神秘的太陽
太陽是宇宙中最重要的天體。太陽給人類帶來了光明和溫暖,帶來了日夜和季節的輪回,為地球生命提供了各種形式的能源。可是,你知道太陽的真麵目嗎?你知道太陽黑子嗎?神秘的太陽隱藏著太多的秘密,等待著我們去揭秘、去探索。
太陽的真麵目
太陽有多遠
在宇宙天體中,太陽是最引人注目的。人們雖然同太陽幾乎天天見麵,但是,由於它時刻都發射著刺眼的光芒,而我們卻很難看清它的真麵目。那麼,今天就讓我們一起來看一看太陽的真麵目吧!
太陽距地球大約有1.5億千米。可不要小看這個數字,它表明太陽離我們這個地球很遙遠,如果我們乘坐每小時2000千米速度的超音速飛機奔向太陽,也得花8年半的時間才能到達。太陽發出的光,以每秒30萬千米的速度傳播,到達地球也得8分20秒鍾。也就是說,我們在地球上任何時候看到的太陽光,都是太陽在8分20秒鍾以前發出來的。
太陽有多大
在茫茫宇宙中,太陽隻是一顆非常普通的恒星,在廣袤浩瀚的繁星世界裏,太陽的亮度、大小和物質密度都處於中等水平。
太陽的大是難以用語言來形容的,相信隻有數字才能真正體現出到底有多大。太陽的直徑為150萬千米,是地球直徑的109倍。如果把地球設想為一個軟泥球,那麼就需要有130萬個這樣大小的泥球搓在一起,才能搓成與太陽一般大的球。
太陽的構成
或許,有人會問,這麼巨大的球體,究竟是什麼東西構成的呢?我們可以通過太陽清晨初升時,那一輪紅日的樣子,以及它散發出的巨大熱量,聯想到它像一個被燒得火紅熾熱的鐵球。但是讓人意想不到的是,太陽從表麵到中心全都是由氣體構成的。其中,最多的是氫和氮之類的輕質氣體。當然,並不是說,其中就沒有鐵和銅之類的金屬。
據科學預測,太陽表麵的溫度就有6000攝氏度,中心溫度更高,可達1500萬攝氏度左右。在這樣驚人的高溫之下,任何東西都會被化成氣體。據光譜分析,太陽中除了大量的氫,還含有氦、氧、鐵等70多種元素。太陽雖然完全是由氣體組成的,可是氣體在高溫高壓之下,越到內部被擠壓得越緊密,在中心部分氣體的密度竟比鐵還大13倍。太陽的重量相當於地球的33.3萬倍。
我們知道,太陽是由氣體構成的,那麼,它為什麼不向四麵八方的宇宙空間逸散呢?這是因為太陽的質量很大很大,而且它本身有著強大的引力,這樣就會緊緊地拉住要逃散的氣體。其實,太陽在這一點上和地球一樣,地球自身有很大的引力,把其周圍的大氣圈緊緊拉住,而不會散失一樣。
太陽的形狀
太陽空間是什麼樣子呢?也許有人會答:是一個發光的圓球。其實,人們用肉眼看到的那個發光的圓球,並不是太陽的全貌,而隻不過是太陽的一個圈層。
人們把太陽發出強光的球形部分叫做“光球”。通常人們所能看到的隻是這個光球的表麵。在光球的表麵,常常會出現一些黑色的斑點,這是光球表麵上翻騰著的熱氣卷起的漩渦,人們稱它為“黑子”。
這些黑子的大小不一,小的直徑也有數百至1000米,大的直徑可達10萬千米以上,裏麵可以裝上幾十個地球。黑子有的是單個的,但一般情況都是成群結隊出現的。
在這裏,我們所說的黑子,其實它並不黑。黑子的溫度高達4000攝氏度至5000攝氏度,也是很亮的。那麼,為什麼叫它黑子呢?這是因為光球表麵的光比黑子更亮,所以在光球的襯托下,它才顯得暗。在太陽光球表麵上,我們還可以看到無數顆像米粒一樣大小的亮點,人們稱它們為“米粒組織”。
