沒(méi)有太陽(yáng)，地球上就不可能有生命。這不是一個(gè)陳述，而是一個(gè)事實(shí)，我們都應(yīng)該意識(shí)到這一點(diǎn)。
數(shù)十億年來(lái)，正是太陽(yáng)將太陽(yáng)系維系在一起，并對(duì)人類(lèi)迄今所知的所有重大天文現(xiàn)象負(fù)責(zé)。盡管如此，我們對(duì)我們最親密、最重要的宇宙鄰居知之甚少。
當(dāng)我們坐在沙灘上沐浴在陽(yáng)光下時(shí)，我們很少會(huì)問(wèn)自己在這個(gè)巨大的火球里正在發(fā)生什么。
好吧，如果你對(duì)太陽(yáng)內(nèi)部很好奇，那么你來(lái)對(duì)地方了，因?yàn)檫@篇文章將探索太陽(yáng)內(nèi)部的許多秘密。
太陽(yáng)的化學(xué)成分
太陽(yáng)是由熾熱的氣體組成的巨大球體。就目前的元素而言，太陽(yáng)由兩種主要?dú)怏w組成——?dú)浜秃ぃ罢呒s占太陽(yáng)質(zhì)量的71%，后者約占質(zhì)量的27.1%。
碳、氮和氧是在這顆恒星中發(fā)現(xiàn)的相對(duì)較重的元素，它們的綜合豐度約為質(zhì)量的1.5%。剩下的0.5%由硅、鎂、氖、鐵、硫和其他較重的金屬元素組成。
圖為：太陽(yáng)結(jié)構(gòu)
太陽(yáng)層
為了獲得盡可能多的信息，科學(xué)家們已經(jīng)用多種方法研究了太陽(yáng)，包括地面望遠(yuǎn)鏡和衛(wèi)星。為了簡(jiǎn)單起見(jiàn)，它們通常將太陽(yáng)分成六層。
光球?qū)邮俏覀兡苤苯佑^察到的最深的一層。顆粒和氣泡氣體覆蓋了光球?qū)拥拇蟛糠?。色球?qū)邮枪馇驅(qū)拥南乱粚?，也是太?yáng)耀斑的來(lái)源。
再下一層是日冕，肉眼無(wú)法看到，但可以用日冕望遠(yuǎn)鏡觀察到。這些層構(gòu)成了人類(lèi)肉眼可見(jiàn)的區(qū)域。
核心是太陽(yáng)最內(nèi)部的區(qū)域，所有的能量都是通過(guò)核反應(yīng)產(chǎn)生的。自然，它富含氫和氦。輻射區(qū)位于核心和對(duì)流層之間，充滿(mǎn)了宇宙射線和充滿(mǎn)能量的光子。
對(duì)流層從大約20萬(wàn)公里的深處一直延伸到恒星的可見(jiàn)表面。光子是在對(duì)流層表面產(chǎn)生的;這個(gè)頂層叫做光球?qū)印?/p>
我們?nèi)绾未_定太陽(yáng)的成分?
當(dāng)白光通過(guò)棱鏡時(shí)，它會(huì)分裂成七種組成顏色(彩虹的七種顏色)，這就是通常所說(shuō)的光譜。
德國(guó)驗(yàn)光師約瑟夫·馮·弗勞恩霍夫(Joseph Von Fraunhofer)用一種叫做光譜儀的特殊儀器，在陽(yáng)光下進(jìn)行了類(lèi)似的實(shí)驗(yàn)，他在光譜中發(fā)現(xiàn)了黑線。
圖為：弗勞恩霍夫光譜儀
人們很快意識(shí)到這些黑線代表光譜中缺失的顏色(更具體地說(shuō)，是波長(zhǎng))，而這些缺失是因?yàn)樘?yáng)內(nèi)部和周?chē)脑匚樟诉@些特定波長(zhǎng)的光。
每一種元素都吸收光譜中與它的原子中發(fā)生的電子傳輸相對(duì)應(yīng)的特定波長(zhǎng)。
因此，這些黑線表示某些元素的存在，如氫、鈣和鈉，因?yàn)樗鼈兇砹诉@些特定元素吸收的波長(zhǎng)。
這是一項(xiàng)非常簡(jiǎn)單而有效的技術(shù)，為發(fā)展更先進(jìn)的測(cè)量太陽(yáng)成分的儀器奠定了基礎(chǔ)。然而，這種方法也有其局限性。它只告訴我們太陽(yáng)表面的成分，卻不告訴我們太陽(yáng)核心的成分!
