色球層上麵就是太陽的最外層大氣了。它好像給太陽戴上了一頂美麗的皇冠,因此人們把它叫作日冕。日冕所發出的銀白色光輝比色球還要暗弱得多,通常隻有在日全食的時候才能看到它。日冕的延伸範圍很廣,可以從色球頂部一直延伸到好幾個太陽半徑以外。另外,在太陽南北極附近區域的日冕中還有著一些帶電微粒構成的熱氣流。它們沿著太陽磁場彎曲的磁力線往外散發,這就是近年來天文學家們經常談論的太陽風。日冕中還有一些特別亮的局部區域,叫作“日晃凝聚區”。它是光球與色球的局部活動區向日冕的延伸,那兒電子密度要比周圍區域大。
總之,正當太陽活動峰年的時候,所有的太陽活動現象都變得異常頻繁;而當太陽活動處於極小階段時,它們似乎又顯得很平靜。
長期以來,天文學家們一直把11年周期看做是太陽活動的基本脈搏。可是,1976年卻有人對11年周期表示懷疑,這立即引起了一陣軒然大波,至今太陽物理學家們還在對這個問題進行著熱烈爭辯。
早在19世紀末期,英國天文學家蒙德爾就指出:從1645年到1715年這70年,在太陽活動史上是一段很特別的時期,在這70年內,太陽活動一直處於極低水平,太陽上黑子的平均數比通常11年周期中黑子極小的年份還要少。往往連續十幾年,太陽上幾乎沒有黑子。而且,在這段時間內的前60年,日麵上從來沒有同時出現過兩群或更多的黑子。更令人不解的是,從1672年到1704年的32年裏,太陽上的北半球竟然連一個黑子也沒有。因此,蒙德爾把這70年叫做“拖長了的黑子極小期。”不過,當時這個問題並沒有引起人們的注意。直到1976年美國天文學家艾迪重新研究了這段時間的太陽活動,並提出了自己的新觀點,這才引起了人們的重視。
艾迪把前麵提到的從1645年到1715年這70年叫作“蒙德爾極小期”,並且宣布自己已經找到足夠的證據來證明它確實是存在的,艾迪的論據主要有以下幾個方麵。
第一,在蒙德爾極小期的70年內,地球上看到的極光異乎尋常地少。由於極光出現的次數和太陽活動的強弱密切相關,因此可以斷定這70年內太陽的活動是很弱的。
第二,日冕的形狀是隨著太陽活動的強弱不同而變化著的。在太陽活動極大時,日冕從整個太陽的四麵八方往外延伸,因此形狀飽滿,呈圓形;而在太陽活動的極小年,日冕又大大收縮,特別是太陽南北兩極附近的日冕,收縮得比太陽赤道區更為厲害,因此日冕就變成扁長的了。艾迪根據一些曆史記載得出結論:蒙德爾極小期的日冕形狀確實表明當時的太陽活動水平很低。
第三,艾迪研究了樹木年輪中放射性同位素C14的含量,由此也可以推斷蒙德爾極小期的太陽活動很弱。
第四,艾迪根據一位日本學者的研究指出,中國、日本和朝鮮的古代曆史文獻以及學者們的筆記中,曾經留下數以百計的黑子觀測記錄,但是在蒙德爾極小期內卻一次也沒有。
根據這些情況,艾迪認為:在蒙德爾極小期中,太陽活動的“機器”幾乎是停止運轉了,太陽活動11年周期的“脈搏”也似乎停止了跳動。但是又找不出太陽“異常”的原因。
現在,我們再來看看爭論的另一方,也就是反對艾迪觀點的那一方的看法。他們認為,在蒙德爾極小期所處的17世紀中,對太陽黑子的觀測比較粗糙,不夠係統,如果以此作為證據,難以令人信服;有人還進一步指出,同樣可以找出相當多證據,表明太陽活動的機器始終在正常運轉,從來沒有停歇過。例如:彗星的亮度、湖底沉積物的多少,都可以衡量出太陽活動的水平。對它們進行研究的結果,X才艾迪的觀點是不利的。不僅如此,反對艾迪的人們還獲得更有力的證據,那就是有人已經在“蒙德爾極小期”中找到一些太陽黑子和極光的曆史記載。這些曆史資料表明,11年周期的脈搏是始終在跳動的,在這裏,我國古代的黑子和極光記錄,發揮了重要作用。近年來,我國天文工作者在深人分析這些資料的基礎上,認為至少在最近2000年左右的時間內,太陽活動的脈搏始終在穩定跳動著。或許在1645年到1715年這個所謂的“蒙德爾極小期”的70年中,太陽活動的水平總的說來確實比較低。這可能是由於太陽活動還有一種長達好幾百年的緩慢變化的極小階段,而11年周期卻是始終存在的。
目前,這場爭論還在繼續。不過,艾迪確實提出了值得深思的問題,推動著人們更深人地研究太陽活動的規律。
研究太陽活動,並對它作出可靠的預報,需要完整的太陽和地球物理資料。但是,由於觀測太陽受到地理位置、天氣條件以及儀器設備等各種因素的限製,所以就某一個天文台或者觀測站,不可能取得完整的數據,這就需要國際間進行聯合觀測。
目前,除了我國以外,全世界大約有14個發布太陽活動和地球電離層狀況短期預報的中心,大部分都是從事太陽觀測的天文台、地球物理研究所和空間研究機構。其中美國空間環境實驗室、美國空軍航空天氣服務局、法國的墨冬天文台以及前蘇聯的克裏米亞天體物理台,是聯合觀測中心裏的4個主要機構。由於太陽活動的起因是極其複雜的,它的發展又是千變萬化的,因此要對太陽活動作短期的精確的預報是很困難的。目前隻是對太陽活動最激烈和最平靜這兩種極端的情況,發出較為可靠、又具有實用價值的預報。
我國是最早觀測和研究太陽的國家之一,我國的黑子觀測記錄已經有2000年以上的曆史。但是解放以前,卻隻有南京、昆明、青島、廣州等地用落後的儀器和方法在進行太陽黑子的觀測和研究。新中國成立以後,從1954年開始,建立起全國性的黑子聯合發布係統。現在由紫金山天文台、雲南天文台、北京天文台和北京天文館分別進行觀測,最後由紫金山天文台彙總,統一發布太陽黑子觀測結果。由於在我國所處的地理經度上,國際上隻有非常少的天文台和觀測站,所以我國的觀測資料是對國際資料的良好補充,在國際上正受到越來越廣泛的重視。
目前,北京天文台、紫金山天文台和雲南天文台,都在利用自己取得的資料進行常規的太陽活動預報。預報的主要內容是耀斑和由耀斑引起的地球電離層騷擾等情況。
準確地預報太陽活動,可以幫助人們選擇好發射人造衛星和宇宙飛船的時機;可以幫助國際國內的通訊部門及早作好準備,變換所用的工作頻率,以確保通訊暢通無阻;太陽活動還對氣象、水文、地震等方麵有不同裎度的直接或間接的影響,因此人們對太陽活動預報的關心程度正在與日俱增。