它們是光球深處的一個個氣團,被加熱後膨脹上升到表麵形成的,它們很像沸騰著的稀粥表麵不斷冒出來的氣泡。這些“米粒”的直徑平均在1200千米左右,相當我國青海省那麼大。
由此可見,光球的表麵並不是很平靜,如果說米粒組織是光球這一片火海上洶湧的波濤,那麼黑子就是太陽上巨大的風暴。
太陽的光環
太陽光球外麵的部分是我們用肉眼看不見的。隻有當日全食時,光球被月亮遮住了,變成了一個黑色的太陽,我們才能看到緊貼光球的外麵,包著一層玫瑰色的色環,厚度大約有1萬千米。
人們把包在光球外麵的這個圈層叫做太陽的“色球層”。色球層相當於太陽的大氣部分。
如果再仔細觀察,就會發現像火海一般的色球層表麵,往往會突然向外噴出高達幾萬千米的紅色火焰,其火焰的形狀有時像一股股噴泉;有時則呈圓環狀;還有的呈圓弧形;也有的像浮雲一樣漂浮在色球層的上空。我們把這種現象叫做“日珥”,其實它就是溫度很高的氣團。
在色球層和日珥的外圍,還有一層珍珠色的美麗光芒,我們稱它為“日冕”。
日冕逐漸過度到星際空間,外邊界難以確定,它可向空間延伸百萬千米。
日冕也沒有一定的形狀,它的高度和形狀都隨著光球上黑子出現的多少而變化。日冕也發光,但比太陽本身要暗淡得多,所以通常看不見它,隻有在日全食時,才能看到。日冕也叫做太陽白光,是一種稀薄的氣體,擴散在太陽周圍。這種氣體也和光球一樣,絕大部分是氫氣,摻雜著一些氦氣。同樣,日冕的溫度也很高,大約有100萬攝氏度。
太陽的運動
太陽是太陽係的中心,但它並不像哥白尼說的那樣是靜止不動的。太陽除了圍繞銀河係的中心公轉,還不停地自轉。
但是,由於太陽是個氣態球,它的自轉不像固態的地球那樣整體旋轉。人們通過觀測太陽黑子的移動,知道太陽赤道附近轉得快,越接近兩極轉得越慢。
可見,太陽表麵各處自轉的周期是不一樣的。在赤道上,太陽自轉一周需25天,在緯度45度處則需要28天,在緯度80度處需要34天。我們知道,太陽表麵的溫度很高,人類的任何探測器都無法靠近它。我們現在所了解的,隻是通過光譜分析所得。所以說,對於今天的我們來說,還沒有完全揭開太陽的真麵目。
我還想知道
太陽是距離地球最近的恒星,是太陽係的中心天體。太陽係質量的99.87%都集中在太陽。太陽係中的八大行星、小行星、流星、彗星、外海王星天體以及星際塵埃等,都圍繞著太陽運行。
變幻莫測的太陽
驚現藍色太陽
1965年的春天,北京上空出現了一次特大的沙塵暴,傾刻間天昏地暗,黃沙滾滾,粉末似的黃土簌簌地從空中灑落下來。頓時,人們發現一個奇怪的現象,太陽忽然失去了耀眼的光芒,變成了藍瑩瑩的,沙塵暴過後才慢慢恢複原狀。
1883年,印尼喀拉喀托火山爆發,火山灰飄到地球大氣層高處,當夜人們看到的月亮也是藍色的。
綠太陽奇觀
如果運氣好,還可以觀賞到綠太陽。七彩光輪相互重疊產生白光,在太陽的上、下邊緣,光輪的顏色不混合,在太陽的上緣呈藍色和藍綠色。這兩種光穿過大氣層時命運不同。
藍光受到強烈散射,幾乎看不見,而綠光就可以自由地透過大氣。正因為如此,才可以看到綠色的太陽。
太陽變藍的原因
太陽光大多是氫氦原子的電離光波,接近藍色頻區。是因為它太亮,直接看起來是白色的。在穿過大氣層的時候,被空氣吸收產生頻率紅移。在早晚看太陽是紅色的就是這個原因。在沙塵暴天氣,空氣中沙塵粒子對紅色光波吸收能力較強,所以太陽看起來是微弱的藍色。
