關于太陽的經典神話傳說故事(2)
關于太陽的經典神話傳說故事
太陽的旋轉
公轉
太陽繞銀河系中心公轉,繞銀河系中心公轉周期約2.5×10⁸年。銀河系中心可能有巨大黑洞,但它周圍布滿了恒星,所以看上去象“銀盤”。這些恒星都繞“銀核”公轉。與地球公轉不同,這些恒星公轉每繞一周離“銀核”會更近。
自轉
太陽和其它天體一樣,也在圍繞自己的軸心自西向東自轉,但觀測和研究表明,太陽表面不同的緯度處,自轉速度不一樣。在赤道處,太陽自轉一周需要25.4天,而在緯度40處需要27.2天,到了兩極地區,自轉一周則需要35天左右。這種自轉方式被稱為“較差自轉”。
太陽的活動
太陽看起來很平靜,實際上無時無刻不在發生劇烈的活動。太陽由里向外分別為太陽核反應區、太陽對流層、太陽大氣層。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源。太陽表面和大氣層中的活動現象,諸如太陽黑子、耀斑和日冕物質噴發(日珥)等,會使太陽風大大增強,造成許多地球物理現象──例如極光增多、大氣電離層和地磁的變化。
太陽活動和太陽風的增強還會嚴重干擾地球上無線電通訊及航天設備的正常工作,使衛星上的精密電子儀器遭受損害,地面通訊網絡、電力控制網絡發生混亂,甚至可能對航天飛機和空間站中宇航員的生命構成威脅。因此,監測太陽活動和太陽風的強度,適時作出“空間氣象”預報,越來越顯得重要。
黑子
4000年前古時候祖先肉眼都看到了像3條腿的烏鴉的黑子,通過一般的光學望遠鏡觀測太陽,觀測到的是光球層的活動。在光球上常??梢钥吹胶芏嗪谏唿c,它們叫做“太陽黑子”。太陽黑子在日面上的大小、多少、位置和形態等,每天都不同。太陽黑子是光球層物質劇烈運動而形成的局部強磁場區域,也是光球層活動的重要標志。長期觀測太陽黑子就會發現,有的年份黑子多,有的年份黑子少,有時甚至幾天,幾十天日面上都沒有黑子。天文學家們早就注意到,太陽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,太陽黑子有平均11年的活動周期,這也是整個太陽的活動周期。天文學家把太陽黑子最多的年份稱之為“太陽活動峰年”,把太陽黑子最少的年份稱之為“太陽活動谷年”。
經過數世紀的研究,人類對太陽黑子的研究已經有了一定的成果。
分為以下幾點:
1.太陽黑子是太陽表面溫度相對較低而顯得黑的區域。
2.黑子會對地球的磁場和電離層產生干擾,指南針不能正確指示方向,動物迷路,無線電通訊受到嚴重影響或中斷,直接危害飛機、輪船、人造衛星等通訊系統安全。
太陽黑子活動的高峰期,太陽會發射大量的高能粒子流與X射線,引起地球磁暴現象,導致氣候異常,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,太陽黑子的活動,還會引起生物體物質出現電離現象,引起感冒病毒中遺傳因子變異,或者發生突變性的遺傳,產生強感染力的亞型流感病毒,形成流行性感冒,或者導致人體的生理發生其他復雜的生化反應,影響健康。
因此,太陽黑子量達到高峰期時,人類要及早預防流行性疾病。
有趣的是,一位瑞士天文學家發現,太陽黑子多的時候,氣候干燥,農業豐收,黑子少的時候,暴雨成災。地震工作者發現,太陽黑子數目增多的時候,地球上的地震也多。植物學家發現,植物的生長也隨著太陽黑子的出現而呈現11年周期的變化,黑子多長得快,黑子少長得慢。
耀斑
太陽耀斑是一種劇烈的太陽活動,是太陽能量高度集中釋放的過程。一般認為發生在色球層中,所以也叫“色球爆發”。其主要觀測特征是,日面上(常在黑子群上空)突然出現迅速發展的亮斑閃耀,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。特別是在太陽活動峰年,耀斑出現頻繁且強度變強。
