太陽是一個不用交「取暖費」,但依然給我們持續供暖的活雷鋒

2021-01-20 宇宙科普檔案

1989年春天,美國亞利桑那州基特峰國家天文臺天文學家阿弗拉在一天夜間,突然發現夜空之中出現了一片紅光。起初他還以為是森林著火映紅了天空,瞬間漫天紅色變成了綠色的北極光,就像是一塊巨大的幕布懸掛在天空一般。

燃燒的太陽

太陽是一個無比巨大的氣態行星

原來,阿弗拉所看到的景象是太陽在「搗鬼」。這顆距離大約1.5億千米距離的恆星,直徑大概140萬千米,大小約為地球的33萬倍。如此之大的一顆天體,是由72%的氫氣和27%的氦氣組成的。剩餘的1%才是其他物質,由此可以看出,太陽和我們了解到的木星一樣,都是一個巨大的氣態星體。

美麗的黃昏

什麼是太陽風暴

太陽核心的溫度可以達到1500萬攝氏度,每秒約有6億噸氫在那裡被聚變成氦,然後被輸送到太陽表面,這個表面又被科學家稱為「流光層」,那裡的溫度比較低,只有5500攝氏度。其實,簡單點說,太陽就是一個懸浮在空中的一個天然核反應堆,它所釋放出的驚人能量是通過核聚變產生的。這些能量形成太陽上個的風暴,高速粒子能量的一部分帶到空中。當風暴吹向地球時,地球的磁場因為受到它們的幹擾而變成橢圓形。這也就是我們經常提到的太陽風。

被太陽風衝擊後的地球磁場

太陽表面的能量以可見光、紫外線、X射線的形式向地球輻射,它們的力量足以穿透地球的大氣層,其功率可以達到驚人的100萬千瓦。也就是說,地球上每平方米都能受到約1.35千瓦來自太陽的能量輻射,科學家把這個數字稱為「太陽常數」。有了太陽能,植物才能進行光合作用而生長;同時也因為這種太陽能儲存在已經變成礦物燃料的古物中,從而為我們提供煤和石油。陽光給地球送來了熱量,促使大氣循環,海水蒸發,又形成了雲和雨。

我們是如何被太陽曬黑的?

在大氣層中,太陽能撞擊兩個氧原子組成的氧分子,將變成由三個氧原子組成的臭氧分子。臭氧層擋住了太陽的紫外線,另外一小部分透過臭氧層的紫外線,能使人曬得黝黑,而且如果照射的時間太長,還有可能導致皮膚組織被破壞,從而患上各種皮膚疾病。

地球與太陽

當近距離觀察太陽時所看到的景象

陽光是地球最穩固的熱源,自地球誕生45億年來,它使地球的溫度控制在一定的範圍之內。這種穩定對於生命的誕生和繁衍是非常重要的,來自太陽的能量無論變多變少,都會深刻影響到行星。

人類對太陽的研究已經有幾千年的歷史,可直到今天,太陽上的許多秘密依然沒有被破解。人類將藉助於未來的宇宙探測器去解開一些太陽之謎。通過天文望遠鏡,人們看到太陽的表面是千變萬化的、廣闊又恐怖的景象:有的地方像是成蔭的綠樹林,有的地方像是正在起火的大草原…在半徑為70萬千米的太陽上,到處充滿了氫,那裡氫的密度是地球上水的1/1000。

科學家拍攝到的就太陽表面火焰的3D照片

「粘附」在太陽表面上不斷抖動著的「微細纖維」,實際上是正在噴射到30萬千米高空的數以10億噸計的物質,那些豎著的「骨針」是比喜馬拉雅山還要高的高山。太陽的活動,如熱核反應等,都與地球的氣候息息相關。科學家預測,當太陽上的氫被消耗的差不多時,它會膨脹成為一個巨大無比的紅色「氣球」。膨脹的部分甚至可以吞沒水星甚至金星的軌道。等到那個時候,即使地球不被太陽吞沒,強烈的輻射也足以使海洋沸騰蒸發,屆時地球將不再適合生存。

但幸運的是,這場浩劫要在50億年後才有可能發生,這也給了科學家充足的時間去探索宇宙中對於人類而言適合移民的星球,尋找新的個家園。

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