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第6章 色球·日冕·太阳风

太阳也有大气层。在太阳可见表面或光球层之外,有一个炽热的带电气体组成的大气。大气的内层叫色球层,因为这一层有粉红的颜色。色球层有11万千米厚,并且比光球层热,温度在6093℃~16649℃之间。

从望远镜中看去,色球层像是燃烧的大草原。色球层会射出巨大的热气流,叫日珥,横跨800千米,高达1600千米。日珥数以百万计,像是从太阳表面射出的火焰。太阳变化的磁场使由带电粒子组成的日珥像风中摇摆的麦穗。让人联想到燃烧的大草原的景象。

色球层之外是太阳的大气外层。这一层又叫日冕,是由色球层顶部的带电气体组成的纯白色区域。其内部是日珥从太阳表面升起的舌头状的燃烧气体的云,延展到数千英里。

天文学家用特殊的仪器去研究日冕的内部。这一特殊仪器就是食仪。它实际上就是一个用不透明的圆盘挡住光球层发出的强光的望远镜。这种仪器只能放在空气干燥,大气稳定的高山上。在这种环境下,科学家们看到了日珥的一部分。

日冕外部只能在更特殊的环境下观测。这儿的光线更加黯淡,只有当日全食中,月亮挡住了太阳光球层和日冕内部的光那一小会儿时间才能观测。这也是为什么天文学家对日食感兴趣的原因之一,让天文学家有机会研究太阳大气。

地球是在太阳的大气中“游泳”。在日全食中,我们发现太阳大气有太阳的数倍直径那么厚,几乎包含了整个太阳系,所以这些行星,包括地球,在公转时都是在太阳的大气层中运动。这一关系在南北极光现象中得以体现。

一部分日冕的温度达222万℃。但你到那儿会被冻死。这好像自相矛盾。在此之前,我们必须先区别温度和热量。生活中我们常常把这两个词混为一谈,认为热量大就一定有更高的温度,但到了太阳大气层,这就不适用了,因为组成日冕的气体太稀薄了,比地球实验室里制造的真空还稀薄。

现在我们提到物体的温度,实际是指物体中原子或分子的平均运动速度,速度越大温度越高。但是热量是指物体原子和分子的总能量。既然太阳大气的气体如此稀薄,每立方米的原子很少,所以每立方米的热量也很少,尽管其中原子的速度很快,温度很高。因此尽管温度很高,但在那儿仍会被冻死。

太阳正在不断的消耗自己。恒定的粒子流从太阳中不断喷出,即太阳风,遇到耀斑时,太阳风会加强。这些粒子落到地球、其他行星以及相邻的恒星上。宇航员没有感受到太阳风是因为其中的粒子太细小了。

某一天,太空船会在太阳风里航行。预言家已经预见了薄的塑料口袋代替干洗袋的趋势。我们可以想象,由铝制的仅1个分子厚的太阳船将会足够大、足够轻,能利用太阳风来航行。作为兴趣阅读,Arthur C.Clarke的短篇小说《来自太阳的风》,这是关于从地球到月亮的第一次太阳帆船竞赛的故事。

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