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上的颶風——只是大了許多倍而已。熾熱的氣體在太陽旋渦中向上飛騰,到達了比內部壓力小得多的光球之後,這些氣體就噴發出來,迅速衝出了表面。這樣膨脹的結果就使得周圍的溫度稍微降低了一點,因此也減弱了這一區域的光輝——這就是太陽黑子。其實,菌狀漩渦的平頂也還是極熱極亮的。看起來稍微黯淡些只是因為跟周圍平靜的太陽表面相比溫度要低了一些的緣故。
地上的包括颶風在內的所有旋渦由於地球的自轉,在北半球逆時針方向旋轉,在南半球卻是順時針旋轉。太陽黑子與之類似,在太陽赤道北的太陽黑子與太陽赤道南的太陽黑子的旋轉方向恰恰相反,因此可以看出太陽的自轉。但太陽上風暴的情形比地球上風暴的情形更加複雜,因為隨從的黑子常常跟領頭的黑子有相反的旋轉方向,更後出生的黑子的旋向則受之前已經存在的黑子群的影響,更為複雜。
太陽黑子的旋渦中心壓力較低,因此附近的氣體為其所吸引,在下降時也還是旋轉著。這種情形在照片中可以看得很清楚。
二百年前,美國的海爾(Hale)和法國的德朗德(Deslandres)各自獨立地發明了太陽單色光照相儀(spectroheliograph)。這是連線在望遠鏡上的一部分,利用它可以單獨給某一特定的元素所發出的光照相,例如鈣光或氫光。當利用這種儀器給太陽進行氫光攝影時,拍攝到的“譜斑”(flocculi)相片就從太陽黑子附近的形態分佈顯出了旋渦的存在。
為了消除大氣層對太陽觀測的不利的影響,20世紀60年代以來,空間探測器以及各種探測太陽的人造衛星陸續被髮射升空,如太陽輻射監測衛星、軌道太陽觀測站、國際日地探險者和太陽風年探測衛星等。這些攜帶了各類精密儀器的衛星對太陽進行了全方位、多角度的研究,其中包括黑子週期現象,並且獲得了很多出色的成果。有了這些衛星的幫助,我們可以比較準確地預報太陽黑子和耀斑的爆發,從而避免磁暴對電子裝置的損害。
日珥與色球
太陽另一個特別有趣的地方就是日珥。我們在研究這個太陽神秘而美麗的部分時曾經有一段很有趣的歷史,不久說到日食時我們將要提到。日珥是從太陽各部分射出來的非常稀薄灼熱的大團氣體。它們是如此之大,竟使得地球投入其中只能如同一粒沙子投進燭焰一樣。它們升起時的速度也非常可觀,有時竟高達每秒鐘數百千米。它們也同耀斑一樣常常在黑子叢生的地帶出沒,但並不僅限於那些地區。太陽周圍的眩目光焰(其實這是由我們地球大氣層的折光效果所造成的)使它們絕不可能為肉眼所見,甚至用正規的天文望遠鏡也不能看見——除非碰到日全食,因為月球的干涉才消去那一層光焰。那時它們就連肉眼也能看見,彷彿是從黑暗的月亮的邊上投射出來的火焰。
日珥有兩種:一是爆發日珥,一是寧靜日珥。第一種從太陽上升起時像巨大而翻滾的火浪;另一種卻似乎靜靜地懸在上面,像空中的浮雲一樣。我們不能確定是什麼東西支援著它們,但這大概是太陽光的一種排斥力。
光譜的分析告訴我們這些日珥是由氫、鈣以及少量其他元素構成的。它們的紅色是由於含有大量的氫元素。更進一步的研究又告訴我們,日珥與佈滿於光球上的薄氣層有關。這薄氣層就叫做“色球”(chromosphere),因為它有和日珥一樣的深紅色——從這一點可以得知,同日珥一樣,色球由和日珥基本類似的元素組成,其主要成分也是氫。
對於太陽最外層的附屬品,應該注意的還有“日冕”。這是隻在日全食時才看得見的環繞太陽的柔軟的光輝,它從太陽展開的光線之長有時竟超過太陽直徑。它是由極端稀薄的氣體組成的。在日食一章中我們還會提到它。
太陽風
人們很早以前就發現彗星的尾巴總是背向太陽,於是猜想這大概是從太陽“吹”出來的某種物質造成的,直到1958年才透過人造衛星上的粒子探測器探測到了太陽上有微粒流射出。美國的帕克給它取名為“太陽風”。
太陽風是從太陽大氣最外層的日冕向空間持續拋射出來的物質粒子流。這種微粒流是從日冕的冕洞中噴射出來的。
經過長期的觀測,我們發現太陽風的主要成分是質子、電子和氦原子核。其中質子約佔91%,氦核約佔8%,此外還含有微量的電離氧、鐵等元素。其密度則隨時變化。
太陽風有兩種。一種是“寧靜太陽風”,它是粒子持續不斷地被輻射出來,速度較小,在飛到地球附