有道词典 离线字典:天文学家称明年太阳活动波澜不惊 公众无需恐慌

2012年，正值太阳活动的第24周峰年。对于社会上流行的某些不祥之说，近日，中国科协依托第十一期“科学家与媒体面对面”这一科普载体，邀请三位天文方面研究的带头人，通俗解读明年的太阳活动，引导公众客观了解太阳这颗离地球最近、对人类生活影响最大的恒星，平静面对新的一年的到来。

　　太阳世界既奇妙又美丽

　　作为中国科学院国家天文台研究员、国家天文台怀柔太阳观测基地主任兼总工程师，邓元勇博士这样描述太阳：“太阳上有风暴，有各种复杂的结构。太阳的世界是非常奇妙、非常美丽的。”

　　太阳长什么样子？在公众眼里，太阳就是一个平板。但在科学家眼里，太阳是个大大的磁球。它的半径有70万公里，相当于地球的109倍左右；平均密度只有水的1.4倍，比地球的平均密度还要低75%左右。

　　邓元勇说，太阳的寿命按科学家现在的估计大约100亿年，太阳现在处在壮年时期。太阳不同层次的温度变化非常大，从几千度到上千万度都有。

　　万物生长靠太阳。地球是不能提供能源的，地球上所有的能源都来自太阳，太阳的功率非常大，其量级是10的26次方瓦特——有人算过，就是每秒钟太阳上的能量如果供中国人用电的话，大概可以用100万年时间。

　　太阳成分中氢大约占71%，氦占27%，另外还有碳、氮、氧，以及各种金属。邓元勇提请大家注意，由于太阳内部不停地进行核反应，不停地消耗氢、产生氦，所以只能说太阳现在的成分构成是这样的。

　　邓元勇说，太阳和地球一样也分成不同的层次，可以简单地划分为内部结构和外部结构。

　　太阳的内部结构有三个层次。首先是核反应区，提供了太阳所有的能量以及地球需要的所有能量，目前内部温度大约是1500万度左右，主要进行氢变成氦的反应。

　　其次是辐射区，温度大概在700万度左右。辐射区靠辐射来交换能量，就像老式保温瓶一样，辐射交换能量的速度非常慢。太阳内部核反应的能量要想穿过辐射区的话，需要约两百万年时间。邓元勇说，我们今天接受的太阳光，应该是200万年以前在太阳内部产生的。

　　最后是对流区，对流也是能量交换的一种形式。对流和辐射不太一样，对流比较剧烈，也比较无序。对流区就是一个开了锅的太阳，是太阳活动的所有发源地，其温度约为200万度。

　　太阳外部结构的第一个层次是光球，是用肉眼能看到的光。人眼感受的光有99%以上来自于光球。在光球上最明显的特征是太阳黑子，太阳黑子或在太阳温度最低的地方，或在磁场最强的地方。黑子也有出生、成长、消亡的演化过程，小的黑子可能一天到几天的时间就消亡了，大的黑子则能持续数周时间。

　　第二个层次是太阳的色球。最早人们发现色球是在出现日全食的时候，看到靠近太阳边缘的地方有一层橘红色，其温度从几千度到几万度不等。在色球上也有一些典型的特征，比如我们所熟知的日珥和暗条。日珥和暗条其实是一回事，只不过由于太阳自转，会在不同位置或变亮或变暗，呈现出不同的表象。

　　第三个层次叫做日冕。平时是看不见日冕的，因为日冕的亮度大约只有光球亮度的百万分之一，人眼根本分辨不出来，但如果有日全食的话，就可以看见日冕。日冕是太阳的最外层大气，是一种不停地从太阳当中往外跑的物质，也叫做太阳风。我们今天所说的太阳活动、太阳风暴，跟太阳风的背景有很大关系。

　　邓元勇说，整个太阳大气都是一种等离子状态，再加上太阳内部能量的不断涌出，太阳表面是动荡不安的。其内部能量通过对流区不断交换出来，会引起非常复杂的电磁相互作用。这些电磁相互作用过程导致的太阳大气中的一切活动现象，被称之为太阳活动，它主要表现为太阳黑子的兴衰、太阳耀斑的爆发、太阳风的扰动等等。

　　在太阳色球上最明显的是太阳耀斑，它实际上是太阳能量的突然释放，一个普通的太阳耀斑，能释放出非常大的能量量级，大约相当于几十亿个日本广岛原子弹的当量。

　　太阳活动有一个明显的周期性，称做太阳活动周，大约11年周期，主要是以黑子出现的多少为标志。太阳黑子出现频繁、太阳活动剧烈的时候，叫做太阳活动的峰年；太阳黑子很少、甚至没有，叫做太阳活动的低年或者宁静年。

　　到目前为止，从地面到空中，从伽马射线、X射线到射电波段，人类已经对太阳进行了多方面的观测，揭开了许多太阳之谜。

　　中国科学院国家天文台研究员、太阳射电研究首席科学家颜毅华博士说，太阳和人类的生存息息相关，它一方面在造福人类，另一方面也可能给人类带来灾难。

　　颜毅华说，观测太阳最早是用肉眼，人类的历史和太阳是联系在一起的，因为人们一早醒来就能看到太阳。

　　有记录说，中国人是历史上最早记录太阳的。《说文解字》里面的“日”就是在一个圆圈里画个点。对此有两种解释：一是指太阳黑子，另外是说亮点。这表明，人类对太阳黑子的最早文字是记载在中国。

