太陽光芒萬丈，它以無盡的熱量，孕育了太陽系，包括地球上智慧的人類。自古以來，人們對太陽的好奇、崇拜以及探索就沒有間斷過。人類最古老的歌頌太陽的詩歌是古埃及的《亡靈書》。在我們國家歌頌太陽的古代詩歌當中，我最喜歡屈原的《九歌·東君》：

暾將出兮東方，照吾檻兮扶桑。

撫餘馬兮安驅，夜晈晈兮既明。

駕龍輈兮乘雷，載雲旗兮委蛇。

長太息兮將上，心低徊兮顧懷。

羌聲色兮娛人，觀者憺兮忘歸。

屈原的《九歌·東君》寫得很人性化，他說太陽將從東方升起來了，照耀我的田園和家鄉。我驅馬慢慢地前行，夜色皎皎，天就要亮了。然後突然一轉，說駕著萬軍雷霆，帶著萬里雲霞，太陽要升起來了。美麗的太陽昇起來了，觀看日出的人流連忘返。

除了《九歌·東君》這首歌頌太陽的詩歌，屈原還在《天問》裡提出了有很多關於太陽的問題：

天何所沓？十二焉分？

日月安屬？列星安陳？

出自湯谷，次於濛汜。

自明及晦，所行幾里？

羲和之未揚，若華何光？

何所冬暖？何所夏寒？

屈原問道：“日月安屬？列星安陳？”，就是日月到底掛在什麼地方？像太陽這樣的恆星屬於哪兒？另外，他還問了一些很有趣的問題，比如“羲和之未揚，若華何光？”，他說給太陽趕車的車伕的鞭子還沒有揚起來，在西北的若華林上，就已經看到了絢麗的光彩，這到底是什麼原因？我大致猜想，這就是美麗的極光現象。因為即使在夜裡，極光也會把大地照得燦如白晝。他還問道：“何所冬暖？何所夏寒？”這說明在那個時候，他已經問到了氣候異常的原因：為什麼有時候冬天是暖的、夏天卻是冷的？

那麼，今天的人們對太陽是如何理解的、對上面這些問題是否仍然感興趣？美國宇航局2014年-2033年的太陽和空間物理發展路線圖的主旨，回答了是什麼導致了太陽的變化，近地空間、行星際空間和日球怎樣響應這些變化，它們對人類有什麼影響。另外，美國科學院有一個2013年-2022年的太陽和空間物理十年科學規劃，他們給這個規劃起了一個名字，叫作“一個技術社會的科學”。十年科學規劃的科學目標是：確定太陽活動的起源和預報空間環境的變化，認知太陽與太陽系和星際介質的相互作用，發現和定量描述日球和宇宙中的基本過程……由此我們也可以看到，兩千多年前的偉大先哲所提出的問題，今天人們依然在執著地追尋答案。

進入正題之前，我們大致瞭解一下

太陽的相關知識

。首先，

太陽位於銀河系的一個小懸臂上。

所以銀河系是太陽所在的母星系。太陽到銀河系中心的距離是3至4萬光年，整個銀河系的半徑大約是7。5萬光年。近年來一些新的研究發現，銀河系周邊還環繞著亞星系，所以實際上銀河系可能要比前面的數字大得多。

在銀河系中，太陽的“王國”是指太陽用太陽風和高能粒子，以及 太陽磁場 所能控制的空間。太陽風所及的地方與銀河系、星際介質之間的邊界大約有100個AU，即

100個日地距離

。從太陽向外看，我們會看到水星、金星等“ 八大行星 ”和矮行星，然後是小行星帶；接著往外看，是日球層邊界（在太陽或太陽風的能量與恆星風的能量可以匹敵的地方，即能量基本相等的位置，物質和等離體堆積，形成了一個邊界層，這就是日球和太陽風的邊界層）；再往外看，是星際介質和 奧爾特雲 等星際介質當中的一些結構；另外，我們還可以看到

比鄰星

，比鄰星是離太陽最近的恆星，大約在4光年多的位置。有研究發現，比鄰星的一個行星上很可能有類地生命存在。

上圖是太陽的結構。日核處於中間位置，這裡是產生日核反應、驅動太陽和太陽系能量的地方。它透過兩個氫核合併為一個氦核，把多餘的質量轉化為能量，源源不絕地為太陽提供了自己生命週期當中的所有能量。再往外是輻射區，日核產生的能量是透過輻射的方式向外傳播，由於太陽太厚、太重，所以輻射的能量傳播到一定距離時，就傳播不動了，就像有一面牆把它堵住了一樣，這個地方叫作對流層底。由於能量在這裡積累，上邊的大氣，即30%左右的太陽大氣，被燒得沸騰起來，所以這個層次叫作“對流層”。對流層再往外就是太陽光球層，這是太陽黑子所在的地方。太陽光球再往外是溫度極小區，大約4300℃。然後是太陽色球層、太陽過渡區、日冕（日冕的溫度是200萬℃）。在日冕裡有很劇烈的活動現象，比如耀斑；在日冕中還有一些暗冷的物質，就叫作“日珥”，是很美麗的現象。以上這些太陽結構，大多數在近代以前大家都已經知道了。近代以來，人們又有了一些新發現，比如：人們發現在對流層底有一個旋切層，此處在太陽旋轉時有非常大的梯度，即上下兩層之間的梯度非常大，所以大家認為這裡是太陽磁場所產生的溫床。

天文觀測是用光譜學的方法。我們是透過從伽瑪射線（波長為10-18米）、X射線、紫外線，到可見光、紅外線，以及射電波段等的光譜研究，來了解我們的世界、瞭解我們的宇宙的，對太陽的研究也不例外。目前，對太陽的研究基本覆蓋了從伽瑪射線到射電波段的全波段。在宇宙物件當中，太陽幾乎是唯一一個覆蓋全波段觀測的天體物件。另外，活動星系核也是覆蓋了很多的波段；對一些天體物件，我們只能在區域性波段觀測到它們。

作者：汪景琇 中國科學院院士

本文節選自宣講家網獨家文稿《汪景琇：太陽活動和空間天氣》

點選

“瞭解更多”

檢視

完整文稿