太空迷雾的未解之谜：太空漫游聚焦(txt+pdf+epub+mobi电子书下载)

作者：韩德复

出版社：现代出版社

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太空迷雾的未解之谜：太空漫游聚焦试读：

前言

神舟九号圆满完成载人空间交会对接，嫦娥三号即将实现月球表面探测，萤火号启动我国火星探测计划……我们乘坐宇宙飞船遨游太空的时候就要到了！你准备好了吗？

21世纪的曙光刚刚揭开天幕，一场太空探索热潮在全球掀起。一个个云遮雾绕的宇宙未解之谜披着神秘的面纱，激起我们遥望宇宙这个布满星座黑洞的魔幻大迷宫，探求走向太空熠熠闪烁的道路。

太空将是我们人类世界争夺的最后一块“大陆”。走向太空，开发宇宙，是我们未来科学发展的主要方向，也是我们未来涉足远行的主要道路。因此，感知宇宙，了解太空，是我们走向太空的第一步。

宇宙展示包括地球及其他一切天体周围的无限空间，太空则展示地球大气层外层空间，直至宇宙的各个领域。发现天机，破解谜团，这是时代发展的需要，也是提升我们素质的良机。

我们在向太空发展的同时，也在不断挖掘地球的潜力，不断向大海、地底等处深入发展。我国载人深潜器“蛟龙”号再创载人深潜纪录，海底发现可满足人类千年能源需求的可燃冰，等等，这都说明我们探索地球的巨大收获。

从太空到地球，宇宙的奥秘是无穷的，人类的探索是无限的。我们只有不断拓展更加广阔的生存空间，破解更多的奥秘谜团，看清茫茫宇宙，才能使之造福于我们人类，促进现代文明。

为了激励广大读者认识和探索整个宇宙的科学奥秘，普及科学知识，我们根据中外最新研究成果，特别编辑了本书，主要包括宇宙、太空、星球、飞碟、外星人、地球、地理、海洋、名胜、史前文明等存在的奥秘现象、未解之谜和科学探索新发现诸多内容，具有很强的系统性、科学性、前沿性和新奇性。

本套系列丛书知识面广、内容精炼、图文并茂，装帧精美，非常适合广大读者阅读和收藏。广大读者在兴味盎然地领略宇宙奥秘现象的同时，能够加深思考，启迪智慧，开阔视野，增加知识，能够正确了解和认识宇宙，激发求知欲望和探索精神，激起热爱科学和追求科学的热情，掌握开启宇宙的金钥匙，使我们真正成为宇宙的主人，不断推进人类向前发展。

神秘的太阳

太阳是宇宙中最重要的天体。太阳给人类带来了光明和温暖，带来了日夜和季节的轮回，为地球生命提供了各种形式的能源。可是，你知道

太阳的真面目

太阳有多远

在宇宙天体中，太阳是最引人注目的。人们虽然同太阳几乎天天见面，但是，由于它时刻都发射着刺眼的光芒，而我们却很难看清它的真面目。那么，今天就让我们一起来看一看太阳的真面目吧！

太阳距地球大约有1.5亿千米。可不要小看这个数字，它表明太阳离我们这个地球很遥远，如果我们乘坐每小时2000千米速度的超音速飞机奔向太阳，也得花8年半的时间才能到达。太阳发出的光，以每秒30万千米的速度传播，到达地球也得8分20秒钟。也就是说，我们在地球上任何时候看到的太阳光，都是太阳在8分20秒钟以前发出来的。

太阳有多大

在茫茫宇宙中，太阳只是一颗非常普通的恒星，在广袤浩瀚的繁星世界里，太阳的亮度、大小和物质密度都处于中等水平。

太阳的大是难以用语言来形容的，相信只有数字才能真正体现出到底有多大。太阳的直径为150万千米，是地球直径的109倍。如果把地球设想为一个软泥球，那么就需要有130万个这样大小的泥球搓在一起，才能搓成与太阳一般大的球。

太阳的构成

或许，有人会问，这么巨大的球体，究竟是什么东西构成的呢？我们可以通过太阳清晨初升时，那一轮红日的样子，以及它散发出的巨大热量，联想到它像一个被烧得火红炽热的铁球。但是让人意想不到的是，太阳从表面到中心全都是由气体构成的。其中，最多的是氢和氮之类的轻质气体。当然，并不是说，其中就没有铁和铜之类的金属。

据科学预测，太阳表面的温度就有6000摄氏度，中心温度更高，可达1500万摄氏度左右。在这样惊人的高温之下，任何东西都会被化成气体。据光谱分析，太阳中除了大量的氢，还含有氦、氧、铁等70多种元素。太阳虽然完全是由气体组成的，可是气体在高温高压之下，越到内部被挤压得越紧密，在中心部分气体的密度竟比铁还大13倍。太阳的重量相当于地球的33.3万倍。我们知道，太阳是由气体构成的，那么，它为什么不向四面八方的宇宙空间逸散呢？这是因为太阳的质量很大很大，而且它本身有着强大的引力，这样就会紧紧地拉住要逃散的气体。其实，太阳在这一点上和地球一样，地球自身有很大的引力，把其周围的大气圈紧紧拉住，而不会散失一样。

太阳的形状

太阳空间是什么样子呢？也许有人会答：是一个发光的圆球。其实，人们用肉眼看到的那个发光的圆球，并不是太阳的全貌，而只不过是太阳的一个圈层。

人们把太阳发出强光的球形部分叫做“光球”。通常人们所能看到的只是这个光球的表面。在光球的表面，常常会出现一些黑色的斑点，这是光球表面上翻腾着的热气卷起的漩涡，人们称它为“黑子”。

