王依兵

壯壯、小菲和小天下課后來到神奇小屋的門口時(shí)，發(fā)現(xiàn)這次迎接他們的謎題是一個(gè)“階梯數(shù)字陣”。光影投射出一個(gè)階梯狀表格，格子里填滿了數(shù)字：

三位同學(xué)蹲下來盯著這些數(shù)字看了好一會(huì)兒也沒找到規(guī)律。小天突然說：“格子里的數(shù)字應(yīng)該和周圍的數(shù)字有某種關(guān)系才對(duì)。最簡(jiǎn)單的關(guān)系就是按一定規(guī)律增加或減少?！?/p>

壯壯說：“但這數(shù)字忽大忽小的，肯定不是啊。”

小天想了想又說：“會(huì)不會(huì)是每一行和上一行之間有什么關(guān)系呢？”

小菲猛地一下站起來說：“對(duì)！你說得對(duì)，就是這樣，答案是2 ！”

話音剛落，神奇小屋的大門就打開了。

小天說：“哦，我也懂了，是減法??！這次神奇小屋的門又變成聲控的了?！?/p>

小天說完就跟著小菲往神奇小屋里走。壯壯緊跟在后面喊道：“我也明白啦！”

一個(gè)“燒餅”

他們?nèi)齻€(gè)剛走進(jìn)神奇小屋，就看到大兵老師正在盯著地上的一個(gè)大光斑愣神兒。

小菲第一個(gè)跑進(jìn)來，看到這個(gè)情景不解地問道：“老師，您是在看那種舞臺(tái)的追光燈效果嗎？”

第二個(gè)進(jìn)來的小天看了看地面，說：“這打出來的是一個(gè)燒餅吧？上面還有幾粒芝麻呢?！?/p>

大兵老師這才緩過神，抬起頭，說：“你們來了啊。這不是‘燒餅啊，這是我最近研制的太陽望遠(yuǎn)鏡拍攝的太陽表面實(shí)時(shí)畫面。你看到的‘芝麻其實(shí)是……”

“是太陽黑子！”最后進(jìn)來的壯壯喊道。

大兵老師點(diǎn)點(diǎn)頭，說：“壯壯說得對(duì)，這就是太陽表面的黑子。太陽黑子是我們?cè)谔柋砻娴墓馇驅(qū)佑^測(cè)到的一種顏色較暗的區(qū)域，別看它在太陽上顯得就像‘芝麻粒一樣小，但是一個(gè)黑子的實(shí)際大小可能和地球差不多呢。太陽黑子的數(shù)量也會(huì)呈周期性變化——也就是有時(shí)候會(huì)變多，有時(shí)候會(huì)變少。”

小天搶著說：“我知道，太陽黑子的活動(dòng)周期平均是11 年?！?p>

日冕儀圖像

大兵老師豎起大拇指，贊賞道：“真不錯(cuò)，現(xiàn)在大家都會(huì)搶答了。小天說得沒錯(cuò)，太陽黑子的活動(dòng)周期短則9 年，多則十三四年，平均是11 年。一般太陽黑子多的時(shí)候，太陽活動(dòng)也比較劇烈。當(dāng)太陽活動(dòng)比較劇烈的時(shí)候，一般會(huì)伴隨著明亮的耀斑、日珥和日冕物質(zhì)拋射等……”

大兵老師還沒說完，小天就忍不住撓撓頭問道：“日冕物質(zhì)拋射是什么意思啊？”

大兵老師解釋說：“日冕層是太陽大氣層的最外層，也是非?；钴S的部分。這里有上百萬度的高溫，氫原子、氦原子等物質(zhì)都在高溫下電離成了帶正電的質(zhì)子、α 粒子和帶負(fù)電的電子。在太陽活動(dòng)劇烈的時(shí)候，日冕層會(huì)突然向外‘拋出一大團(tuán)日冕物質(zhì)，這就叫日冕物質(zhì)拋射?！?/p>

大兵老師看到同學(xué)們疑惑的模樣，便繼續(xù)解釋道：“那我們先看看日冕層的樣子吧?，F(xiàn)在我們看到的這個(gè)光斑主要體現(xiàn)的是太陽的光球?qū)?，日冕層沒有光球?qū)恿?，所以一般我們很難清晰地看到。只有在日食的時(shí)候才能看到太陽最外面一圈的日冕層?！?/p>

小天沮喪地說：“今天又沒有日食，怎么能看到呢？”

大兵老師說：“你別著急啊，我還沒說完呢。在沒有日食的時(shí)候，我們還可以利用日冕儀來觀測(cè)?！?/p>

說著大兵老師站起來喊了一聲：“神奇小屋！切換日冕儀實(shí)時(shí)畫面！”

這時(shí)，只見地上的光斑消失了，取而代之的是一個(gè)“光圈”圍繞著一個(gè)沒有光的圓。大兵老師指著外面這個(gè)光圈說：“這就是太陽的日冕層了?！?/p>

“哇！”三位同學(xué)驚叫了一聲以后立刻圍過來端詳著這個(gè)光圈。

壯壯問：“這中間不應(yīng)該是明亮的太陽嗎，怎么是暗的呢？”