從天文科學觀點分析,月亮顏色與其反射太陽光的原理有關。在通常情況下,月亮發出珍珠白的顏色,有時可見淡黃色。月亮隻有在一定情況下呈現出藍色。據物理學家介紹,如果大氣層中懸浮有大量的灰塵顆粒,並且大氣中還得夾雜著小水珠的情況,月亮看上去才會是藍色的。
觀看綠太陽的條件
看見綠太陽,需要天時、地利、人和。
天時:就是指日落時,太陽黃白色光沒多大變化,並且在落山時鮮豔明亮,就是說大氣對光吸收不大,而且是按比例進行的。
地利:是指觀測點適當,站在小山丘上,遠處地平線必須是清晰的,如近處沒有山林、沒有建築物遮擋,如大草原上。
人和:在太陽未下到地平線時,不能正視太陽。當太陽快要沉沒時,隻留下一條光帶,就應目不轉睛地注視太陽,享受美妙的一瞬間,也就是觀看綠色閃光。但是,它的出現不會超過3秒鍾,留下的印象卻永生難忘。
我國古代人的觀察
在我國,傳說在公元前27世紀帝堯時,已經有了專司天文的官員羲和負責觀象授時,由於有一次預報日食出了差錯,而被帝堯處以死刑。帝堯還派羲仲到山東半島去祭祀日出,目的是為祈禱農耕順利。當時已經用太陽紀年了,一年為365天。
公元前600年前後的春秋時代,人們能夠用土圭觀測日影長短的變化,以確定冬至和夏至的日期。我國的甲骨文上還有世界最早的日食記錄,即發生在公元前1200年左右。大約從魏晉時期開始,就能比較準確的預報日食了,並且逐漸形成了一套獨特的方法和理論,這也是我國天文學史上的一項重要成就。
太陽對於地球上的人們,乃至地球上的一切,無疑是非常重要的。把太陽作為遠離地球的天體來研究已經有了日新月異的發展,從而使我們對擁有的太陽知識也日益豐富和準確起來。
發現四方形太陽
我們所看到的太陽總是圓的,但是,有人確實看到過方形的太陽。
1939年的夏天,學者查貝爾來到高緯度地帶觀察夕陽的變化。他希望能夠看到一種奇異的景象,然而,3個月過去了,什麼也沒看到。
9月13日傍晚,查貝爾照常觀測著。就在太陽快要落下去的時候,奇景出現了:又大又圓的太陽變成了橢圓形,不久,太陽的下側像用刀切過一樣,變成了一條和地麵平行的直線。
接著,上麵一側的圓弧也漸漸變得平直,最後也成了一條直線,太陽變成了一個四方形的太陽。查貝爾興奮極了,迅速按動照相機快門,拍下這一珍貴的畫麵。
查貝爾的發現引起了許多人的關注,他們爭先恐後地趕到這一地區來觀看奇景。
但是,看到這一奇景的機會並不會太多,拍攝下照片的就更少了。日本學者在北極地區有幸目睹了這一奇觀,並拍攝下了太陽由圓變方的一係列變化。
再次驚現方太陽
2003年10月18日17時,湖南省長沙一中初三學生鄧棵無意間看到一個奇特的天象:
天上的太陽竟然是方的。鄧棵家住開福區鬆桂園附近。當時,他做完作業到外麵休息,抬頭看了看夕陽,突然發現有點不對頭,太陽好像有點偏方形的感覺。
於是,鄧棵拿起隨身攜帶的數碼相機,對準太陽進行了變焦拉近,結果發現太陽下部被削平一般,類似方形。他跟蹤了約3分鍾,找準時機拍攝下來了一個最接近方形的太陽。
鄧棵回去查找有關資料,得知這種罕見的奇觀最早在1933年被美國的查貝爾拍到過,1978年日本人掘江謙也曾拍下來。後來,我國也有人看見過方形的太陽,但沒拍攝下來。
方太陽形成原因
我們所看到的太陽總是圓的,但有人確實見到過方形的太陽。1933年9月13日日落時,學者查貝爾在美國西海岸還拍下了有棱有角的方太陽照片。當時太陽並沒有被雲彩遮住,為什麼會變成方形的呢?