这些黑子的大小不一，小的直径也有数百至1000米，大的直径可达10万千米以上，里面可以装上几十个地球。黑子有的是单个的，但一般情况都是成群结队出现的。

在这里，我们所说的黑子，其实它并不黑。黑子的温度高达4000摄氏度至5000摄氏度，也是很亮的。那么，为什么叫它黑子呢？这是因为光球表面的光比黑子更亮，所以在光球的衬托下，它才显得暗。在太阳光球表面上，我们还可以看到无数颗像米粒一样大小的亮点，人们称它们为“米粒组织”。

它们是光球深处的一个个气团，被加热后膨胀上升到表面形成的，它们很像沸腾着的稀粥表面不断冒出来的气泡。这些“米粒”的直径平均在1200千米左右，相当我国青海省那么大。

由此可见，光球的表面并不是很平静，如果说米粒组织是光球这一片火海上汹涌的波涛，那么黑子就是太阳上巨大的风暴。

太阳的光环

太阳光球外面的部分是我们用肉眼看不见的。只有当日全食时，光球被月亮遮住了，变成了一个黑色的太阳，我们才能看到紧贴光球的外面，包着一层玫瑰色的色环，厚度大约有1万千米。

人们把包在光球外面的这个圈层叫做太阳的“色球层”。色球层相当于太阳的大气部分。

如果再仔细观察，就会发现像火海一般的色球层表面，往往会突然向外喷出高达几万千米的红色火焰，其火焰的形状有时像一股股喷泉；有时则呈圆环状；还有的呈圆弧形；也有的像浮云一样漂浮在色球层的上空。我们把这种现象叫做“日珥”，其实它就是温度很高的气团。

在色球层和日珥的外围，还有一层珍珠色的美丽光芒，我们称它为“日冕”。

日冕逐渐过度到星际空间，外边界难以确定，它可向空间延伸百万千米。

日冕也没有一定的形状，它的高度和形状都随着光球上黑子出现的多少而变化。日冕也发光，但比太阳本身要暗淡得多，所以通常看不见它，只有在日全食时，才能看到。日冕也叫做太阳白光，是一种稀薄的气体，扩散在太阳周围。这种气体也和光球一样，绝大部分是氢气，掺杂着一些氦气。同样，日冕的温度也很高，大约有100万摄氏度。

太阳的运动

太阳是太阳系的中心，但它并不像哥白尼说的那样是静止不动的。太阳除了围绕银河系的中心公转，还不停地自转。

但是，由于太阳是个气态球，它的自转不像固态的地球那样整体旋转。人们通过观测太阳黑子的移动，知道太阳赤道附近转得快，越接近两极转得越慢。

可见，太阳表面各处自转的周期是不一样的。在赤道上，太阳自转一周需25天，在纬度45度处则需要28天，在纬度80度处需要34天。我们知道，太阳表面的温度很高，人类的任何探测器都无法靠近它。我们现在所了解的，只是通过光谱分析所得。所以说，对于今天的我们来说，还没有完全揭开太阳的真面目。

我还想知道太阳是距离地球最近的恒星，是太阳系的中心天体。太阳系质量的99.87%都集中在太阳。太阳系中的八大行星、小行星、流星、彗星、外海王星天体以及星际尘埃等，都围绕着太阳运行。

变幻莫测的太阳

惊现蓝色太阳

1965年的春天，北京上空出现了一次特大的沙尘暴，倾刻间天昏地暗，黄沙滚滚，粉末似的黄土簌簌地从空中洒落下来。顿时，人们发现一个奇怪的现象，太阳忽然失去了耀眼的光芒，变成了蓝莹莹的，沙尘暴过后才慢慢恢复原状。

1883年，印尼喀拉喀托火山爆发，火山灰飘到地球大气层高处，当夜人们看到的月亮也是蓝色的。

绿太阳奇观

如果运气好，还可以观赏到绿太阳。七彩光轮相互重叠产生白光，在太阳的上、下边缘，光轮的颜色不混合，在太阳的上缘呈蓝色和蓝绿色。这两种光穿过大气层时命运不同。

蓝光受到强烈散射，几乎看不见，而绿光就可以自由地透过大气。正因为如此，才可以看到绿色的太阳。

太阳变蓝的原因

太阳光大多是氢氦原子的电离光波，接近蓝色频区。是因为它太亮，直接看起来是白色的。在穿过大气层的时候，被空气吸收产生频率红移。在早晚看太阳是红色的就是这个原因。在沙尘暴天气，空气中沙尘粒子对红色光波吸收能力较强，所以太阳看起来是微弱的蓝色。

从天文科学观点分析，月亮颜色与其反射太阳光的原理有关。在通常情况下，月亮发出珍珠白的颜色，有时可见淡黄色。月亮只有在一定情况下呈现出蓝色。据物理学家介绍，如果大气层中悬浮有大量的灰尘颗粒，并且大气中还得夹杂着小水珠的情况，月亮看上去才会是蓝色的。

观看绿太阳的条件

看见绿太阳，需要天时、地利、人和。

天时：就是指日落时，太阳黄白色光没多大变化，并且在落山时鲜艳明亮，就是说大气对光吸收不大，而且是按比例进行的。

地利：是指观测点适当，站在小山丘上，远处地平线必须是清晰的，如近处没有山林、没有建筑物遮挡，如大草原上。

人和：在太阳未下到地平线时，不能正视太阳。当太阳快要沉没时，只留下一条光带，就应目不转睛地注视太阳，享受美妙的一瞬间，也就是观看绿色闪光。但是，它的出现不会超过3秒钟，留下的印象却永生难忘。

我国古代人的观察

在我国，传说在公元前27世纪帝尧时，已经有了专司天文的官员羲和负责观象授时，由于有一次预报日食出了差错，而被帝尧处以死刑。帝尧还派羲仲到山东半岛去祭祀日出，目的是为祈祷农耕顺利。当时已经用太阳纪年了，一年为365天。

公元前600年前后的春秋时代，人们能够用土圭观测日影长短的变化，以确定冬至和夏至的日期。我国的甲骨文上还有世界最早的日食记录，即发生在公元前1200年左右。大约从魏晋时期开始，就能比较准确的预报日食了，并且逐渐形成了一套独特的方法和理论，这也是我国天文学史上的一项重要成就。