別看它只是一個亮點,一旦出現,簡直是一次驚天動地的大爆發。這一增亮釋放的能量相當于10萬至100萬次強火山爆發的總能量,或相當于上百億枚百噸級氫彈的爆炸;而一次較大的耀斑爆發,在一二十分鐘內可釋放10的25次冪焦耳的巨大能量。
除了日面局部突然增亮的現象外,耀斑更主要表現在從射電波段直到X射線的輻射通量的突然增強;耀斑所發射的輻射種類繁多,除可見光外,有紫外線、X射線和伽瑪射線,有紅外線和射電輻射,還有沖擊波和高能粒子流,甚至有能量特高的宇宙射線。
耀斑對地球空間環境造成很大影響。太陽色球層中一聲爆炸,地球大氣層即刻出現繚繞余音。耀斑爆發時,發出大量的高能粒子到達地球軌道附近時,將會嚴重危及宇宙飛行器內的宇航員和儀器的安全。當耀斑輻射來到地球附近時,與大氣分子發生劇烈碰撞,破壞電離層,使它失去反射無線電電波的功能。無線電通信尤其是短波通信,以及電視臺、電臺廣播,會受到干擾甚至中斷。耀斑發射的高能帶電粒子流與地球高層大氣作用,產生極光,并干擾地球磁場而引起磁暴。
此外,耀斑對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為如此,人們對耀斑爆發的探測和預報的關切程度與日俱增,正在努力揭開耀斑的奧秘。
光斑
太陽光球層上比周圍更明亮的斑狀組織。用天文望遠鏡對它觀測時,常常可以發現:在光球層的表面有的明亮有的深暗。這種明暗斑點是由于這里的溫度高低不同而形成的,比較深暗的斑點叫做“太陽黑子”,比較明亮的斑點叫做“光斑”。光斑常在太陽表面的邊緣“表演”,卻很少在太陽表面的中心區露面。因為太陽表面中心區的輻射屬于光球層的較深氣層,而邊緣的光主要來源光球層較高部位,所以,光斑比太陽表面高些,可以算得上是光球層上的“高原”。
光斑也是太陽上一種強烈風暴,天文學家把它戲稱為“高原風暴”。不過,與烏云翻滾,大雨滂沱,狂風卷地百草折的地面風暴相比,“高原風暴”的性格要溫和得多。光斑的亮度只比寧靜光球層略強一些,一般只大10%;溫度比寧靜光球層高300℃。許多光斑與太陽黑子還結下不解之緣,常常環繞在太陽黑子周圍“表演”。少部分光斑與太陽黑子無關,活躍在70°高緯區域,面積比較小,光斑平均壽命約為15天,較大的光斑壽命可達三個月。光斑不僅出現在光球層上,色球層上也有它活動的場所。當它在色球層上“表演”時,活動的位置與在光球層上露面時大致吻合。不過,出現在色球層上的不叫“光斑”,而叫“譜斑”。實際上,光斑與譜斑是同一個整體,只是因為它們的“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
米粒組織是太陽光球層上的一種日面結構。呈多角形小顆粒形狀,得用天文望遠鏡才能觀測到。米粒組織的溫度比米粒間區域的溫度約高300℃,因此,顯得比較明亮易見。雖說它們是小顆粒,實際的直徑也有1000公里~2000公里。
明亮的米粒組織很可能是從對流層上升到光球的熱氣團,不隨時間變化且均勻分布,且呈現激烈的起伏運動。米粒組織上升到一定的高度時很快就會變冷,并馬上沿著上升熱氣流之間的空隙處下降;壽命也非常短暫來去匆匆,從產生到消失,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,發現的超米粒組織,其尺度達3萬公里左右,壽命約為20小時。
太陽風
太陽風是一種連續存在,來自太陽并以200-800km/s的速度運動的等離子體流這種物質雖然與地球上的空氣不同,不是由氣體的分子組成,而是由更簡單的比原子還小一個層次的基本粒子——質子和電子等組成,但它們流動時所產生的效應與空氣流動十分相似,所以稱它為太陽風。
當然,太陽風的密度與地球上的風的密度相比,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,每立方厘米有幾個到幾十個粒子。而地球上風的密度則為每立方厘米有2687億億個分子。太陽風雖然十分稀薄,但它刮起來的猛烈勁卻遠遠勝過地球上的風。在地球上,12級臺風的風速是每秒32.5米以上而太陽風的風速,在地球附近卻經常保持在每秒350~450千米,是地球風速的上萬倍,最猛烈時可達每秒800千米以上。
