上圖 NASA“過(guò)渡區(qū)和日冕探索者”（TRACE）航天器上特殊儀器拍攝的照片，顯示了太陽(yáng)的日冕環(huán)。

右圖 NASA“太陽(yáng)和太陽(yáng)圈探測(cè)器”拍攝的圖像顯示，2003年11月18日，太陽(yáng)上發(fā)出創(chuàng)紀(jì)錄的耀斑。

圖片來(lái)源：NASA官網(wǎng)

無(wú)垠太空，恒星之多如恒河沙數(shù)，太陽(yáng)是其中最特別的一顆。因?yàn)槠渑c地球的距離適中，為人類(lèi)提供了充足但不泛濫的能源，讓人類(lèi)得以生存，仰望星空，并深入研究人類(lèi)乃至整個(gè)宇宙的演化歷史。

盡管太陽(yáng)對(duì)人類(lèi)如此重要，但人類(lèi)對(duì)其內(nèi)部力學(xué)和化學(xué)成分等的了解仍然有限。美國(guó)《福布斯》雙周刊網(wǎng)站在最近的報(bào)道中，列出了有關(guān)太陽(yáng)的五大未解之謎。

為何日冕溫度高于太陽(yáng)表面

太陽(yáng)最外層大氣層（日冕）位于太陽(yáng)表面上方，距熱源更遠(yuǎn)，但溫度是太陽(yáng)表面的1000倍，為何會(huì)出現(xiàn)這種情況？這是籠罩在太陽(yáng)頭上的一層“神秘面紗”。

美國(guó)新墨西哥州立大學(xué)太陽(yáng)物理學(xué)家杰森·杰基維茨說(shuō)，太陽(yáng)表面提供了足夠多的能量，使日冕保持高溫，但這種加熱需要能量以某種方式沉積在日冕區(qū)域，然而，外層日冕本身非常脆弱，科學(xué)家一直對(duì)日冕如何貯藏這么多熱量感到困惑不已。

太陽(yáng)磁場(chǎng)從何而來(lái)

杰基維茨說(shuō)，科學(xué)家在太陽(yáng)表面（如太陽(yáng)黑子）和太陽(yáng)大氣（如日冕環(huán)）觀察到了太陽(yáng)的磁場(chǎng)，但這些磁場(chǎng)很可能是在太陽(yáng)內(nèi)部產(chǎn)生的。產(chǎn)生磁場(chǎng)的過(guò)程需要等離子體（帶電氣體）和運(yùn)動(dòng)（可能是旋轉(zhuǎn)）。

許多研究人員認(rèn)為，這種現(xiàn)象在太陽(yáng)半徑的70%左右處發(fā)生得最強(qiáng)烈，這可能是磁場(chǎng)增強(qiáng)的地方。由于磁場(chǎng)具有浮力，因此會(huì)上升到太陽(yáng)表面，并以太陽(yáng)黑子的形式出現(xiàn)。

但由于太陽(yáng)是氣態(tài)天體，它不像地球這種固態(tài)天體那樣以相同的固定速度旋轉(zhuǎn)。杰基維茨說(shuō)，太陽(yáng)的赤道大約每25天旋轉(zhuǎn)一次，極地大約30—32天旋轉(zhuǎn)一次，地球上肯定不會(huì)發(fā)生這種情況，否則地球會(huì)把自己撕成碎片。

此外，太陽(yáng)表面之下的不同層也以不同速度旋轉(zhuǎn)。杰基維茨說(shuō)，如果進(jìn)入太陽(yáng)表面之下約5萬(wàn)公里的地方，你會(huì)發(fā)現(xiàn)，此處的旋轉(zhuǎn)速度比表面快，但如果進(jìn)入太陽(yáng)再深入一點(diǎn)的地方，旋轉(zhuǎn)速度會(huì)再次減慢。