　　但从科学发展来说，大家公认是400年前伽利略从望远镜中发现了太阳黑子，并开始对太阳以及其他天文目标进行科学研究。对太阳方面比较重要的研究结果是，1814年发现了太阳光谱中的谱线和第一次发现了日珥。

　　1843年，人类发现了太阳的11年活动周期；160年前，天文学家第一次拍到了日冕的照片；150年前，人类第一次看到了太阳耀斑瞬时的闪现；1938年，科学又解决了太阳的能量来源问题——太阳的核反应过程。

　　颜毅华说，自打人类进入卫星时代、空间时代以后，1957年人类又发现了行星际物质，即太阳上吹出来的物质落到地球附近。60年代末人们在矿井里面安置探测仪器，也探测到了非常弱的太阳核反应过程中的中微子信号。

　　最近几十年来，随着高分辨地基和空间观测的实现，人类对太阳研究有了重大发现。比如，OSO-7卫星首次观测到日冕物质抛射，以及首次看到太阳上的软X射线结构，还有各种波段的硬X射线。

　　由于太阳活动对地球和空间环境有很大影响，故太阳成为当前科学监测及核心研究的对象。上世纪90年代以后，以空间探测为主导，人类对太阳开始了全波段、全时域、高分辨、高精度探测的新时代：2006年发射的STEREO卫星，可以从两个方向——一个超前地球、一个滞后地球，立体地全角度地观测太阳活动。

　　所谓研究太阳活动，就是关心太阳怎么影响我们人类。基于此，太阳活动的研究在太阳物理里有重要的位置。

　　颜毅华说，目前，太阳物理研究已被列入我国中长期科学发展纲要。我们的太阳重点实验室属于国际前列水平，中国的太阳物理研究在国际上处于前沿地位。

　　但是，国家天文台太阳活动预报首席科学家、中国科学院空间环境预报中心副主任王华宁博士不无遗憾地告诉大家，虽然上世纪我国发明了一些很先进的仪器，尤其是1984年开始使用的太阳观测望远镜，是当时国际上最先进的三台太阳观测仪器之一，然而，进入21世纪以后，作为一个航天大国，我国现在却没有一个空间天文卫星，观测手段有些落后了。

　　太阳风暴对人类的影响

　　太阳带给我们光明和温暖，供给我们需要的所有能源，但是，太阳活动也会对人类生活产生影响。

　　这个影响到底有多大呢？

　　王华宁博士说，太阳活动有轻微的或者一般性的活动，我们把它叫做扰动。扰动激烈以后，就变成了爆发，我们称之为太阳爆发。诸如耀斑、日冕物质抛射、暗条爆发或者日珥爆发，都属于激烈的太阳活动，都叫做太阳爆发。

　　太阳爆发有三个产物：电磁波、高能粒子和日冕物质抛射。太阳活动会对地球的磁场、电离层和中高层大气产生影响，最重要的是损害我们的高技术系统，像卫星、通信系统、输油管，还有电网等。再一个是影响地球气候和气象的变化。太阳东升西落，早上和晚上的温度不一样，对于气候的变化，太阳是最重要的要素。

　　太阳活动对空间环境的影响非常大，比如说卫星定位。我们现在都用GPS，如果太阳爆发影响到卫星的时候，这些卫星就不能够正确地指示位置。当一个精确制导导弹依赖于卫星定位系统攻击目标的时候，在太阳活动期间将受到强烈影响。在太阳辐射里，尤其是高能粒子，会使地球的高层大气密度发生强烈变化，导致卫星的轨道发生变化，致使卫星发生失控，甚至直接导致卫星掉下来。

　　对于民航系统来讲，太阳活动的变化，首先就是导致空乘人员与地面指挥系统的联络发生问题，其次是影响空乘人员本身的身体健康。因为地球磁场在极地是非常低的，它的特殊结构使得高能粒子可以冲击到离地面很近的地方，所以跨极地飞行的时候，对空乘人员健康是有影响的。

　　对于电网系统也会产生影响。王华宁说，最典型的例子是，1989年3月美国新泽西州大量的变压器由于强烈的太阳活动引起大磁暴，导致大面积停电——这是太阳活动迄今为止对人类造成的最大的一次灾害。

　　对太阳活动周期的编号，大概是从18世纪开始，编到现在23个周期过去了，24周也已经来临，且过去了不少。在太阳活动24个周期还没有产生的时候，就有很多人预报24周峰年大概是在2012年。

　　然而，预报是动态的，太阳活动每个周期并不是严格的11年，有时候长，有时候短，要根据太阳的实际情况进行不断的预报。现在对太阳活动24周峰年的预报，在国际太阳物理界普遍接受的一个峰期大概在2013～2014年之间。可见，2012还不是峰度的最高年。

　　美国拍《2012》时，依据的便是之前那个预测。该片的起因是太阳活动的峰年到来，说太阳发出的中微子加热了地球的核心，因而引发了大灾难。

　　王华宁认为，这个说法是不合适的。因为中微子本身的穿透力是很强的，虽然我们现在已经明白中微子有一点质量，偶尔能被物质吸收了，但事实上，它们不可能大规模被地球的中心吸收。如果真有能够把地球加热的中微子存在，那么，它在还没加热地球之前，所有的生物差不多就没有了。

　　王华宁说，可能是拍这个片子的人还没有学到关于中微子的知识，他劝大家没必要因为看了一部电影就产生恐慌，并明确地告诉大家：“2012不是24周的峰年，峰年可能要向后推迟一至两年左右。2012是个普通年，对于太阳活动来讲也只是一个普通年。”  （ 黄哲雯）