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马王堆汉墓帛画上部
太阳是我们每天都离不了的恒星,“万物生长靠太阳”是亘古颠扑不破的真理。可你知道吗?太阳活动的可能引发气候变迁,影响人类生存!它所释放出的带电粒子或强辐射可能击坏卫星和危及宇航员的安全,还可能干扰电离层,影响短波通讯,更强的时候,还会干扰到地球磁场,大规模地破坏输电网络!研究太阳,是现代天文学家一项重要的职责,它关系到人类的生存与安全。张洪起,就是这样一名专门研究太阳的人,他现任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和国家天文台空间太阳望远镜项目的首席科学家。9月12日上午,他在中科院国家科学图书馆的“科学人讲坛”上为来自北京科技大学、北京邮电大学等高校的天文爱好者社团和近百名首都市民以“太阳——对人类有重要影响的恒星”为题,全面讲述了太阳——这颗离我们最近恒星的构造与活动。
太阳有多大?多重?多老?多亮?实际上,太阳的重量有2x10的33次方千克,这相当于33万个地球的重量,它的半径有79万公里,已经有46亿岁了。太阳的表面温度有5770摄氏度,它的发光功率为3.9x10的26次方瓦,每秒钟所释放的能量就相当于我们国家一百万年的用电量。在太阳的内部,有一个密度非常大温度非常高的核反应区,向外是辐射区,再外层是对流区。如果你用专用的高倍望远镜,以百公里或千公里的分辨率来观察它的话,会看到太阳其实是个明暗斑驳的大火球。太阳上会有一些温度相对较低,颜色相对较暗的区域,人们把这些区域叫做太阳黑子。我国古代的天文学家是最早观察并记录太阳黑子的。在我国的历史典籍中,目前发现有关太阳黑子的记录有101次之多,这些记录不但有时间,还有形状、大小、位置以及变化情况等方面的描写。在我国长沙马王堆一号西汉墓葬中出土的彩绘帛画中,描绘了这样一个场景:在一轮红日之中,一只乌鸦站立其间。这与史书中“日中有踆乌”的记载完全一致。所谓“踆乌”者,即忽走忽停的乌鸦,这与太阳黑子发生时的形象是多么的相似啊,后来人们便把“踆乌”借指为太阳。美国天文学家海尔会赞叹道:“中国古代观测天象,如此精勤,实属惊人。他们观测日斑,比西方早约2000年,历史上记载不绝,并且都很正确可信。” 而欧洲关于太阳黑子纪事的最早时间是公元807年8月,在当时,却被误认为是水星凌日的现象。直到1610年12月,伟大的意大利天文学家伽利略用他的望远镜多次在雾霭中观察了太阳,才确认黑子是确实存在的。而这样的观察却最终损害了他的视网膜,这可能也是导致伽利略晚年双目失明的一个重要原因吧。
张洪起还讲述了太阳活动对人类生活的影响。他说,有时,太阳的能量能够突然释放,这时,它的表面会形成一个耀眼的光斑,天文学称其为“耀斑”,有的耀斑发生时所释放的能量相当于几千万个原子弹爆炸!大的耀斑发生时,会使得地球上的高频通讯中断。海湾战争时,美军的高频通讯也曾受到太阳风暴的影响。同样,由于太阳活动导致的空间天气变化,还会同时使人造卫星功能失灵,飞机偏离设计好的最短路程,延长飞行时间,耗费更多的燃料。由于太阳活动的剧烈,1989年3月,美国新泽西州变电站遭到破坏,瑞典6个13万伏的输电线路同时发生电力中断;1994年4月,由于太阳活动导致地球磁场的活动增强,芝加哥5个变电站失灵。因此,揭示太阳活动的奥秘,同时也是我们人类自身安全的需要。为此,中国科学院、中国空间研究院等单位联合发起开展了空间太阳望远镜(SST)项目。据介绍,这个望远镜将安装在一颗天文探测卫星上,由运载火箭送入到地球同步轨道,用以观测太阳磁场、太阳大气结构、太阳耀斑能量积累与释放以及日地空间环境等,其空间分辨率比90年代发射的太阳空间系统提高10倍以上,被国外同行普遍评价为“雄心勃勃的大项目,将能提供独一无二的成果,并具备使太阳物理学取得重大突破的潜力”。该项目的实施,将在研究和观测太阳活动的同时为太空天气预报提供重要物理依据和新的方法,并提供预报太阳活动及空间灾害性天气的多种参数。目前,该望远镜正有条不紊地研制当中。(段煦/文 博物地理 www.bowudili.cn )
张洪起研究员在讲坛上
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