那么，核心呢?
太陽(yáng)核心的輻射主要由粒子組成，比如中微子，它們?cè)谔?yáng)表面發(fā)出的光的背景下運(yùn)動(dòng)，因此不能用標(biāo)準(zhǔn)的光譜設(shè)備檢測(cè)到。
因此，就有像日本上岡天文臺(tái)(Kamiokande Observatory, Kamioka, Japan)那樣具有極其靈敏的光傳感器的特殊儀器，用來(lái)識(shí)別這些粒子。
這些粒子證實(shí)了太陽(yáng)核心發(fā)生核聚變反應(yīng)，而核聚變反應(yīng)負(fù)責(zé)這些粒子的發(fā)射。
科學(xué)家研究太陽(yáng)內(nèi)部的另一種方法是日震學(xué)?？茖W(xué)家們通過(guò)研究從內(nèi)部發(fā)出的聲波來(lái)聆聽(tīng)太陽(yáng)的聲音。
圖為：日本Super-k天文臺(tái)的中微子探測(cè)器
NASA的太陽(yáng)和日球觀測(cè)臺(tái)(SOHO)以不同的頻率記錄振動(dòng)，并在斯坦福物理實(shí)驗(yàn)室使用合適的技術(shù)將振動(dòng)轉(zhuǎn)換成聲音。
這些聲波在光球?qū)觾?nèi)部的反射會(huì)使表面產(chǎn)生輕微的振動(dòng)和移動(dòng);光球?qū)拥纳仙拖陆悼梢杂脤?zhuān)門(mén)的技術(shù)來(lái)測(cè)量，以提供有關(guān)太陽(yáng)內(nèi)部物質(zhì)密度和運(yùn)動(dòng)的信息。
最后
在過(guò)去的200年里，我們已經(jīng)能夠生成和分析相當(dāng)數(shù)量的太陽(yáng)數(shù)據(jù);終于，我們對(duì)正在發(fā)生的事情有了一個(gè)不錯(cuò)的了解。
然而，關(guān)于太陽(yáng)的許多謎團(tuán)仍然存在，不過(guò)地平線上有一些迷人的任務(wù)可能有助于解開(kāi)它們，而NASA的帕克太陽(yáng)探測(cè)器就是就是其中一個(gè)。
圖為：帕克太陽(yáng)探測(cè)器
探測(cè)器將俯沖到距離太陽(yáng)表面不到650萬(wàn)公里的地方，像以往任何航天器一樣記錄熱量和輻射。
該探測(cè)器于2018年3月發(fā)射，將提供有關(guān)太陽(yáng)活動(dòng)的新數(shù)據(jù)，并對(duì)太陽(yáng)外層日冕進(jìn)行觀測(cè)。
這一任務(wù)將改變我們對(duì)賦予我們生命的巨大天體火球的看法，并可能揭示有關(guān)太陽(yáng)核心的全新秘密。
在這里要說(shuō)明的是，每顆恒星都有壽命，并且最終會(huì)死亡。我們的太陽(yáng)也不例外。
它死后，會(huì)在自身重力的作用下收縮。幸運(yùn)的是，這種情況在幾十億年內(nèi)都不會(huì)發(fā)生，從我們現(xiàn)在的物種軌跡來(lái)看，當(dāng)這種情況發(fā)生時(shí)，應(yīng)該沒(méi)有人會(huì)在附近!
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