因為方形太陽是變幻莫測的大氣造成的。在地球的南北兩極,靠近地麵和海麵的空氣層溫度很低,而上層空氣的溫度高,從而使得下層空氣密集,上層的空氣比較稀薄。
大氣層有厚度,光透過大氣層產生折射,日出和日落時太陽接近地平線表麵,位置比平常低,是由於角度的關係,而地平線上時常有遮擋物,比如樹、房屋、建築,在海平麵上沒有,就看得清楚了。
日落期間,當光線通過密度不同的兩個空氣層時,由於光的折射,它不再走直線,而是彎向地麵一側。太陽上部和下部的光線都被折射得十分厲害,幾乎成了平行於地平線的直線,人們看到太陽被壓扁,便成了奇妙的方太陽。
目前,方太陽的成因尚無定論。有的專家認為是空氣折射造成的,一般發生在夏秋季節的落日時;也有人認為這是一種海市蜃樓的虛幻景象。究竟是哪種說法正確,有待科學家進一步研究。
我還想知道
羲和:被稱為我國的太陽女神,東夷人祖先帝俊的妻子,生了10個太陽。羲和又是太陽的趕車夫。因為有著這樣不同尋常的本領,所以在上古時代,羲和又成了製訂時曆的人。
太陽極光和太陽極羽
地球上的極光
1958年2月10日夜間的一次特大極光,在熱帶地區都能見到,而且顯示出鮮豔的紅色。這類極光往往與特大的太陽耀斑爆發和強烈的地磁暴有關。2000年4月6日晚,在歐洲和美洲大陸的北部,出現了極光景象。在地球北半球一般看不到極光的地區,甚至在美國南部的佛羅裏達州和德國的中部及南部廣大地區也出現了極光。當夜,紅、藍、綠相間的光線布滿夜空中,場麵極為壯觀。
2003年10月30日,美國匹茲堡市出現了極光。雖然是在汙染嚴重的市內,但仍能看到紅色的光芒。11月20日傍晚,極光出現在匹茲堡南方地平線,一小時後消退,半夜時又出現在北方低空。2004年11月7日晚,較強極光出現在美國匹茲堡,肉眼能看出綠色、紅色。
極光的形態和顏色
極光沒有固定的形態,顏色也不盡相同,顏色以綠、白、黃、藍居多,偶爾也會呈現豔麗的紫色,曼妙多姿又神秘難測。
極光有時出現時間極短,猶如節日的焰火在空中閃現一下就消失得無影無蹤;有時卻可以在蒼穹之中輝映幾個小時;有時像一條彩帶,有時像一張五光十色的巨大銀幕;有的僅呈銀白色,猶如棉絮、白雲,凝固不變。有的結構單一,形狀如一彎弧光,呈現淡綠、微紅的色調;有時極光出現在地平線上,猶如晨光曙色;有時極光如山茶吐豔,一片火紅;有時極光密聚一起,猶如窗簾幔帳;有時它又射出許多光束,宛如孔雀開屏,蝶翼飛舞。