為何存在歷時(shí)11年的太陽(yáng)周期

杰基維茨說(shuō)，太陽(yáng)黑子和太陽(yáng)的磁性通常以11年為周期消長(zhǎng)。

由于太陽(yáng)表面存在強(qiáng)磁場(chǎng)，太陽(yáng)黑子表現(xiàn)為太陽(yáng)表面較暗的區(qū)域。杰基維茨說(shuō)，在太陽(yáng)周期開(kāi)始時(shí)，太陽(yáng)黑子往往位于中緯度地區(qū)，隨著太陽(yáng)周期的繼續(xù)，它們?cè)絹?lái)越靠近赤道。當(dāng)下一個(gè)太陽(yáng)周期開(kāi)始時(shí)，它們又在中緯度重新出現(xiàn)，盡管太陽(yáng)南北半球的極性與前一個(gè)周期不同。

杰基維茨表示，在這11年內(nèi)，太陽(yáng)表面的特征每天都在變化，11年是一個(gè)奇怪的時(shí)間尺度。

超級(jí)拋射和超級(jí)耀斑如何產(chǎn)生

杰基維茨說(shuō)，超級(jí)拋射和超級(jí)耀斑與太陽(yáng)的磁場(chǎng)有關(guān)，當(dāng)磁場(chǎng)因?yàn)榕で屠煨枰尫糯拍軙r(shí)，就會(huì)產(chǎn)生超級(jí)拋射和超級(jí)耀斑。耀斑和日冕物質(zhì)拋射之間的主要區(qū)別在于：耀斑主要發(fā)射x射線(xiàn)和紫外線(xiàn)，但日冕物質(zhì)拋射實(shí)際上會(huì)從太陽(yáng)拋射出物質(zhì)。

杰基維茨表示，這些狂暴事件每年會(huì)造成數(shù)十億美元損失，包括停電、通信中斷和電力系統(tǒng)損壞等。“如果人類(lèi)在月球上或火星上，那么這種太空天氣導(dǎo)致的后果將更加嚴(yán)重?！?/p>

太陽(yáng)化學(xué)成分仍有爭(zhēng)議

宇宙中一開(kāi)始只有氫和氦，元素周期表上的所有其他元素都是在恒星內(nèi)核合成的。杰基維茨說(shuō)：“我們的太陽(yáng)是在宇宙處于其壽命的大約2/3時(shí)形成的，因此其中的其他元素比宇宙早期出現(xiàn)的恒星更為豐富?！?/p>

“太陽(yáng)是我們銀河系內(nèi)千億顆其他恒星以及其他星系內(nèi)數(shù)萬(wàn)億顆恒星的參考恒星?！苯芑S茨進(jìn)一步指出，“我們知道構(gòu)成太陽(yáng)的所有元素，但我們不知道它們的相對(duì)豐度，因此，太陽(yáng)的化學(xué)成分仍存在爭(zhēng)議。這是很難測(cè)量的——即使對(duì)距離我們最近的恒星來(lái)說(shuō)也是如此。”

杰基維茨總結(jié)說(shuō)：“公平地說(shuō)，我們非常了解太陽(yáng)的質(zhì)量、年齡、大小和總輻照度。我們知道它是如何演化成今天的‘模樣，也知道它未來(lái)的命運(yùn)。但我們對(duì)它的深層內(nèi)部結(jié)構(gòu)、磁場(chǎng)、周期變化和狂暴的噴射事件仍然知之甚少?！?/p>

據(jù)西班牙埃菲社5月初報(bào)道，配備4.2米鏡片和尖端技術(shù)的歐洲最大的太陽(yáng)望遠(yuǎn)鏡——?dú)W洲太陽(yáng)望遠(yuǎn)鏡（EST）將于2024年在西班牙開(kāi)始建造，并于2029年投入運(yùn)行。2021年10月，中國(guó)首顆太陽(yáng)探測(cè)衛(wèi)星“羲和”號(hào)由長(zhǎng)征二號(hào)丁運(yùn)載火箭發(fā)射升空。2021年12月14日，美國(guó)國(guó)家航空航天局（NASA）科學(xué)家宣布，“帕克”太陽(yáng)探測(cè)器首次“觸摸”到太陽(yáng)。

這些追逐太陽(yáng)的“夸父”們，有望為人類(lèi)揭示更多有關(guān)太陽(yáng)的秘密。