《談天說文》離我們最近的星星

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我們說的星星是自己會發光的天體，由於內部的核融合反應產生大量的能量，表面溫度很高，進而發出耀眼的星光，專業一點的說法稱它作恆星。我們所處的銀河大約聚集了千億顆恆星，而整個宇宙大約有數十億個像我們銀河的星系。我們的太陽是一顆典型的恆星，並且是離我們最近的恆星，太陽不僅提供地球的光和熱，也提供天文學家近距離研究宇宙的重要組成—恆星。

雖然太陽離我們很近，卻常忽略太陽的研究，主要原因是太亮了。由於太陽如此耀眼，我們沒辦法用肉眼直視太陽，使得表面的特徵被太陽光所掩蓋。第一個被掩蓋的特徵是太陽表面的黑子。
(圖一,左圖太空船所拍攝的太陽黑子,右圖是伽手繪太陽黑子。圖/NASA/ESA/SOHO)

(圖二,1998年的日食現象,黑圓盤四周發亮的部分是太陽日冕。圖/High altitude bservatory, NCAR)


太陽黑子是太陽表面的黑斑點，早在西元前一百四十年左右，中國的淮南子精神訓中記載：譗日中有踆烏豃，應該是對黑子的描述。真正的科學研究始於十七世紀初的伽利略，他用望遠鏡長期觀察太陽表面，發現太陽表面有黑斑（如圖一），並且這個黑斑會在太陽表面上規律性的移動，伽利略認為這些斑點是在太陽表面，並推測太陽會像陀螺一樣的自轉。

(圖三,帶著塵埃尾和離子尾彗星。圖/NASA)



另一個被太陽光掩蓋的特徵是日冕，日冕是太陽四周的昏暗光暈，只有在日食發生的時候，強烈的太陽光被月球遮蔽，較暗的日冕才會顯露出來（如圖二）。科學家另外還發現太陽本身會向四面八方吹出太陽風，這是一種高速飛行的帶電粒子，主要是電子和質子。雖然我們無法透過望遠鏡看到太陽風，但可以看到太陽風把彗星吹出一條離子彗尾（如圖三）。當太陽風靠近地球的時候，會從南北兩極上空進入地球，和高空氣體碰撞，產生美麗的極光。

(圖四,右上方的太陽表面出現圓狀的太陽閃焰。圖/NASA/ESA)



如果說平時的太陽風是徐徐微風，那太陽閃燄可算是狂風大作。通常太陽風的最高速度可達每秒八百公里，但在二○○五年一月，太陽表面發生了一次太陽閃焰，噴出來的高速質子只花了十五分鐘就跑到地球，速度將近三分之一光速（約每秒十萬公里）。太陽閃焰是一種太陽表面的劇烈活動（如圖四），會有大量的物質從表面噴發出來，就像火山噴發一般。太陽閃焰除了伴隨的X射線和紫外線外，還有大量的高速粒子像太空冰雹一樣，打擊地球。不僅可以造成人造衛星的損害，也對地表通訊產生影響，更嚴重的情況，可以造成電力中斷，例如在一九八九年三月十三日，強烈的太陽閃焰導致加拿大魁北克省的水力發電裝置崩潰，加拿大和美國多處地方停電超過九小時，六百萬人受到影響。

(圖五,日地之間的關連，圖中的距離大小並沒有按照實際比例。圖/NASA/SOHO)


所幸地球四周有磁場，可作為第一道防線，阻擋一些太陽粒子直接攻擊地球（如圖五）。現今科學家成立了太空監控中心，時時注意太空的氣象狀態，以防突如其來的太陽風暴侵襲地球，這些科學家就像氣象人員，為了人類的生命財產安全而努力。