太阳,它每天与我们相伴,是万物生长的关键,也是许多民族崇拜的对象。
但是,你真的了解过它吗?
如果你是一位天文爱好者,或是专业的研究者,你一定会将夜空中闪烁的星星分辨的非常清楚。
哪一颗是恒星,哪一颗是行星,它们有多大,距离有多远,你会非常清楚。
但从地球生命的角度来说,它们再怎么神秘有意义,都比不上太阳。
太阳造就了地球上的生命,为光合作用提供动力,温暖地球,为人类提供免费的能源。
但它也是不可测的,比如北极光虽然美丽迷人,却也展示了太阳的狂暴一面。
这就是太阳,我们既熟悉又陌生的恒星。
1859年9月1日,地球上发生了有史以来最强烈的地磁暴,强到何种程度呢?
因为当时科技不如今日,所以只引发了一些火灾或是破坏了电报线路。
但若是发生在今天,不仅整个电网会瘫痪,甚至受影响地区可能连续数周、数月甚至数年都无法恢复电力。
科学家们表示,这种地磁暴很可能是由一次巨大的日冕物质抛射引起的。
日冕物质抛射就是太阳释放能量的一种形式。
因此,了解人类离不开的这颗恒星,对物理学家和天文学家而言是至关重要的。
那么,关于太阳,科学家们都已经知道了些什么呢?
太阳拥有太阳系总质量的99.8%,其体积相当于130多万个地球,所有这些质量都以等离子体的形式存在。
太阳的核心引力巨大,所产生的温度超过了1500万摄氏度,极高的压力迫使氢原子核聚集在一起,扩散成氦气,同时爆发出巨大的能量,这就是核聚变。
如果我们能在地球上实现核聚变,它将提供几乎无限的清洁能源,为整个地球供电。
众所周知,太阳的表面温度已经非常高了,6000摄氏度,但从上世纪50年代起,物理学家们就发现了一个问题。
作为太阳最外层的日冕,它的温度居然高达数百万摄氏度,是太阳表面温度的300多倍。
物理学家们认为,太阳所释放的巨大热量必然会产生源源不断的粒子流,也就是太阳风。
它的最高时速为300万公里,以这样的速度,太阳风从地球飞到月球只需不到20分钟的时间。
这股强大的宇宙流就像天体中的激流一样,我们地球以及整个太阳系都生活在这个激流之中。
这背后,是太阳磁场在起着决定性的作用。
太阳磁场储存着巨大的能量,当它们断裂时,会发生耀斑和日冕物质抛射等巨大爆炸,释放这些能量,并将其转化为热量和加速等离子体。
太阳的这种能量释放能力非常惊人,据估计,只需少数几个强烈的太阳活动事件,太阳就能满足我们目前的能源需求约20万年。
这相当于现代人类生存的全部时间,而太阳只需几分钟到几小时就能做到这一点。
可以说,太阳风的影响是多方面的,它不仅可以影响人类的太空设施,还会对深海造成一定影响。
1972年,数十座海底矿井突然发生自爆,尽管有人猜测可能是受到了珊瑚群的影响,但真正的原因仍是个谜。
为了解开这些谜团,就需要更深入地了解太阳。
自太空时代开始以来,美国航天局一直渴望让飞船尽可能的接近太阳。
2018年,NASA的帕克太阳探测器接近了太阳,在5年多的时间里,它丰富了科学家们对太阳风和日冕的了解。
帕克太阳探测器对日冕质量排斥的最详细观测让物理学家们惊叹不已,例如,它曾记录到有史以来威力最大的一次日冕物质抛射,其速度超过每秒2500公里。
这些数据让科学家们对如何将粒子加速到接近光速,以及太阳活动如何影响地球的气候和大气有了更深入的了解。
现在,帕克太阳探测器的任务还在继续,它将每三个月接近一次太阳,持续为科学家们提供新的数据。
帕克太阳探测器为什么能够接近太阳?
首先是它相对较小,只有小型汽车的一半;其次,它有一个碳纤维防护罩,这个防护罩只有11.5厘米厚,但足以承受太阳的高温。
今年年末,在它再次靠近太阳时,防护罩朝向太阳的一面将承受约1000度的高温,而后方约1米处则几乎不受影响。
同时,它还配备了良好的散热系统。
研究太阳时,物理学家还发现,它有时会进入长达数十年的漫长宁静期,这一时期被称为太阳活动最小期。
在这个时期,太阳活动减弱的同时,地球上也出现了极端的气候条件。
例如,从1645年到1715年,地球上经历了一次长达70年的小冰河时期,这与太阳活动最小期同时发生。
现在,有人担心我们是否即将进入一个新的太阳活动最小期,但何时发生、将持续多久、会有多深,目前还一无所知。
然而,最重要的是,这种现象会对我们的生活产生什么影响?
太阳活动最小期对人们的行动、能源、食物来源以及气候和大气都会有所影响。
虽然太阳并不是地球目前气候变化的唯一因素,但如果太阳进入一段较长的宁静期,它可能会在一定程度上减缓气候变化的速度。
只是科学家们还无法知道这种影响会有多大。
因此,为了解答这种问题,科学家们必须要先揭开太阳的秘密,从炽热的内核到丰富的日冕。
这既是一个挑战,也是为了人类的未来!
发表评论:
◎欢迎参与讨论,请在这里发表您的看法、交流您的观点。