<<返回书目第20章 深度解析2012太阳风暴（6）

太阳风从太阳外层大气不断发射出的稳定的粒子流。由于日冕具有极高的温度，作用于日冕气体上的引力不能平衡压力差，因此，日冕中很难维持流体静力平衡，热能使日冕稳定地向外膨胀，热电离气体粒子连续地从太阳向外流出，形成了太阳风。

　　最早人们是从彗尾总是背向太阳并随着到太阳的距离而变化的现象中猜测到有太阳风的存在。近年来利用人造地球卫星观测近地空间终于证实了确实有太阳风存在。观测表明存在于日冕中的冕洞同地球附近的太阳风有很好的相关性而寿命长的冕洞更是太阳风的起源。

　　太阳风的理论模型是按稳定态球对称的日冕向外扩张的物质流处理，它导致一个无结构的太阳风。这与观测事实不符。几乎所有观测到的太阳风的参量都有一种无规则的起伏。这种起伏与太阳活动有关。太阳活动越剧烈，太阳风的风速越大，当风速降至320公里/秒时可认为太阳风处于宁静状态。

　　长期观测结果表明，太阳风中的平均氦丰度与氢之比仅为4.5:100，低于太阳光球中氦和氢的丰度比。这表明氢在日冕膨胀中比氦更容易脱离太阳，也就是说，不同荷质比(一个粒子所带电量和其质量之比值)的离子在日冕膨胀中会分离，导致日冕重离子的引力沉淀。太阳风一直可达到太阳系之外与星风相混合。因此，它能和各行星的磁层发生比较复杂的作用，导致很多等离子体及磁扰现象。

　　亲们已说到，太阳风是造成彗尾背向太阳的主要原因。

　　日震亲们已提及，太阳内部是不透明的。因此，通常亲们只能认识太阳的表面。同样地球也是不透明的。为了解地球内部，人们并不是去将地球“打开”，而是通过在离地面一定深度的爆炸过程观测爆炸波在地内的传播过程以推测地球内部的结构。

　　1960年，莱顿等在研究太阳表面的米粒组织时，发现太阳的5分钟震荡十多年后，人们认识到，这种震荡不是任何一种表面波，而是起源于太阳内部的一种整体共振现象。太阳震荡存在总体性，意义十分重大。有如地球上发生的地震，地球物理学家利用地球的自由震荡和地震波来探测地球内部结构。这个发现，不仅揭示出太阳内部存在着激烈的变化，而且为人们通过对这些震荡在太阳内部的传播和衰减过程而揭示出太阳内部结构的秘密。简单地说，太阳震荡可以理解为，束缚在太阳内部的声波形成的一种共振现象。大阳表面有极大的密度梯度，从而形成声波的反射面。太阳内部，物质密度和温度随深度迅速增加，声速也随深度增加。这样，由外向内非径向传播的声波受到折射时，又会由内向外传播。由于在一个球体内来回反射的声波会形成驻波。而太阳球体内形成的驻波，就是太阳震荡的本征模式。它可用一套严格的数学模式加以描述。

　　日震学就是要精确观测太阳震荡的频率和振幅等数据，并由此反演太阳的内部结构。观测太阳震荡的方法主要有速度观测和辐射强度观测。为精确测定太阳总体震荡频率，需要有高空间分辨率的长时间连续观测资料。但单站地面观测，会因昼夜变化而中断，造成功率谱图上的观测信号分裂出许多旁瓣，降低了信号水平，也使信号与噪音真假难辨。为得到连续数年的资料，只能通过空间观测，或在全球建立起地面观测网。目前全世界已选定了6个网点。这6个站的日照仪曾连续跟踪太阳17天。这真可算是一个“太阳永不落”，全球太阳震荡网组织。

　　太阳震荡的频率是天体物理中测量得最准确的参数之一。其相对精确度目前已达十万分之一。利用已有的物理知识和恒星演化理论，可推算出很精细的太阳模型，即标准太阳模型。由该模型可以算出每一个震荡模式的频率。这些理论频率与观测到的频率相比，有着不可忽略的很小误差，典型的相对误差约在0.1%―0.5%的范围。这些小误差既再次证明了恒星演化理论的成功，又向人们提供了太阳内部结构的详细信息。产生这些误差的可能性有两种:一是来自计算标准模型的物理理论和数据的近似性;二是太阳这个特定对象中存在着目前尚未掌握的新的物理现象。因此，通过对太阳震荡的深入研究，人们有希望对太阳物理和天体物理中的一些长期悬而未决的重大问题得到答案。

　　大阳中微子之谜亲们已知道太阳的巨大能量来源于中心的热核聚变。主要过程是氢原子 (质子)在高温高压下聚变成氨的反应，这个过程的一个重要副产品是“中微子”。根据太阳的能量输出和其中心温度，可从理论上推算出太阳中微子的流量。从7O年代开始，人们进行了极其困难的探测中微子的实验。而观测到的中微子的流量只有理论预言的三分之一。这就是著名的“太阳中微子之谜”，也有人称为中微子佯谬。

　　这个不一致的根源在哪里，目前尚不清楚。虽然提出了各种各样的解释，但都不能减少到目前的观测值。解决这个问题原则上只有两个途径:对核物理和粒子物理理论作修正，或是对太阳模型与恒星演化理论作修正。但上面的太阳震荡可能提供的太阳内部结构精确信息，有可能为解决中微子问题打开新的途径。

　　太阳磁场和速度场的观测和研究，太阳中微子之谜，和日震的观测和研究成为当前太阳物理的三个中心课题。它们的解决不仅将为太阳物理的发展，而且将有力地推动恒星形成和演化的研究；也将影响粒子物理和宇宙学的发展和研究。