭異，但只是開(kāi)一個(gè)善意的玩笑，逗逗人類而已。

為此，時(shí)空通訊杜撰一個(gè)諺語(yǔ)：“太陽(yáng)一發(fā)笑，人類嚇一跳”。這里我并未夸張，因?yàn)槿祟惪吹教?yáng)“發(fā)笑”實(shí)際上就是冕洞正對(duì)著地球，其噴射的高能高速物質(zhì)在三四天就會(huì)到達(dá)地球，人類的許多帶電基礎(chǔ)設(shè)施就有可能受損。

而太陽(yáng)耀斑，比冕洞的力量就大多了，我把它形容為“太陽(yáng)一發(fā)怒，地球hold不住”。2022年2月份，一個(gè)耀斑導(dǎo)致的太陽(yáng)風(fēng)就給了地球一個(gè)下馬威：1月29日，美國(guó)太空天氣預(yù)報(bào)中心探測(cè)到一次強(qiáng)烈的太陽(yáng)耀斑活動(dòng)，并預(yù)測(cè)太陽(yáng)拋射出的物質(zhì)和能量在2月1日到達(dá)地球，可能引發(fā)較強(qiáng)地磁暴，這種地磁暴可能持續(xù)數(shù)天。

人們弄不清楚馬斯克為啥還要在2月3日“頂風(fēng)作案”，冒著可能發(fā)生的地磁暴發(fā)射星鏈衛(wèi)星，或許這位有鋼鐵俠稱號(hào)的科技狂人太過(guò)自信，結(jié)果大自然規(guī)律毫不留情的給了他一個(gè)大大的教訓(xùn)，馬斯克這次發(fā)射的49顆星鏈衛(wèi)星被強(qiáng)勁的地磁暴毀滅了40顆。

但總體上，太陽(yáng)在人類出現(xiàn)的數(shù)十萬(wàn)年以來(lái)，還是溫和和善意的，既沒(méi)有大笑也沒(méi)有大哭，甚至沒(méi)有任何傷風(fēng)感冒，更沒(méi)有大怒。我們?cè)囅胍幌拢?yáng)如果某一天突然大怒，拋射出一大塊物質(zhì)朝著地球飛來(lái)，人類以及所有地球生態(tài)很可能就玩完了。

太陽(yáng)太大了，地球只是太陽(yáng)質(zhì)量的33萬(wàn)分之一，體積的130萬(wàn)分之一。地球在太陽(yáng)身邊，就像一粒油菜籽呆在一只籃球邊上，如果這只籃球正好對(duì)著這粒油菜籽漏了點(diǎn)氣，這粒油菜籽就有可能被噴沒(méi)了。

所以，科學(xué)家們不但擔(dān)憂太陽(yáng)“發(fā)笑”，更擔(dān)憂太陽(yáng)“發(fā)怒”。一直以來(lái)，科學(xué)家們都努力研究著太陽(yáng)的性格，制造了各種各樣的觀測(cè)太陽(yáng)望遠(yuǎn)鏡，發(fā)射了許多太陽(yáng)觀測(cè)衛(wèi)星，就是為了弄清太陽(yáng)的活動(dòng)機(jī)制，能夠更早的預(yù)知太陽(yáng)可能發(fā)生的變化，規(guī)避太陽(yáng)帶來(lái)的災(zāi)難。

太陽(yáng)啊，既孕育和呵護(hù)了生命，也可能有一天摧毀生命，它的一笑一顰都牽動(dòng)著人類和生態(tài)萬(wàn)物的生死存亡。人類目前的文明程度還較低，科技水平也較低，如果太陽(yáng)真的發(fā)起了大脾氣，人類還完全無(wú)力應(yīng)對(duì)。

因此，我們只能祈禱太陽(yáng)像過(guò)去一樣，繼續(xù)著溫和與善意，讓太陽(yáng)系唯一的人類文明得以更長(zhǎng)久的延續(xù)。

一些科學(xué)家認(rèn)為，如果大自然和人類自己能夠給自己200年發(fā)展空間，人類整體將發(fā)展到宇宙一級(jí)文明層次，這種文明叫母星級(jí)文明，那時(shí)人類將再也不懼怕來(lái)自地球的各種災(zāi)難；如果能夠延續(xù)5000年，人類整體將發(fā)展到二級(jí)文明層次，這種文明叫恒星級(jí)文明，人類將可以完全控制和利用太陽(yáng)能量，再也不懼怕太陽(yáng)發(fā)怒了。

歡迎掃碼關(guān)注深i科普！

我們將定期推出

公益、免費(fèi)、優(yōu)惠的科普活動(dòng)和科普好物！