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fifa足球世界全国统一申请退款客服电话
2025-02-23 01:25:51
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太阳,这颗距离我们最近的恒星(xing),既是地球生命的摇篮,也是人类文明的基石。从原始(shi)部落的篝火崇拜到现代社会(hui)的清洁能源革(ge)命,从伽利略望远镜下的黑(hei)子观测到帕克太阳探测器(qi)穿越日冕,人类对(dui)太阳的认知逐步深入,在持(chi)续(xu)不断的“逐日”中了解太阳,在日升日落的轮回里(li)解码自然。

约100年前,英国天文学家爱丁顿曾(ceng)对(dui)爱因斯(si)坦说,受不透明度的影响,太阳和其他恒星(xing)内部是宇宙中最难以探测的结构。1962年,加州理工大学教授莱(lai)顿就(jiu)偶然发现,太阳表面并非平静如镜,而是一直在振荡,仿(fang)佛在“呼吸”。在这一发现的30年后,天文学家根据太阳表面的振荡反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(he)护万物生长,也“变幻无常”

大约在46亿年前,一个由气体夹杂着尘埃的巨大星(xing)云在引力扰动下开(kai)始(shi)坍缩,随着物质向中心(xin)聚集,99.86%的质量形成了原始(shi)太阳,其余则逐步汇聚成八(ba)大行星(xing)、矮行星(xing)和小行星(xing),其中就(jiu)有(you)我们的地球。经过约3亿年的漫(man)长演化,地球上(shang)诞生了原始(shi)生命。

到目前为止,地球仍是我们所知唯一存在生命的星(xing)球。生命之所以能够(gou)在地球上(shang)出现并呈现千姿百态,离不开(kai)赖以生存的太阳,太阳为生命的存在和繁衍提供了不可或(huo)缺的光和热。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(jiang)太阳系(xi)八(ba)大行星(xing)包(bao)裹其中。日球层为我们阻(zu)挡了70%的宇宙射线(xian),从而使得地球能够(gou)在诡谲(jue)多变的浩瀚宇宙中偏居一隅、岁月静好。

然而,太阳也有(you)自己的“脾气”。太阳上(shang)的各种(zhong)爆发现象(xiang),如太阳耀斑和日冕物质抛射,释放出来的能量相当于上(shang)百亿颗原子弹(dan)的当量,并将(jiang)几十亿吨的物质高速抛向太空。一旦这些物质撞向地球,有(you)可能产生强烈的地磁暴,严重干扰卫星(xing)运行、通信导航,甚至电网和石油管道的安全。1989年的太阳爆发导致加拿大魁北克省水电站的变压器(qi)烧毁,2022年的太阳爆发导致40颗星(xing)链卫星(xing)坠入大气层。太阳上(shang)面还点缀着大大小小的黑(hei)子,黑(hei)子时多时少,呈现一个平均约11年的周期。黑(hei)子越多、太阳越亮,这就(jiu)使得太阳亮度同样呈现一个11年的变化周期。虽然这种(zhong)亮度变化幅度很小,却(que)足以影响地球的树木年轮、洪水,甚至是小麦(mai)的价格。1645—1715年期间,太阳上(shang)出现了几乎没有(you)黑(hei)子的“蒙德极小期”,这正好对(dui)应(ying)地球上(shang)小冰期最冷的一段时间。

地球绕太阳的轨道也不是一成不变的,其他行星(xing)对(dui)地球的引力会(hui)让地球的轨道变得更加扁平,地球就(jiu)会(hui)周期性经历寒(han)冷的冰期。随着太阳逐渐变老,太阳的亮度会(hui)稳步增加。10亿年后,太阳的亮度会(hui)增加10%,届时江海湖(hu)泊都将(jiang)蒸干。50多亿年后,不断膨胀的太阳甚至可能把地球吞没。

探索(suo)的脚步

从举(ju)头“望日”到抵近“探日”

黑(hei)子是太阳上(shang)最早被发现的神秘特征。在望远镜发明之前,人类通过肉(rou)眼只能看到很大的黑(hei)子,我国古(gu)籍(ji)中有(you)上(shang)百次关于太阳黑(hei)子的记载。1609年,伽利略发明天文望远镜之后,黑(hei)子的数目得以每日记录;1843年,施瓦(wa)布发现太阳黑(hei)子存在11年的周期;1859年,卡(ka)林顿在观测太阳黑(hei)子时意外发现了太阳耀斑现象(xiang)。到了20世纪,随着望远镜性能的不断提高,越来越多的太阳结构特征和太阳运动陆续(xu)被观测到:1941年观测发现日冕的温度高达百万度,1959年卫星(xing)测量证实日冕以数百公里(li)每秒(miao)的速度往外运动形成太阳风,1962年发现太阳表面的五分钟振荡,1971年发现日冕物质抛射现象(xiang)……