太阳对于地球上的人们，乃至地球上的一切，无疑是非常重要的。把太阳作为远离地球的天体来研究已经有了日新月异的发展，从而使我们对拥有的太阳知识也日益丰富和准确起来。

发现四方形太阳

我们所看到的太阳总是圆的，但是，有人确实看到过方形的太阳。

1939年的夏天，学者查贝尔来到高纬度地带观察夕阳的变化。他希望能够看到一种奇异的景象，然而，3个月过去了，什么也没看到。

9月13日傍晚，查贝尔照常观测着。就在太阳快要落下去的时候，奇景出现了：又大又圆的太阳变成了椭圆形，不久，太阳的下侧像用刀切过一样，变成了一条和地面平行的直线。

接着，上面一侧的圆弧也渐渐变得平直，最后也成了一条直线，太阳变成了一个四方形的太阳。查贝尔兴奋极了，迅速按动照相机快门，拍下这一珍贵的画面。

查贝尔的发现引起了许多人的关注，他们争先恐后地赶到这一地区来观看奇景。

但是，看到这一奇景的机会并不会太多，拍摄下照片的就更少了。日本学者在北极地区有幸目睹了这一奇观，并拍摄下了太阳由圆变方的一系列变化。再次惊现方太阳2003年10月18日17时，湖南省长沙一中初三学生邓棵无意间看到一个奇特的天象：天上的太阳竟然是方的。邓棵家住开福区松桂园附近。当时，他做完作业到外面休息，抬头看了看夕阳，突然发现有点不对头，太阳好像有点偏方形的感觉。于是，邓棵拿起随身携带的数码相机，对准太阳进行了变焦拉近，结果发现太阳下部被削平一般，类似方形。他跟踪了约3分钟，找准时机拍摄下来了一个最接近方形的太阳。邓棵回去查找有关资料，得知这种罕见的奇观最早在1933年被美国的查贝尔拍到过，1978年日本人掘江谦也曾拍下来。后来，我国也有人看见过方形的太阳，但没拍摄下来。方太阳形成原因我们所看到的太阳总是圆的，但有人确实见到过方形的太阳。1933年9月13日日落时，学者查贝尔在美国西海岸还拍下了有棱有角的方太阳照片。当时太阳并没有被云彩遮住，为什么会变成方形的呢？

因为方形太阳是变幻莫测的大气造成的。在地球的南北两极，靠近地面和海面的空气层温度很低，而上层空气的温度高，从而使得下层空气密集，上层的空气比较稀薄。

大气层有厚度，光透过大气层产生折射，日出和日落时太阳接近地平线表面，位置比平常低，是由于角度的关系，而地平线上时常有遮挡物，比如树、房屋、建筑，在海平面上没有，就看得清楚了。

日落期间，当光线通过密度不同的两个空气层时，由于光的折射，它不再走直线，而是弯向地面一侧。太阳上部和下部的光线都被折射得十分厉害，几乎成了平行于地平线的直线，人们看到太阳被压扁，便成了奇妙的方太阳。

目前，方太阳的成因尚无定论。有的专家认为是空气折射造成的，一般发生在夏秋季节的落日时；也有人认为这是一种海市蜃楼的虚幻景象。究竟是哪种说法正确，有待科学家进一步研究。

我还想知道羲和：被称为我国的太阳女神，东夷人祖先帝俊的妻子，生了10个太阳。羲和又是太阳的赶车夫。因为有着这样不同寻常的本领，所以在上古时代，羲和又成了制订时历的人。

太阳极光和太阳极羽

地球上的极光

1958年2月10日夜间的一次特大极光，在热带地区都能见到，而且显示出鲜艳的红色。这类极光往往与特大的太阳耀斑爆发和强烈的地磁暴有关。2000年4月6日晚，在欧洲和美洲大陆的北部，出现了极光景象。在地球北半球一般看不到极光的地区，甚至在美国南部的佛罗里达州和德国的中部及南部广大地区也出现了极光。当夜，红、蓝、绿相间的光线布满夜空中，场面极为壮观。

2003年10月30日，美国匹兹堡市出现了极光。虽然是在污染严重的市内，但仍能看到红色的光芒。11月20日傍晚，极光出现在匹兹堡南方地平线，一小时后消退，半夜时又出现在北方低空。2004年11月7日晚，较强极光出现在美国匹兹堡，肉眼能看出绿色、红色。

极光的形态和颜色

极光没有固定的形态，颜色也不尽相同，颜色以绿、白、黄、蓝居多，偶尔也会呈现艳丽的紫色，曼妙多姿又神秘难测。

极光有时出现时间极短，犹如节日的焰火在空中闪现一下就消失得无影无踪；有时却可以在苍穹之中辉映几个小时；有时像一条彩带，有时像一张五光十色的巨大银幕；有的仅呈银白色，犹如棉絮、白云，凝固不变。有的结构单一，形状如一弯弧光，呈现淡绿、微红的色调；有时极光出现在地平线上，犹如晨光曙色；有时极光如山茶吐艳，一片火红；有时极光密聚一起，犹如窗帘幔帐；有时它又射出许多光束，宛如孔雀开屏，蝶翼飞舞。

