奇妙的太陽振蕩
20世紀60年代後期,美國天文學家萊頓等人觀測到太陽大氣在不停地一脹一縮地脈動,大約每隔296±3秒震動一次,稱作“太陽五分鍾振蕩”。分析認為,這種振蕩是太陽大氣中的聲波和重力波的現象,並認為這種振蕩是太陽整體的震動,稱為“日震”。
五分鍾振蕩
五分鍾振蕩是指太陽表麵氣體以五分鍾為周期的一種不斷起伏的運動,它被美國學者萊頓於1960年所發現。五分鍾振蕩的振幅會隨著同日麵中心距離的增加而減小,表明了振蕩是在日麵的鉛垂方向上。它的平均振幅也會隨著高度增加,周期則會隨高度而減小。並且,在太陽活動區中,五分鍾振蕩同樣也存在,隻是振幅小一些。而太陽磁場也呈現出五分鍾振蕩,磁場強度的變幅為1~2高斯。五分鍾振蕩並不是太陽大氣中唯一的駐留振蕩。近年的觀測證明,太陽上可能還有其他不同周期的駐留振蕩現象。但是,太陽的五分鍾振蕩尤為明顯。
探索太陽振蕩的奧秘
目前科學家們已經認識到,太陽振蕩雖然發生在太陽的表麵,但是,其根源一定是在太陽的內部。而使太陽的內部產生振蕩的原因則有三個,即氣體的壓力、重力和磁力。而有它們造成的波動則分別被稱為“聲波”“重力波”和“磁流體力學波”,這三種波還可以兩兩結合,甚至可以三者合並在一起。就是這些錯綜複雜的波動,導致了太陽表麵氣勢宏偉的振蕩現象。人們認為太陽5分鍾的振蕩周期可能是太陽對流層產生的一種聲波,而160分鍾的振蕩周期則可能是由日心引起的重力波。但是這些解釋究竟正確與否,目前還不能完全的肯定。
聲波是一種比較簡單的壓力波,它可以通過任何介質傳播。太陽的聲波是與地球內部的地震波有些相似的連續波,它們傳播的速度和方向依賴於太陽內部的溫度、化學成分、密度和運動。就像是地球的地震學家通過研究地震波去查明地球內部的構造模式一樣,天文學家正利用他們所觀測到的太陽振蕩現象,去窺探太陽內部的奧秘。
謝維內爾觀測小組在克裏米亞天體物理台首先觀測到太陽的這種長周期振動。1974年,他們把由光電調節器和光電光譜儀組成的太陽磁象儀安裝在太陽塔的後麵,利用它來觀測連接太陽極區的窄條的光線避開太陽赤道部分的視運動。來自太陽中心的光線發生偏振照在光電倍增管上,來自太陽邊緣的光線不偏振直接照在另一光電倍增管上,這兩個光電倍增管的輸出就表示出中心光線是否相對於邊緣發生了多普勒位移。謝維內爾小組利用這種方法在1974年秋季和1975年春季觀測到太陽160分鍾的振動。
當太陽成為一顆死星
在中國神話中,天空中的九個太陽都被後羿手裏的弓箭射落,那麼現實中的太陽會不會因為某種原因而隕落呢?它未來的命運又會是怎樣的?
太陽的年齡測定
在地殼中最古老岩石的年齡經放射衰變方法鑒定為略小於40億歲。用同樣的方法鑒定月球最古老岩石樣品年齡大致從41億歲直到最古老月岩樣品的45億歲,有些隕星樣品也超過了40億歲。綜合所有證據得出,太陽係大約是46億歲。由於銀河係已經是150億歲左右,所以太陽及其行星年齡隻及銀河係的三分之一。
恒星也有自己的生命史,它們從誕生、成長到衰老,最終走向死亡。它們大小不同,色彩各異,演化的曆程也不盡相同。恒星與生命的聯係不僅表現在它提供了光和熱。實際上也構成了行星和生命物質的重原子就是在某些恒星生命結束時發生的爆發過程中創造出來的。
太陽的“死亡”之期
根據天文學家的推測,目前的太陽係會維持直到太陽離開主星序(恒星的大部分生命期都在主星序上)。由於太陽是利用其內部的氫作為燃料,為了能夠利用剩餘的燃料,太陽會變得越來越熱,於是燃燒的速度也越來越快。這就導致太陽不斷變亮,變亮速度大約為每11億年增亮10%。
從現在起再過大約76億年,太陽的內核將會熱得足以使外層氫發生融合,這會導致太陽膨脹到現在半徑的260倍,變為一個紅巨星。此時,由於體積與表麵積的擴大,太陽的總光度增加,但表麵溫度下降,單位麵積的光度變暗。
隨後,太陽的外層被逐漸拋離,最後裸露出核心成為一顆白矮星,成為一個極為致密的天體,隻有地球的大小卻有著原來太陽一半的質量。最後形成暗矮星。