工欲善其事,必先利其器(qi)。每一次望远镜性能的提升都给太阳物理带来新(xin)的发现,甚至引发我们对(dui)太阳的全新(xin)认识。400多年前伽利略观测太阳黑(hei)子的望远镜直径只有(you)1.5厘米,而目前全世界最大的太阳可见光望远镜直径达4米。在我国,1979年建成的南京大学太阳塔(ta)为太阳耀斑的光谱研究作出了卓越贡(gong)献,1984年建成的中国科学院国家天文台磁场(chang)望远镜为研究太阳磁场(chang)的长期演化提供了宝贵资料,2012年建成的云南天文台红外太阳望远镜使我国的太阳观测研究进入世界第一梯队。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适(shi)应(ying)光学技术,可以最大程度降低地球大气抖动对(dui)观测带来的影响。

我国在太阳空间探测方(fang)面起步较晚,2001年神舟二号飞船上(shang)搭载了太阳X射线(xian)和伽马射线(xian)探测器(qi);2021年8月发射的风云气象(xiang)卫星(xing)搭载了我国首个X射线(xian)和极紫(zi)外成像仪;同年10月,我国发射了羲和号太阳探测卫星(xing),在国际上(shang)首次实现全日面色球光谱空间观测,并得到了太阳低层大气自转角速度随高度和纬度的分布。目前,10余个国家的科研人员正在分析羲和卫星(xing)数据。2022年10月,我国发射了夸父一号太阳探测卫星(xing),可同时测量太阳表面的磁场(chang)演化、监视太阳耀斑和日冕物质抛射过程。

我国古(gu)代的“逐日”神话(hua),已经变成了如今抵近“探日”的现实。

人类与太阳

从探索(suo)奥秘到生活应(ying)用

日升日落,从未停息,我们所熟悉(xi)的太阳蕴藏着大量奥秘:太阳内部是如何分布的、太阳磁场(chang)是如何产生的、日冕是如何被加热到上(shang)百万摄(she)氏度(太阳表面温度约5500摄(she)氏度)的、日冕磁场(chang)是如何分布的、太阳爆发是如何触发的、太阳爆发会(hui)对(dui)地球产生多大的影响……

为了破解这些奥秘,科研人员在分析现有(you)观测数据的同时,也在规划未来的探测路径。对(dui)于太阳内部结构,所有(you)的电磁波都难以窥见其真(zhen)容,中微子却(que)可以,我国学者正在建造中微子探测器(qi)以研究太阳内部的精确(que)分布;对(dui)于日冕加热问题,美(mei)国和日本都有(you)卫星(xing)发布计划,我国科研人员也在筹划抵近探测卫星(xing);对(dui)于日地空间环(huan)境,美(mei)国和我国都正在筹划立体探测网;对(dui)于太阳爆发及其对(dui)地球的影响,我国正计划在日地第五拉格朗日点部署(shu)羲和二号卫星(xing);对(dui)于太阳磁场(chang)的起源,美(mei)国和我国同行都在筹划太阳极轨卫星(xing),以期首次实现对(dui)太阳极区的正面成像。

经常会(hui)有(you)人问:研究太阳,意义在哪(na)里(li)?科研的目的,一是拓展人类的认知边界,探索(suo)大自然的奥秘;二是引领新(xin)技术的发展。比如,地外天体通常距离我们非常遥远,天文探测经常面临的是极微弱信号,对(dui)分辨极微弱信号的需求大大促进了新(xin)技术的进步。太阳物理研究非常重要。一方(fang)面,太阳上(shang)的各种(zhong)结构和爆发现象(xiang)也会(hui)出现在其他恒星(xing)上(shang)或(huo)黑(hei)洞周围,但唯有(you)太阳可以被我们在相对(dui)较近的距离观测,对(dui)太阳的研究可以为探索(suo)其他天体的奥秘提供不可或(huo)缺的参考;另(ling)一方(fang)面,太阳爆发会(hui)对(dui)人类产生灾害(hai)性影响,因此(ci),对(dui)太阳的研究可以为预报以及减少这些灾害(hai)性影响提供理论基础。在未来,如果(guo)火星(xing)移民(min)和星(xing)际探索(suo)成为现实,我们需要考虑的一个重要问题就(jiu)是在太空中避免太阳爆发产生的高能粒子轰击我们的身体。

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