虽然目前科学家已了解极光，但极光仍留下许多难解的问题值得人们继续探索。

极光形成的看法

长期以来，极光的成因机理未能得到满意的解释。在相当长一段时间内，人们一直认为极光可能是由以下三种原因形成的。

一种看法认为极光是地球外面燃起的大火，因为北极区临近地球的边缘，所以能看到这种大火。

另一种看法认为极光是红日西沉后，透射反照出来的辉光。

还有一种看法认为极地冰雪丰富，它们在白天吸收阳光，贮存起来，到夜晚释放出来，便成了极光。

直至20世纪60年代，将地面观测结果与卫星和火箭探测到的资料结合起来研究，才逐步形成了极光的物理性描述。

极光的传说

极光这一术语来源于拉丁文伊欧斯一词。传说伊欧斯是希腊神话中“黎明”化身，是希腊神泰坦女儿，是太阳神和月亮女神的妹妹，她是北风等多种风和黄昏星等多颗星的母亲。极光还曾被说成是猎户星座的妻子。在艺术作品中，伊欧斯被说成是一个年轻的女人，她不是手挽个年轻的小伙子快步如飞地赶路，便是乘着飞马驾挽的四轮车，从海中腾空而起；有时她还被描绘成这样一个女神，手持大水罐，伸展双翅，向世上施舍朝露，如同我国佛教故事中的观音菩萨，普洒甘露到人间。因纽特人认为极光是鬼神引导死者灵魂上天堂的火炬，原住民则视极光为神灵现身，深信快速移动的极光会发出神灵在空中踏步的声音，将取走人的灵魂，留下厄运。

极光产生的原理

太阳极光是原子与分子在地球大气层最上层，距离地面100千米～200千米处的高空运作激发的光学现象。由于太阳的激烈活动，放射出无数的带电微粒，当带电微粒流射向地球进入地球磁场的作用范围时，受地球磁场的影响，便沿着地球磁力线高速进入到南北磁极附近的高层大气中，与氧原子、氮分子等质点碰撞，因而产生了“电磁风暴”和“可见光”的现象，就成了众所瞩目的极光。

现代理论认为，极光是地球周围的一种大规模放电的过程。来自太阳的带电粒子到达地球附近，地球磁场迫使其中一部分沿着磁场线集中到南北两极。当他们进入极地的高层大气时，与大气中的原子和分子碰撞并激发，产生光芒，形成极光。关于极光的产生，众说纷纭，无一定论，有待科学家的深入研究。

太阳的羽毛

1997年3月9日发生在我国北方漠河的日全食，让每一位亲临现场的观众都大开眼界，就在那一瞬间，明亮的天空被一道黑幕合上，太阳被月影完全遮掩。此时，人们惊异地看到了“黑太阳”周围一团白色的光圈，而且，在太阳的上下两极地区，这层光圈内竟排列着一道道散放状羽毛样的东西。那么，太阳怎么会生出羽毛呢？

日冕的特征

在日全食发生时，平时看不到的太阳大气层就暴露出来了，它就是日冕。日冕可从太阳色球边缘向外延伸到几个太阳半径处，甚至更远。人们曾形容它像神像上的光圈，它比太阳本身更白，外面的部分带有天穹的蓝色。

日冕主要由高速自由电子、质子及高度电离的离子，即等离子体组成。其物质密度小于2×10-12千克/立方米，温度高达1.5×10 6～2.5×10 6 K。

由于日冕的高温低密度，使它的辐射很弱并且处于非局部热动平衡状态，除了可见光辐射外，还有射电辐射、X射线、紫外、远紫外辐射和高度电离的离子的发射线，即日冕禁线。日冕的形状同太阳活动有关。在太阳活动极大年日冕接近圆形，在太阳活动极小年呈椭圆形，而在太阳宁静年呈扁形，赤道区较为延伸。日冕直径大致等于太阳视圆面直径的1.5倍至3倍以上。

日冕与极羽

日冕的形状是有变化的。人们通过观察发现，自19世纪末以来，日冕的形态随太阳黑子活动的周期约11.2年，在两个极端的类型之间变化。在太阳活动极盛时期，日冕的形状是明亮的，有规则的，近于圆形，精细结构，比如极羽并不显著。可是在太阳活动的极衰时期，就其整体来说，日冕没有那样明亮。但在日面赤道附近，日冕的光芒底层却在扩大，上面分成丝缕，呈刀剑状伸向几倍太阳直径那样远的地方。

有人于1848年在高山上观测一次极衰期的日全食，看见这些光芒伸长到离地面1500万千米以外的地方。除了上述特征之外，极衰期的日冕往往在两极表现出一种像刷子上的一簇簇羽毛样的结构，人们叫它极羽。

极羽形成的原因

极羽现在已被科学家们归纳为日冕中比背景更亮的两种延伸结构之一，出现在日面的两极区域。它的性质人们还未完全弄清，一般认为，聚集在太阳极区的日冕等离于气体，由起着侧壁作用的磁场维持其流体静力学平衡，并因此形成极羽。

极羽的形状酷似磁石两极附近的铁屑组成的图案，这种沿着磁力线的分布说明太阳有极性磁场，并可据此画出太阳的偶极磁场来。

我还想知道日冕可人为地分为内冕、中冕和外冕3层。内冕从色球顶部延伸至1.3倍太阳半径处；中冕从1.3倍太阳半径至2.3倍太阳半径，也有人把2.3倍太阳半径以内统称内冕，大于2.3倍太阳半径处称为外冕。

活跃的太阳日珥

人类早期的观测

太阳与人类关系最密切，它本身有着数不清的谜，日珥之谜就是其中的一个。在发生日全食时，人们可以清楚地看到，在色球层中不时有巨大的气柱腾空而起，像一个个鲜红的火舌，这就是日珥。

1239年，天文学家在观测日全食时就观测到了日珥，并称其为“燃烧洞”；1733年观测日珥时，将其称作“红火焰”；1824年观测日珥时，日珥又被想象成太阳上的山脉。

1842年7月8日，日全食的观测留下了最早的、明确的日珥观测记录。1860年7月18日，日全食时拍摄了日珥的照片。1868年8月18日，日全食时拍到日珥的光谱，确定日珥的主要成分是氢。

人们对日珥的认识

1868年，法国的让桑和英国的劳基尔分别引进了光谱技术，人们对日珥的外形才有了明确的认识。

日珥是在太阳的色球层上产生的一种非常强烈的太阳活动，是太阳活动的标志之一。日珥一般长达20万千米，厚约5000千米，其腾空高度可达几万至几十万千米，甚至百万千米以上。

