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开店宝pos机全国各市客户服务热线人工号码
2025-02-25 00:49:38
开店宝pos机全国各市客户服务热线人工号码

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太阳,这颗距离我们最近的恒星,既是地球生命的摇篮,也是人类(lei)文明的基石。从原始部落的篝火崇拜到现(xian)代社会的清(qing)洁能源革命,从伽利略望远镜下的黑子观(guan)测到帕克(ke)太阳探(tan)测器穿(chuan)越日冕,人类(lei)对太阳的认知逐步深入,在持续不断的“逐日”中(zhong)了解(jie)太阳,在日升日落的轮回里解(jie)码自(zi)然。

约100年(nian)前(qian),英国天文学家爱丁顿曾对爱因斯坦说(shuo),受(shou)不透明度的影响,太阳和其他恒星内部是宇宙中(zhong)最难以探(tan)测的结构。1962年(nian),加州理工大学教授莱顿就偶然发现(xian),太阳表面并非平静如镜,而是一直(zhi)在振荡,仿佛在“呼吸”。在这一发现(xian)的30年(nian)后,天文学家根(gen)据太阳表面的振荡反(fan)演出了太阳的内部结构。透过太阳的“呼吸”,人们进一步认识了太阳。

太阳的影响

呵护万物生长,也“变幻无常”

大约在46亿年(nian)前(qian),一个由气体夹(jia)杂着尘埃的巨大星云在引力扰动下开始坍缩,随着物质(zhi)向中(zhong)心聚集,99.86%的质(zhi)量形成了原始太阳,其余则逐步汇聚成八大行星、矮行星和小行星,其中(zhong)就有我们的地球。经过约3亿年(nian)的漫长演化,地球上诞生了原始生命。

到目前(qian)为止,地球仍是我们所知唯一存在生命的星球。生命之所以能够在地球上出现(xian)并呈现(xian)千姿百态,离不开赖以生存的太阳,太阳为生命的存在和繁衍提(ti)供了不可或缺的光和热(re)。更重要的是,太阳大气日冕不断往外运动形成太阳风,从而吹(chui)出一个被称为日球层的巨大“襁褓”,将太阳系八大行星包裹其中(zhong)。日球层为我们阻挡了70%的宇宙射(she)线(xian),从而使(shi)得地球能够在诡(gui)谲多变的浩瀚宇宙中(zhong)偏居一隅、岁月静好。

然而,太阳也有自(zi)己的“脾气”。太阳上的各种爆发现(xian)象,如太阳耀斑和日冕物质(zhi)抛射(she),释放出来的能量相(xiang)当于上百亿颗原子弹的当量,并将几(ji)十亿吨的物质(zhi)高速抛向太空。一旦这些物质(zhi)撞向地球,有可能产生强烈的地磁暴,严重干扰卫星运行、通信导航,甚(shen)至电网(wang)和石油管(guan)道(dao)的安全。1989年(nian)的太阳爆发导致加拿大魁北克(ke)省水电站的变压器烧毁,2022年(nian)的太阳爆发导致40颗星链卫星坠入大气层。太阳上面还点缀着大大小小的黑子,黑子时多时少,呈现(xian)一个平均约11年(nian)的周(zhou)期。黑子越多、太阳越亮,这就使(shi)得太阳亮度同样呈现(xian)一个11年(nian)的变化周(zhou)期。虽然这种亮度变化幅度很小,却足以影响地球的树木年(nian)轮、洪水,甚(shen)至是小麦的价(jia)格(ge)。1645—1715年(nian)期间(jian),太阳上出现(xian)了几(ji)乎没(mei)有黑子的“蒙德极小期”,这正好对应地球上小冰期最冷的一段时间(jian)。

地球绕太阳的轨道(dao)也不是一成不变的,其他行星对地球的引力会让(rang)地球的轨道(dao)变得更加扁(bian)平,地球就会周(zhou)期性经历寒冷的冰期。随着太阳逐渐变老,太阳的亮度会稳步增加。10亿年(nian)后,太阳的亮度会增加10%,届时江海(hai)湖泊都将蒸干。50多亿年(nian)后,不断膨胀的太阳甚(shen)至可能把(ba)地球吞没(mei)。

探(tan)索的脚(jiao)步

从举头“望日”到抵近“探(tan)日”

黑子是太阳上最早被发现(xian)的神秘特(te)征(zheng)。在望远镜发明之前(qian),人类(lei)通过肉眼只能看(kan)到很大的黑子,我国古籍中(zhong)有上百次关于太阳黑子的记载。1609年(nian),伽利略发明天文望远镜之后,黑子的数(shu)目得以每(mei)日记录;1843年(nian),施瓦布发现(xian)太阳黑子存在11年(nian)的周(zhou)期;1859年(nian),卡林(lin)顿在观(guan)测太阳黑子时意外发现(xian)了太阳耀斑现(xian)象。到了20世纪,随着望远镜性能的不断提(ti)高,越来越多的太阳结构特(te)征(zheng)和太阳运动陆续被观(guan)测到:1941年(nian)观(guan)测发现(xian)日冕的温度高达百万度,1959年(nian)卫星测量证(zheng)实日冕以数(shu)百公里每(mei)秒的速度往外运动形成太阳风,1962年(nian)发现(xian)太阳表面的五分钟振荡,1971年(nian)发现(xian)日冕物质(zhi)抛射(she)现(xian)象……