大兵老師答：“日冕儀就是把中間光球?qū)用髁恋墓饩€‘擋住，這樣我們就可以看到周圍的日冕層了。這個(gè)儀器很復(fù)雜，也很昂貴……”

小天說：“哇！多少錢??？我能買一個(gè)回家用嗎？

大兵老師笑著說：“買了這個(gè)以后，校長(zhǎng)都說以后再買這么貴的儀器就不給報(bào)銷了，你說得有多貴呢？”

日冕物質(zhì)拋射

小菲盯著日冕儀的圖像看了半天說：“老師，我也沒看到有日冕物質(zhì)拋射啊?！?/p>

“剛才說了日冕物質(zhì)拋射只在太陽活動(dòng)劇烈的時(shí)候才有嘛。我們現(xiàn)在看到的是實(shí)驗(yàn)樓樓頂?shù)娜彰醿x傳回來的實(shí)時(shí)畫面，如果此時(shí)太陽沒有發(fā)生日冕物質(zhì)拋射，我們就觀測(cè)不到。不如我們先看看前幾天記錄下來的日冕物質(zhì)拋射畫面吧?！贝蟊蠋熯呎f邊在神奇小屋的墻壁上投射出一段錄制好的視頻。

大家看到視頻里的太陽周圍突然噴射出一條很大的“火舌”，然后它又逐漸平靜下去。小菲感嘆道：“太壯觀了！這拋射出的物質(zhì)如果到達(dá)地球，會(huì)對(duì)我們?cè)斐蓚幔俊贝蟊蠋熣f：“這個(gè)問題問得好，目前我們已經(jīng)知道比較大的日冕物質(zhì)拋射可能會(huì)影響地球的磁場(chǎng)、電離層，造成短波通信干擾，也可能影響電網(wǎng)，甚至對(duì)太空中的航天器產(chǎn)生一些影響，其他間接影響還有待我們進(jìn)一步研究。在地面觀測(cè)太陽會(huì)受到地球大氣層的干擾，所以科學(xué)家希望發(fā)射一些探測(cè)器到太空里去，以便更好地研究太陽。”

去太空看太陽

SOHO衛(wèi)星

大兵老師接著講道：“比較著名的太陽探測(cè)器是SOHO 衛(wèi)星。它的名字全稱是Solar and HeliosphericObservatory，意思是太陽和太陽圈探測(cè)器。它是由歐洲航天局和美國(guó)航空航天局聯(lián)合研制的，發(fā)射于1995年，目前已經(jīng)在太空工作了將近30 年。它的主要任務(wù)是研究太陽的結(jié)構(gòu)、化學(xué)組成、太陽內(nèi)部的動(dòng)力學(xué)、太陽外部大氣的結(jié)構(gòu)等。它搭載了12 個(gè)監(jiān)測(cè)太陽的儀器，除了觀測(cè)太陽以外，還順便發(fā)現(xiàn)了1000 多顆彗星呢。”

小天問：“那我們中國(guó)自己的太陽探測(cè)器是什么呢？”

大兵老師開心地說：“這就要提一提我們的‘夸父計(jì)劃了?！?/p>

“夸父計(jì)劃？我聽過夸父逐日的古代神話，說的是一個(gè)叫夸父的人為了留住太陽，一直追著太陽跑?！眽褖堰呎f邊夸張地原地奔跑著，小天和小菲被壯壯逗得笑到直不起腰。

大兵老師笑道：“是的，這個(gè)名稱就來源于此?！涓赣?jì)劃計(jì)劃發(fā)射3 顆衛(wèi)星，其中‘夸父A 星將停泊在第一拉格朗日點(diǎn)，而‘夸父B 雙星的兩顆衛(wèi)星被發(fā)射到地球極軌道上。3顆衛(wèi)星互相配合，就能實(shí)現(xiàn)觀測(cè)空間天氣和太陽活動(dòng)的目標(biāo)。這個(gè)計(jì)劃的發(fā)布曾引起世界各國(guó)的興趣，2010 年我國(guó)與歐洲航天局達(dá)成了合作意向，但這項(xiàng)國(guó)際合作由于經(jīng)費(fèi)不足而終止，所以它的推進(jìn)就只能靠我國(guó)獨(dú)立實(shí)施了。幸運(yùn)的是，幾經(jīng)坎坷之后，我國(guó)終于在2022 年10 月9日在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心成功發(fā)射了‘夸父一號(hào)先進(jìn)天基太陽天文臺(tái)?！涓敢惶?hào)的科學(xué)目標(biāo)就是研究和觀測(cè)太陽磁場(chǎng)、耀斑爆發(fā)和日冕物質(zhì)拋射。目前，中國(guó)科學(xué)院已經(jīng)公布了‘夸父一號(hào)傳回的首批科學(xué)圖像。”

小天說：“老師剛才提到的困難肯定只是九牛一毛，我們國(guó)家的科學(xué)家們能最終做成這件事，真是不容易啊?！?/p>

大兵老師說：“是啊，這也證明了，只要我們像夸父一樣鍥而不舍，永不放棄，就一定能在探索宇宙的道路上不斷取得進(jìn)步。讓我們一起期待‘夸父一號(hào)的更多發(fā)現(xiàn)吧?！?/p>