日珥可分为三类：宁静日珥、活动日珥和爆发日珥。宁静日珥喷发速度达每秒1万多米，能存在几个月之久；而爆发日珥的喷射速度每秒钟可达几百千米，但存在时间极短。

由于日珥腾空高度有时达数百万千米，实际上它已进入日冕层。日冕层的温度极高，甚至可达100万摄氏度以上，日珥的温度也很高，在1万摄氏度左右。它们不仅温度差别悬殊，密度差别也很大，日珥的密度是日冕的几千倍，令人奇怪的是当日珥冲入日冕层时，既不坠落，也不消融，而是能和平相处在一起。

日珥的剧烈运动

日珥的运动很复杂，具有许多特征。例如，在日珥不断地向上抛射或落下时，若干个节点的运动轨迹往往是一致的；当日珥离开太阳运动时，速度会不断增加，而这种加速是突发式的，在两次加速之间速度保持不变；在日珥节点突然加速时，亮度也会增加。对于这些现象还没有满意的解释。

活动日珥和爆发日珥的速度可高达每秒几百千米，动力从何而来？日珥运动往往突然加速，甚至宁静日珥会一下子转变为活动日珥，原因是什么？这些问题都有待于进一步研究。一般认为，除重力和气体压力外，电磁力在日珥运动中是一个重要因素。日珥运动状态的突变可能与磁场的变化有关。

日珥的分布

日珥在太阳南、北两半球不同纬度处都可能出现，但在每一半球都主要集中于两个纬度区域，而以低纬度区为主。低纬区的日珥的分布按11年太阳活动周不断漂移。

在活动周开始时，日珥发生在30度至40度范围内，然后逐渐移向赤道，在活动周结束时所处的纬度平均约为17度。高纬度区的日珥并不漂移，都在45度至50度范围内。日珥的数目和面积都与11年的太阳活动周期有关，随黑子相对数而变化。但变化幅度没有黑子相对数那样大。

日珥的上升高度约几万千米，大的日珥可高于日面几十万千米，一般长约20万千米，个别的可达150万千米。

日珥的亮度要比太阳光球层暗弱得多，所以平时不能用肉眼观测到它，只有在日全食时才能直接看到。

日珥是非常奇特的太阳活动现象，其温度在4726摄氏度～7726摄氏度之间，大多数日珥物质升到一定高度后，慢慢地降落到日面上，但也有一些日珥物质漂浮在温度高达199万摄氏度的日冕低层，即不浮落，也不瓦解，就像炉火熊熊的炼钢炉内居然有一块不化的冰一样奇怪。而且，日珥物质的密度比日冕高出1000倍～10000倍，两者居然能共存几个月，实在令人费解。

科学家的解释

有科学家解释，太阳磁场具有隔热作用，它包裹住日珥，使两者无法进行热量交换。但是，人们发现，有些日珥并非是从大气层的低层喷射上去的，而是在日冕高温层中“凝结”出来的，而有些日珥还在顷刻间就烧完乃至全无踪影，这种凝结现象和突变现象让人无法解释。

此外，空无一物的日冕怎么会突然出现日珥呢？据计算，全部日冕的物质也不够凝结成几个大日珥，它们很可能是取自色球的物质。但这些猜测尚未得到证实，关于日珥的一切还是个谜。

我还想知道日全食时太阳完全被月球遮住，黑夜突然来临。在“黑太阳”周围，镶着一个红色光环，这是太阳的色球层。天文学家形容太阳色球层像是“燃烧着的草原”，上面许多细小的火舌就叫作“日珥”。

奇特的太阳黑子

什么是太阳黑子

太阳黑子是在太阳的光球层上发生的一种太阳活动，是太阳活动中最基本、最明显的活动现象。在太阳的光球层上，有一些旋涡状的气流，像是一个浅盘，中间下凹，看起来是黑色的，这些旋涡状气流就是太阳黑子。黑子本身并不黑，之所以看似黑是因为比起光球来，它的温度要低一两千度，在更加明亮的光球衬托下，它就成为看起来像是没有什么亮光的、暗黑的黑子了。

太阳黑子由暗黑的本影和在其周围的半影组成，形状变化很大，最小的黑子直径只有几百千米，没有半影，而最大的黑子直径比地球的直径还大几倍。

黑子的重要特性是它们的磁场强度，黑子越大，磁场强度越高，大黑子的磁场强度可达4000高斯。

观测太阳黑子

早在我国古代，当时的人们就已发现了黑子的存在。1610年，伽利略发现了太阳黑子现象。从此，人类开始了对太阳黑子活动的探索。

1926年，德国的天文爱好者施瓦贝用一架小型天文望远镜观测太阳，并仔细计算每天在日面上出现的黑子数目，并绘出太阳黑子图，他发现每经过约11年，太阳活动就很激烈，黑子数目增加很多。有时可以看到四五群黑子，这时称作“黑子极大”；接着衰弱，到极衰弱，到后来太阳几乎没有一个黑子。因此，每经过11年，就称作一个“太阳黑子周”。

太阳黑子的周期

为了更准确地研究太阳黑子活动的规律，国际天文学界为黑子变化周期进行了排序，从1755年开始的那个11年称作第一个黑子周，1998年进入第二十三个黑子周。

1861年，德国天文学家施珀雷尔发现，在每一黑子周，黑子出现是遵从一定规律的：每个周期开始，黑子与赤道有段距离，然后向低纬度区发展，每个周期终了时，新的黑子又出现在高纬区，新的周期也就开始了。

20世纪初，美国天文学家海耳研究黑子的磁性，发现磁性由强至弱直至消失的周期恰好是黑子周期的两倍，即22年。人们将这个周期称作磁周期或海耳周期。

科学家的争议

有人对太阳黑子活动周期持续的时间提出异议。19世纪80年代，德国天文学家斯波勒发现1645年至1715年间，人们很少看到太阳黑子活动。紧接着，英国天文学家蒙德尔指出，这70年太阳活动一直处于极低水平，太阳黑子平均数比通常11年周期中黑子极少的年份还要少，有时连续多年竟连一个黑子也没有，被称为“蒙德尔极小期”。