工欲(yu)善其事,必先利其器。每(mei)一次望远镜性能的提(ti)升都给太阳物理带来新的发现(xian),甚(shen)至引发我们对太阳的全新认识。400多年(nian)前(qian)伽利略观(guan)测太阳黑子的望远镜直(zhi)径只有1.5厘(li)米,而目前(qian)全世界最大的太阳可见(jian)光望远镜直(zhi)径达4米。在我国,1979年(nian)建成的南(nan)京大学太阳塔为太阳耀斑的光谱研究(jiu)作出了卓(zhuo)越贡献(xian),1984年(nian)建成的中(zhong)国科学院国家天文台磁场望远镜为研究(jiu)太阳磁场的长期演化提(ti)供了宝(bao)贵资料,2012年(nian)建成的云南(nan)天文台红外太阳望远镜使(shi)我国的太阳观(guan)测研究(jiu)进入世界第一梯队。如今,我国的1.8米太阳望远镜已初步建成,2.5米太阳望远镜也正在研制。这两台望远镜都采用了自(zi)适应光学技术,可以最大程度降低地球大气抖动对观(guan)测带来的影响。

我国在太阳空间(jian)探(tan)测方面起步较晚,2001年(nian)神舟二号飞船上搭载了太阳X射(she)线(xian)和伽马射(she)线(xian)探(tan)测器;2021年(nian)8月发射(she)的风云气象卫星搭载了我国首个X射(she)线(xian)和极紫外成像仪;同年(nian)10月,我国发射(she)了羲和号太阳探(tan)测卫星,在国际上首次实现(xian)全日面色球光谱空间(jian)观(guan)测,并得到了太阳低层大气自(zi)转角速度随高度和纬度的分布。目前(qian),10余个国家的科研人员正在分析(xi)羲和卫星数(shu)据。2022年(nian)10月,我国发射(she)了夸父一号太阳探(tan)测卫星,可同时测量太阳表面的磁场演化、监视太阳耀斑和日冕物质(zhi)抛射(she)过程。

我国古代的“逐日”神话(hua),已经变成了如今抵近“探(tan)日”的现(xian)实。

人类(lei)与太阳

从探(tan)索奥秘到生活应用

日升日落,从未停息,我们所熟(shu)悉的太阳蕴藏(cang)着大量奥秘:太阳内部是如何分布的、太阳磁场是如何产生的、日冕是如何被加热(re)到上百万摄氏度(太阳表面温度约5500摄氏度)的、日冕磁场是如何分布的、太阳爆发是如何触发的、太阳爆发会对地球产生多大的影响……

为了破解(jie)这些奥秘,科研人员在分析(xi)现(xian)有观(guan)测数(shu)据的同时,也在规划(hua)未来的探(tan)测路径。对于太阳内部结构,所有的电磁波都难以窥见(jian)其真容,中(zhong)微子却可以,我国学者正在建造中(zhong)微子探(tan)测器以研究(jiu)太阳内部的精确分布;对于日冕加热(re)问题,美国和日本都有卫星发布计划(hua),我国科研人员也在筹划(hua)抵近探(tan)测卫星;对于日地空间(jian)环境,美国和我国都正在筹划(hua)立体探(tan)测网(wang);对于太阳爆发及其对地球的影响,我国正计划(hua)在日地第五拉格(ge)朗日点部署(shu)羲和二号卫星;对于太阳磁场的起源,美国和我国同行都在筹划(hua)太阳极轨卫星,以期首次实现(xian)对太阳极区(qu)的正面成像。

经常会有人问:研究(jiu)太阳,意义在哪里?科研的目的,一是拓展人类(lei)的认知边界,探(tan)索大自(zi)然的奥秘;二是引领(ling)新技术的发展。比如,地外天体通常距离我们非常遥远,天文探(tan)测经常面临的是极微弱信号,对分辨极微弱信号的需(xu)求大大促进了新技术的进步。太阳物理研究(jiu)非常重要。一方面,太阳上的各种结构和爆发现(xian)象也会出现(xian)在其他恒星上或黑洞(dong)周(zhou)围,但唯有太阳可以被我们在相(xiang)对较近的距离观(guan)测,对太阳的研究(jiu)可以为探(tan)索其他天体的奥秘提(ti)供不可或缺的参考;另一方面,太阳爆发会对人类(lei)产生灾害性影响,因此,对太阳的研究(jiu)可以为预报以及减少这些灾害性影响提(ti)供理论基础。在未来,如果火星移民和星际探(tan)索成为现(xian)实,我们需(xu)要考虑的一个重要问题就是在太空中(zhong)避免太阳爆发产生的高能粒子轰击我们的身(shen)体。

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