作者:黎荔
2019年12月12日,世界上最強(qiáng)大的太陽天文臺正式開工了。美國國家科學(xué)基金會(NSF)位于夏威夷的丹尼爾井上太陽望遠(yuǎn)鏡(DKIST),是目前地球上最大的望遠(yuǎn)鏡,其唯一目的就是研究太陽。這個主鏡4米的特殊偏心望遠(yuǎn)鏡,可以分辨太陽表面尺度為30km的結(jié)構(gòu)。丹尼爾井上望遠(yuǎn)鏡與NASA繞行太陽的帕克太陽探測器,一同對太陽進(jìn)行觀測,拍攝到了至今最清晰的有關(guān)太陽的表面照片。根據(jù)DKIST在2020年1月29日的觀測情況,可以看到閃耀的黃金顆粒狀太陽結(jié)構(gòu),每個顆粒約等于美國德克薩斯州的大小(也就是大概相當(dāng)于中國青海省的大?。?。照片以最高分辨率的圖像,為我們提供了前所未有的太陽表面真實(shí)細(xì)節(jié)。從圖片中看,太陽表面就好像是一堆爆米花。這應(yīng)該是人類有史以來第一次看到這么豐富清晰的太陽細(xì)節(jié)吧?
太陽是一個巨大而熾熱的氣體星球。太陽是由核心、輻射區(qū)、對流層、光球?qū)?、色球?qū)?、日冕層?gòu)成。光球?qū)又路Q為太陽內(nèi)部;光球?qū)又戏Q為太陽大氣。太陽的大氣有三層,分別為光球?qū)?、色球?qū)?、日冕層?層之間沒有明確的界限。太陽光球就是我們平常所看到的太陽圓面。光球的表面是氣態(tài)的,但由于它的厚度達(dá)500千米,所以光球是不透明的。光球?qū)拥拇髿庵写嬖谥ち业幕顒蝇F(xiàn)象,用望遠(yuǎn)鏡可以看到光球表面有許多密密麻麻的斑點(diǎn)狀結(jié)構(gòu),很像一顆顆米粒,被稱之為米粒組織。DKIST觀測到太陽是一大杯熱騰騰的爆米花,應(yīng)該觀測到的是太陽光球?qū)拥拿琢=M織。目前科學(xué)家認(rèn)為這種米粒組織是光球下面氣體的劇烈對流造成的現(xiàn)象。
這個顆粒狀結(jié)構(gòu)的太陽,想想就很有意思。茫茫宇宙中,大約45.7億年前,太陽在一個坍縮的氫分子云內(nèi)形成。就如同誰無意丟下一粒種子,太陽就這樣誕生了。無法想象太陽的幼年階段,是怎樣弱小的嫩芽小苗,我們只見過如今處于盛年的太陽,在時光中漸漸熟透的太陽,綻放著無數(shù)金黃的顆粒,顆粒飽滿,滿蘊(yùn)光能,帶給整個太陽系充沛的光熱與能量。就如同一朵高大強(qiáng)壯的向日葵,碎碎的黃,密密匝匝地?fù)頂D于巨大花盤,點(diǎn)點(diǎn)簇簇,明亮燦爛,在圓盤上跳著狂放的花之舞,圓盤周圍則是放射狀的眩目的黃色光芒花瓣。在顆粒狀結(jié)構(gòu)上,向日葵與太陽是非常相似的。向日葵的花盤并不是一朵花,而是一群花組成的花海。這里得補(bǔ)充一個知識,向日葵花盤上有兩種花:舌狀花和管狀花。向日葵花盤外沿顏色鮮亮的是不育的舌狀花,內(nèi)里黃黃黑黑的是可育的管狀花——好看的負(fù)責(zé)招蜂引蝶,其貌不揚(yáng)的負(fù)責(zé)孕育種子。光球?qū)邮敲琢=Y(jié)構(gòu)的,就像向日葵花盤上密密匝匝的管狀花。色球?qū)又挥性谌杖硶r才可以用肉眼觀測到,是太陽圓面周圍一層非常美麗的玫瑰紅色的輝光,而日冕層在太陽大氣的最外圍層,色球?qū)优c日冕層類似于向日葵花盤外沿的多層舌狀花瓣。
太陽以其內(nèi)部源源不斷地能量供應(yīng),哺育著太陽系世界的碌碌饑腸。太陽系中的八大行星、小行星、流星、彗星、外海王星天體以及星際塵埃等,都圍繞著太陽公轉(zhuǎn),接收著太陽以核聚變的方式向太空釋放的光和熱。如今,這朵名為太陽的宇宙向日葵,在走向它最終成熟的日子,那些隱藏在花瓣之中的籽,正在以億年為時間單位的漫長演變過程中,慢慢由黃色轉(zhuǎn)為褐色,乃至最終成熟與脫落。太陽的最終壽命大致為100億年,目前太陽約45.7億歲,正在中年期,在大約50至60億年之后,太陽內(nèi)部的氫元素將全部消耗完畢,屆時太陽的核心將發(fā)生坍縮,太陽的外層將膨脹,由此引發(fā)太陽外層的氣體逃逸。在太陽外層被剝離后,唯一留存下來的,就是恒星炙熱的核心——白矮星,并在數(shù)十億年中逐漸冷卻和黯淡。這與向日葵成熟之后,舌狀花凋謝并脫落,管狀花枯萎,只剩一根桿子和長著種子的花盤部分,是何其相似。
作為人類,我們生活在太陽系的主恒星太陽周圍的第3顆行星地球上。我們來到這個世界,就是為了看看太陽和藍(lán)色的地平線。我們活在這珍貴的人間,就是為了感受太陽強(qiáng)烈,水波溫柔。在未來的無數(shù)世紀(jì)里,我們還將會繼續(xù)探索太陽的故事,從中挖掘出更多太陽的與眾不同,只有理解了這一朵絢麗的宇宙向日葵,我們才能更好地理解,為什么太陽系是人類無與倫比的家園。