关于太阳黑子活动周期问题，争论一直在继续，新观点不断涌现，有人提出22年的变化周期，有人提出80年的变化周期，甚至有人提出了800年的周期。总的说来，太阳黑子活动是有一定规律的，但又是复杂多变的，就目前的科学研究水平来看还很难统一。太阳黑子对地球的影响太阳是地球上光和热的源泉，它的一举一动，都会对地球产生各种各样的影响。黑子既然是太阳上物质的一种激烈活动现象，所以对地球的影响很明显。当太阳上有大群黑子出现时，会出现磁暴现象使指南针会乱抖动，不能正确地指示方向；平时很善于识别方向的信鸽会迷路；无线电通讯也会受到阻碍，甚至会突然中断一段时间，这些反常现象将会对飞机、轮船和人造卫星的安全航行，还有电视传真等方面造成很大的威胁。太阳黑子的爆炸还会引起地球上气候的变化。100多年以前，一位瑞士天文学家发现，黑子多的时候地球上气候干燥，农业丰收；黑子少的时候气候潮湿，暴雨成灾。

我国著名科学家竺可桢也研究提出：凡是我国古代书上对黑子记载得多的世纪，也是我国范围内特别寒冷的天气出现得多的世纪。还有人统计了一些地区降雨量的变化情况，发现这种变化也是每过11年重复一遍，很可能也跟黑子数目的增减有关系。地震科学工作者发现，太阳黑子数目增多的时候，地球上的地震也多。地震次数的多少，也有大约11年左右的周期性。

植物学家也发现，树木生长情况也随太阳活动的11年周期而变化。黑子多的年份树木生长得快；黑子少的年份就生长得慢。更有趣的是黑子数目的变化甚至还会影响到我们的身体，人体血液中白细胞数目的变化也有11年的周期性。而且一般的人在太阳黑子少的年份，会感到肚子饿得比较快。

我还想知道我国有世界上最早的观测太阳黑子记录。公元前140年前的《淮南子》中有“日中有踆乌”的记述。现今世界公认的最早的是载于《汉书·五行志》中公元前二十八年三月出现的太阳黑子。

太阳确实有伴星吗

太阳的伙伴是谁

有的恒星看上去是一颗星，但用望远镜观察，它却是两颗互相吸引，互相绕转的星，就像两个在一起的伙伴一样。

太阳这颗恒星有没有伙伴呢？假如太阳真有一个伙伴，即伴星，那么人类就可以解释过去出现的一些现象，然后再想方设法防止今后可能出现的大灾难。

物理学家的研究1979年，美国哥伦比亚大学的地质学家沃尔特送给他父亲阿尔瓦雷斯一块6500万年前的石头，它与恐龙灭绝的年代相同。阿尔瓦雷斯对这块古老的石头分析后发现，其中含有丰富的铱。铱是天外的来客，地球上并不存在这种元素，因此，阿尔瓦雷斯提出了小行星撞击地球的理论。阿尔瓦雷斯经过计算推断，6500万年前，有一颗直径为1万米的小行星和地球发生撞击，扬起的尘埃弥漫着太空。在此后的3年至5年间，地球陷入了一片黑暗，植物停止了光合作用，造成植物和动物群的大片死亡，严重破坏了生态平衡，从而使恐龙走向了灭绝。

阿尔瓦雷斯的这一理论提出不久，芝加哥大学的古生物学家戴维·芬普和约翰·塞普科斯基研究了古生物灭绝的年代，发现古生物灭绝是有周期性的，平均每2600万年发生一次。在过去的一亿年中，即9100万年前，6500万年前，3800万年前，1200万年前，都发生过大突变和大灭绝，每次突变有75%的生物绝灭。

提出伴星假说

在这个基础上，阿尔瓦雷斯的学生马勒提出了伴星假说，即太阳有一位伙伴。这位伙伴的轨道周期，恰好是2600万年。伴星质量很大，当它一接近太阳系外星的彗星群时，就扰乱了彗星群的正常运行，产生彗星雨。有些彗星撞击了地球，造成地球上的灾难和生物大灭绝。

马勒的学说提出后，科学家们经过进一步研究认为：如果太阳有伴星，那么这颗伴星便是一颗密度很大的白矮星。它没有热，没有光，体积很小，质量却大得惊人，它悄无声息地在太空中绕太阳运行，因而人类很难发现它的踪迹。

我还想知道伴星：通常指双星或聚星中较难观测到的子星。天狼星的伴星β星，是人类最早发现的白矮星。它体积很小，和地球差不多。

太阳为什么会自转

太阳自转的发现

太阳像其他天体一样，也在不停地绕轴自转，这在400年前是无人知道的。最早发现太阳自转的人是意大利科学家伽利略，他在观测和记录黑子时，发现黑子的位置有变化，终于得出太阳自转的结论。15世纪时，人们普遍认为，地球由于自转引起了按一定周期变化的昼与夜的交替，并且太阳系内许多其他行星也都存在着自转现象。

1853年，英国天文爱好者、年仅27岁的卡林顿开始对太阳黑子作系统的观测。他想知道黑子在太阳面上是怎样移动的，以及长期以来都说太阳有自转但这自转，周期究竟有多长？几年的观测使他发现，由于黑子在日面上的纬度不同，得出来的太阳自转周期也不尽相同。换句话说，太阳并不像固体那样自转，自转周期并不到处都一样，而是随着日面纬度的不同，自转周期有变化。这就是所谓的“较差自转”。

太阳的自转周期

太阳自转方向与地球自转方向相同。太阳赤道部分的自转速度最快，自转周期最短，约25日，纬度40度处约27日，纬度75度处约33日。日面纬度17度处的太阳自转周期是25.38日。称作太阳自转的恒星周期，一般就以它作为太阳自转的平均周期。以上提到的周期长短，都是就太阳自身来说的。

