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你抬头看太阳时,会不会觉得它只是个发光的火球?其实它藏着的秘密,比你能想象的多太多。今天我们就跟着科学,开启一场深入太阳的旅程。
我们先从太阳的外层开始。
你可能不知道,我们并非单纯在远处看太阳,而是身处太阳风所及的广阔疆域之内。这个包裹着我们的巨大区域叫日球层,它被许多科学家看作是太阳最外层的大气,一个被太阳风吹出的巨大气泡。
往太阳靠近的路上,我们能看到人类发射的探测器。比如太阳动力学天文台,它每天拍太阳的各种细节,是 NASA 观测太阳的核心设备。
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还有太阳轨道器,它第一次拍到了太阳南极的照片,让我们看清了以前看不到的区域。
而最厉害的,是帕克太阳探测器 ——它是人类最快的人造物体,从伦敦到巴黎只要 2 秒。
但你肯定想问,这么快的探测器,靠近太阳会不会被融化?其实太阳的日冕层虽然温度高达 100 万摄氏度,但这里的粒子特别少,所以热量不会直接烤坏探测器。
帕克的隔热罩是碳复合材料,一面被喷灯烧,另一面能保持冰凉,完全不怕太阳的强光。
靠近太阳时,我们还能听到太阳的 “声音”。太空里没有空气,本来听不到声音,但科学家把太阳的电磁波动转换成了声音。
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这些声音有 “啾啾” 的,有 “嘶嘶” 的,还有像风声的 “呼呼” 声,太阳风暴来的时候,声音会变得特别大。
说到太阳风暴,这可是对地球有影响的大事。过去的超级太阳风暴,粒子花了不到 1 天就飞到地球,让热带地区都能看到红色极光。
有一次太阳风暴,差点引发核战争 —— 美军的雷达被干扰,以为是别国在搞鬼,幸好有太阳物理学家及时判断出是太阳风暴。
太阳的活动有 11 年的周期,现在我们正处于活动高峰期,太阳会频繁爆发风暴。未来如果要建月球基地、登火星,我们必须提前知道太阳风暴的时间,不然宇航员会受到辐射伤害。
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继续往太阳里面走,我们终于到了光球层 —— 这就是我们平时看到的太阳表面,温度只有 5500 摄氏度,刚好能把钻石煮沸腾。
这里的气体像开水一样翻滚,每个气泡都有法国那么大。还有太阳黑子,以前有人以为那是能住人的太阳表面,其实是太阳磁场太强,把热量挡住形成的较冷区域。
穿过光球层,就是对流层。这里的等离子体像一口巨大的沸腾锅,物质上升冷却又下沉,运动速度特别快,和地球内部的地幔类似,但它是超高温气体。
再往里面,就是辐射层。这里的等离子体特别密,光子跑不出去,要在里面弹来弹去,平均需要 17 万年才能逃出辐射层。也就是说,你现在脸上感受到的太阳光,它的光子早在人类穿兽皮的时代就开始往地球走了。
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我们怎么知道太阳内部的情况?这要感谢日震学。就像用地震波研究地球内部,科学家用太阳表面的波动来推测内部结构。
太阳外层的沸腾会产生声波,让太阳表面像鼓面一样震动,科学家通过观测光的颜色变化,就能算出这些声波在太阳内部的传播,从而搞清楚里面的情况。
终于到了太阳的核心。这里的压力是地球大气压的 2500 亿倍,物质密度比铅还大 13 倍,温度高达 1500 万摄氏度。
这里每时每刻都在发生核聚变:4 个氢原子核变成 1 个氦原子核,会损失 0.7% 的质量,这些质量直接变成能量。
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太阳核心每秒把 400 万吨物质转换成能量,听起来特别多,但每立方米产生的能量其实很少,和蜥蜴的新陈代谢差不多 —— 你的身体每磅产生的能量,都比太阳核心多。
太阳现在是中年,已经存在 45 亿年了。等它的氢燃料用完,核心会收缩,外层会膨胀成红巨星,把水星、金星甚至地球都吞掉。之后它会变成白矮星,慢慢冷却变暗。
现在我们对太阳还有很多不懂的地方,比如为什么它的活动周期是 11 年,没人能完全说清楚。
但我们已经能发射探测器、听太阳的 “音乐”、拍它的细节,这些都是人类努力的结果。下次你抬头看太阳,别忘了它身上藏着的这些秘密,还有人类为了了解它做的所有努力。
信源: 其实地球生活在一个“气泡”中!这是保护太阳系的一个巨大泡泡 上传时间:2020-06-12 科普中国
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