太陽風從太陽大氣最外層的日冕,向空間持續拋射出來的物質粒子流。這種粒子流是從冕洞中噴射出來的,其主要成分是氫粒子和氦粒子。太陽風有兩種:一種持續不斷地輻射出來,速度較小,粒子含量也較少,被稱為“持續太陽風”;另一種是在太陽活動時輻射出來,速度較大,粒子含量也較多,這種太陽風被稱為“擾動太陽風”。擾動太陽風對地球的影響很大,當它抵達地球時,往往引起很大的磁暴與強烈的極光,同時也產生電離層騷擾。
冕洞
冕洞的分布區域可達太陽表面多數地區,尤其是在太陽的兩極地區,科學家已經發現冕洞內部存在磁場線的閉合和開放,如果磁場線突然打開或者閉合,那么太陽表面就會出現較大范圍的冕洞覆蓋現象,其分布區域遠大于兩極地區,冕洞形成時可攜帶大量的炙熱等離子體,磁場線開放的區域可以看到冕洞的一些細節上變化,比如冕洞周圍出現類似浪花狀的結構等。
事實上,冕洞分布在日冕物質中密度較低的空間,而且溫度極高,可達到數百萬度。
太陽動力學天文臺目前正在監視太陽表面的異常變化,太陽正處于為期11年的活動周期高峰時段,未來我們還將看到強烈的太陽耀斑以及日冕物質拋射等現象。
這些太陽活動的背后都有磁場因素的介入,對太陽活動的判斷似乎較為困難??茖W家還發現如果冕洞發生的區域分布在太陽表面的高緯度地區,那么可形成速度較快的太陽風。
太陽的未來
太陽上絕大多數的氫正逐漸燃燒轉變為氦,可以說太陽正處于最穩定的主序星階段。對太陽這樣質量的恒星而言,主序星階段約可持續110億年。恒星由于放出光而慢慢地在收縮,而在收縮過程中,中心部分的密度就會增加,壓力也會升高,使得氫會燃燒得更厲害,這樣一來溫度就會升高,太陽的亮度也會逐漸增強。太陽自從45億年前進入主序星階段到如今,太陽光的亮度增強了30%,預計今后還會繼續增強,使地球溫度不斷升高。
65億年后,當太陽的主序星階段結束時,預計太陽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。屆時就算地球上仍有海水,恐怕也快被蒸發光了。若僅從平均溫度來看,火星反而會是最適宜人類居住的星球。在主序星階段,因恒星自身引力而造成收縮的這股向內的力和因燃燒而引起的向外的力會互相牽制而達到平衡。但在65億年后,太陽中心部分的氫會燃盡,最后只剩下其周圍的球殼狀部分有氫燃燒。在球殼內不再燃燒的區域,由于抵消引力的向外的力減弱而開始急速收縮,此時太陽會越來越亮,球殼外側部分因受到影響而導致溫度升高并開始膨脹,這便是另一個階段--紅巨星階段的開始。紅巨星階段會持續數億年,其間太陽的亮度會達到如今的2000倍,木星和土星周圍的溫度也會升高,木星的冰衛星以及作為土星特征的環都會被蒸發得無影無蹤,最后,太陽的外層部分甚至會膨脹到如今的地球軌道附近。
另一方面,從外層部分會不斷放出氣體,最終太陽的質量會減至主序星階段的60%。因太陽引力減弱之故,行星開始遠離太陽。當太陽質量減至原來的60%時,行星和太陽的距離要比現在擴大70%。這樣一來,雖然水星和金星被吞沒的可能性極大,但地球在太陽外層部分到達之前應該會拉大距離而存活下來,火星和木星型行星(木星,土星,天王星,海王星)也會存活下來。
像太陽這般質量的星球,在其密度已變得非常高的中心部分只會收縮到一定程度,也就是溫度只會升高到某種程度,中心部分的火會漸漸消失。太陽逐漸失去光芒,膨脹的外層部分將收縮,冷卻成致密的白矮星。通過紅巨星時代考驗而存留下來的行星將會繼續圍繞太陽運行,所有一切都將被凍結,最后太陽系迎接的將會是寂靜狀態的結束。
若太陽這種恒星變為白矮星,每秒自轉一周。密度至少為1.41*10¹¹kg/m³。
猜你喜歡:
1.端午節的傳說故事
2.寒食節的傳說故事