可是我们是在自转着和公转着的地球上观测黑子，相对于地球来说，所看到的太阳自转周期就不是25.38日，而是27.275日。这就是太阳自转的会合周期。

如果连续许多天观测同一群太阳黑子，就会很容易发现它每天都在太阳面上移动一点，位置一天比一天更偏西，转到了西面边缘之后就隐没不见了。如果这群黑子的寿命相当长，那么，经过10多天之后，它就会“按期”从日面东边缘出现。

除了用黑子位置变化来确定太阳自转周期之外，用光谱方法也可以。太阳自转时，它的东边缘老是朝着我们来，距离在不断减小，光波波长稍有减小，反映在它光谱里的是光谱谱线都向紫的方向移动，即所谓的“紫移”；西边缘在离我们而去，这部分太阳光谱线“红移”。

黑子很少出现在太阳赤道附近和日面纬度40度以上的地方，更不要说更高的纬度了，光谱法就成为科学家测定太阳自转的良好助手。光谱法得出的太阳自转周期是：赤道部分约26日，极区约37日。这比从黑子位置移动得出来的太自转周期要长一些，长约5%。

太阳周期有变

早在20世纪初，就有人发现太阳自转速度是有变化的，而且常有变化。1901年至1902年观测到的太阳自转周期，与1903年得出的不完全一样。不久，有人更进一步发现，即使是在短短的几天之内，太阳自转速度的变化可以达到每秒0.15千米，这几乎是太阳自转平均速度的1/4000，那是相当惊人的。

1970年，两位科学家在大量观测实践的基础上，得出了一个几乎有点使人不知所措的结论。通过精确的观测，他们发现太阳自转速度每天都在变化，这种变化既不是越转越快，周期越来越短，也不是越转越慢，周期越来越长，而似乎是在一个可能达到的极大速度与另一个可能达到的极小速度之间，来回变动着。

太阳自转速度为什么随时间而变化？有什么规律？这意味着什么？现在都还说不清楚，只能说是些有待研究和解决的谜。空间技术的发展使得科学家们有可能着手观测和研究太阳外层大气的自转情况，主要是色球和日冕的自转情况。在日冕低纬度地区，色球和日冕的自转速度，和我们肉眼看到的太阳表面层——光球来是基本一致。在高纬度地区，色球和日冕的自转速度明显加快，大于在它们下面的光球的自转速度。

换句话说，太阳自转速度从赤道部分的快，变到两极区域的慢，这种情况在光球和大气低层比较明显，而在中层和上层变化不大，不那么明显。

太阳周期为何有变

一些人认为：太阳自转速度随深度而变化，我们在太阳表面上测得的速度，很可能还继续向内部延伸一段距离，譬如说大致相当于太阳半径的1/3，即约21万千米。只是到了比这更深的地方，太阳自转速度才显著加快。

包括地球在内，许多天体并非正圆球体，而是扁椭球体，其赤道直径比两极方向的直径长些。用来表示天体扁平程度的“扁率”，与该天体的自转有关。地球的赤道直径约12756.3千米，极直径约12713.5千米，两者相差42.8千米，扁率为0.0034，即约1/300。九大行星中自转得最快的两颗行星是木星和土星，它们的扁率分别是0.0637和0.102，用望远镜进行观测时，一眼就可以看出它们都显得那么扁。

美国科学家迪克的理论

太阳是个自转着的气体球，它应该有一定的扁率，20世纪60年代，美国科学家迪克正是从这样的角度提出了问题。根据迪克的理论，如果太阳内部自转速度相当快，其扁率有可能达到4.5/100000。太阳直径约139.2万千米，如此扁率意味着太阳的赤道直径应该比极直径大60多千米，对于太阳来说，这实在是微乎其微。可是，要想测出直径上的这种差异，异乎寻常地困难，高灵敏度的测量仪器也未必能达到所需要的精度。

为此，迪克等人做了超乎寻常的努力，进行了无与伦比的超精密测量，经过几年的努力，他得出的太阳扁率为4.51±0.34/100000，即在4.85/100000到4.17/100000之间，刚好是他所期望的数值。

1967年，迪克等人宣布自己的测量结果时，所引起的轰动是可想而知的。一些人赞叹迪克等人理论的正确和观测的精密，似乎更多的人持怀疑态度，他们有根有据地对迪克等人的观测精度表示相反意见，认为这是不可能的。

一些有经验的科学家重新作了论证太阳扁率的实验，配备了口径更大、更精密的仪器，采用了更严密的方法，选择了更有利的观测环境，所得到的结果是太阳扁率小于1/100000，只及迪克所要求的1/5左右。结论是：太阳内部并不像迪克等人所想象的那样快速自转。

退一步说，即使太阳赤道部分略为隆起而存在一定扁率的话，扁率的大小也是现在的仪器设备所无法探测到的。

企图在近期内从发现太阳的扁率，来论证太阳内核的快速自转，可能性不是很大。它将作为一个课题，长时间地反映在科学家们的工作中。不管最后结论太阳是否真是扁球状的，或者太阳确实无扁率可言，都将为科学家们建立太阳模型，特别是内部结构模型，提供非常重要的信息和依据。

我还想知道太阳磁场是指分布于太阳和行星际空间的磁场。太阳磁场分大、小尺度结构。前者主要指太阳普遍磁场和整体磁场，它们是单极性的，后者则主要集中在太阳活动区附近，并且绝大多数是双极磁场。

太阳为什么会收缩

通过望远镜获取的太阳资料

自从1610年伽利略把望远镜指向天体之后，便结束了人类肉眼观天的时代。380多年来，天文学家们获得了有关太阳的许多资料。

根据德国天文学家威特曼的测量，太阳的直径为139.2万千米，这是目前最精确的太阳直径测量值了。

据说，他为了测量太阳直径，来到瑞士塔克尔诺天文台，利用针孔摄影机对准太阳望远镜焦点上的太阳像，进行了246次光电测量。

你知道139.2万千米这个数值有多大吗？相当于109个地球直径之和，是太阳系九大行星直径和的3.4倍。

艾迪的看法

1979年，美国天文学家艾迪发表了一个耸人听闻的结论：太阳正在收缩。

他认为，过不了10万年，太阳将缩为一个小点。到那时候，我们地球上的白天将没有太阳。想想看，若是没有太阳，将是一幅多么可怕的景象！

美国天文学家艾迪提出了“蒙德极小期”的概念，他认为在蒙德极小期之内，黑子的记录一次也没有，太阳活动很弱，太阳活动11年周期的脉搏也停止了。

自1610年使用望远镜观测太阳黑子以后，至19世纪中叶已经积累了大量观测资料。黑子的11年周期已为天文界所公认。

1843年，德国天文学家斯玻勒在研究黑子纬度分布时发现：1645年至1715年的70年间，几乎没有黑子记录。

1894年，英国天文学家蒙德在总结斯玻勒的发现时，把1645年至1715年这一时期称为太阳黑子“延长极小期”。

1922年他又撰文以极光记录的显著减小来论述存在黑子延长极小期的可能性。

艾迪的看法在天文学界引起了激烈争论，1979年艾迪也提出了更大胆的观点，即太阳正在收缩着，太阳直径差不多每年缩短1/850，太阳直径差不多每年缩短1647千米。按艾迪的计算，太阳到了一定时期也就消失了。

艾迪的研究

艾迪曾认真研究了英国格林尼治天文台从1836年至1935年的太阳观测资料，数据表明这117年间太阳直径不断收缩。他还研究了美国海军天文台从1846年以来的观测记录，得出结论同上面的结论一致。

艾迪还认真观测了1567年4月9日的一次日环食。当时有人计算应是日全食，艾迪解释说，原来的太阳比现在大些，月亮遮不严太阳的光线，所以就出现了一个环。

科学家的证明

法国哥廷根天文台也保存较完整的太阳观测资料。科学家们的计算表明，太阳大小在200多年内变化不大，比起艾迪的数值要小得多。

天文学家还试图从水星凌日的材料证明艾迪的观点。根据42次水星凌日的观测记录发现，300多年来，太阳非但没有缩小，还有增大的现象。此外，英国天文学家帕克斯还借助1981年日全食的机会进行了相关的观测，得出的结论也和艾迪相反。

1982年，美国科罗拉多高空观测所和萨里空间实验站的科学家们，精心研究了最近265年中水星绕太阳运动的资料，以及有关日食的资料，得出的结论是：太阳的直径并不固定，它一直在“颤抖”，其周期约为76年。太阳直径最大与最小时可相差300千米。

1986年，法国一些天文学家又宣布了一项惊人的消息：根据太阳黑子资料的历史记录分析，在17世纪时，太阳的大小与今天不一样，300年以前的太阳直径比现在大了2000千米左右，而且，那时候太阳的自转速度也比现在慢4%左右。

我国科学家的计算

1987年，中国上海天文台与美国海军天文台合作，将当年9月27日的日全食资料与1715年的资料比较，结果表明太阳确有收缩，但只是艾迪数值的1/5，有些科学家从其他日全食资料来计算，也只有艾迪数值的1/10。

太阳会一直收缩下去吗？收缩的幅度到底有多大？科学家们观点还很不统一，需要进一步观测来证明。要想揭开这个太阳之谜，需要相当长的探索历程。

我还想知道上海天文台以天文地球动力学和银河系、星系天体物理为主要学科发展方向，拥有基线干涉测量、卫星激光测距、全球定位系统等多项现代空间天文观测技术，是世界上拥有这些技术的台站之一。

闪闪的星星

夜晚天空中闪烁发光的天体被我们称为星星。据科学家预测，天空中能够被肉眼看见的星星近7000颗。那么，你知道

星星为何会闪烁

白天为何不见星星

在我们的地球，白天一般是不会有星星出现的，那是因为地球的大气层在作怪，它把阳光散射四面八方，而星星是那么暗淡，所以难以显露出来。但这并不表明，在白天我们的头顶上没有星星。事实上，在日全食时太阳被全部挡住的几分钟内，星星就会像在夜晚那样闪烁不停。再如无论是在航天飞机上的宇航员，还是在空间轨道站上的宇航员，由于他们摆脱了大气的羁绊，所以他们就在阳光明媚的大白天见到了满天星斗。

由于太阳依然让人无法正视，因为周围没有了空气，所以在太阳的身旁不远处，就有群星在争辉。因此，他们见到的白天与地面上是完全不同的。

星光为何闪烁不停

星光闪烁不停的真正原因是在于地球的大气层。大气的流动性非常强，而各处的气流因温度、湿度、压力、风向等多种因素，总在不停地流动着，有些气流还特别不规则，每时每刻都在变化着，正因为恒星面前的空气流动情况在不断变化，就会使星光受到不规则的扭曲，于是星光就显得闪烁了。

而这也往往成为识别行星的一个方法，即行星的光一般是稳定不闪的。

天上有多少颗星星

天空中究竟有多少颗星星？这是迄今为止，没有任何一位科学家能准确回答的问题。但是，最近有了相对准确的答案：宇宙中大约有227×10颗星星。这个数字是澳大利亚国立大学天文学和天体物理学研究院的西蒙·德赖弗教授及其研究小组计算出来的。

西蒙·德赖弗教授及其研究小组的人员，使用世界上最先进的射电望远镜，首先计算出离地球较近的一片空间里有多少个星系。然后，通过测量星系的亮度，估计出每个星系里有多少颗星星。

接下来，再根据这个数字来推断在可见的宇宙空间里有多少颗星星。专家认为，这是迄今为止最先进的计算方法。

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