近日，萊布尼茨太陽物理研究所（KIS）發(fā)布了兩張新的太陽視圖。這兩張圖片是由西班牙的格雷戈爾太陽望遠(yuǎn)鏡（GREGOR）拍攝。
太陽是太陽系的中心天體，占太陽系總體質(zhì)量的99.86%。太陽系中的八大行星、小行星、流星、彗星、外海王星天體以及星際塵埃等都圍繞著太陽公轉(zhuǎn)，而太陽則圍繞著銀河系的中心公轉(zhuǎn)。
太陽與人類的生活息息相關(guān)，但人類很難獲取太陽表面真實圖像，因為太陽每秒都要燃燒約500萬噸氫燃料。將鏡頭直接對準(zhǔn)這樣一個表面溫度為6000攝氏度的星體，物鏡聚光后,會聚光到目鏡組里。超高的溫度可以在瞬時內(nèi)將金屬都融化，所以需要強(qiáng)大的太陽望遠(yuǎn)鏡才能進(jìn)行檢測研究。
目前國際上已建成的2米級太陽望遠(yuǎn)鏡主要有美國1.6米古德太陽望遠(yuǎn)鏡（GST）和德國1.5米雷戈爾太陽望遠(yuǎn)鏡。我國現(xiàn)有最大口徑太陽望遠(yuǎn)鏡是中國科學(xué)院云南天文臺研制的1米新真空太陽望遠(yuǎn)鏡（NVST）。
為了可以拍清太陽的表面，科學(xué)家完全重新設(shè)計了格雷戈爾太陽望遠(yuǎn)鏡（的光學(xué)、機(jī)械學(xué)和電子學(xué)，以達(dá)到最佳的圖像質(zhì)量，該團(tuán)隊將格雷戈爾太陽望遠(yuǎn)鏡（改造后的“眼睛”的能力比喻為能夠從一公里外看到足球場上一根針的細(xì)節(jié)。
這次萊布尼茨太陽物理研究所拍攝的太陽高清表面，是 歐洲望遠(yuǎn)鏡拍攝的有史以來最高分辨率的太陽圖像。
第一張照片則突出了太陽磁場的結(jié)構(gòu)，看起來有點像人體的細(xì)胞結(jié)構(gòu)，這些細(xì)胞樣結(jié)構(gòu)顯示了太陽表面過熱氣體翻動的模式。
格雷戈爾太陽望遠(yuǎn)鏡拍攝照片
太陽物質(zhì)是等離子體，太陽表面翻滾著等離子，整個太陽就是一個等離子體球，在靠近太陽表面的區(qū)域，這些等離子構(gòu)成的湍流，將太陽內(nèi)部的熱量傳輸?shù)教柋砻?，冷卻后再通過黑暗通道下沉，構(gòu)成一種對流。能量傳遞主要依靠等離子體間的對流。
這些等離子體的運動同時產(chǎn)生了磁場，而太陽內(nèi)部的磁場則是引起太陽活動的一個根本原因，因為這些等離子體會和太陽內(nèi)部產(chǎn)生的磁場相互作用，呈現(xiàn)不同的運動形式。磁場越強(qiáng)，運動越劇烈。所以陽磁場是黑子、耀斑、日冕物質(zhì)拋射等各種太陽爆發(fā)活動的幕后推手。
磁場之間的相互作用會在外面光球?qū)由下冻龆四摺馇驅(qū)訙囟却蠹s5800K左右，而光球?qū)由洗艠ON、S兩端溫度只有4240K。相比于高溫區(qū)域，這些低溫區(qū)域看起來會暗一些。這正是太陽黑子現(xiàn)象。黑子是太陽表面可以看到的最突出的現(xiàn)象。一個中等大小的黑子大概和地球的大小差不多。一個完整的太陽黑子包含本影和半影。本影就是黑子最黑和最中心的地方。本影之外，不那么黑，并有一些纖維的結(jié)構(gòu)叫做半影。
萊布尼茨太陽物理研究所發(fā)布的另外一張圖片顯示的就是一個太陽黑子，它類似于《星球大戰(zhàn)》中看到的沙拉克深坑的齒狀空洞。
格雷戈爾太陽望遠(yuǎn)鏡拍攝照片
對太陽黑子的研究一直是各國對于太陽檢測研究的重點，我們要知道，作為太陽磁場的重要體現(xiàn)形式，黑子往往在太陽的南北半球成對出現(xiàn)。其中一個黑子的磁力線從日面指向太陽之外，這是磁場的正極，另外一個黑子的磁力線從日面指向日心，代表磁場的負(fù)極。
一般情況下, 我們把太陽大氣分為六層, 由內(nèi)往外依次命名為: 日核、輻射區(qū)、對流層、光球、色球、日冕。日核的半徑占太陽半徑的 1 /4 左右, 它集 中 了太 陽質(zhì)量的大部分 , 并且是太陽99%以上能量的發(fā)生地。光球是我們平常所見的明亮的太陽圓面, 太陽的可見光全部是由光球面發(fā)出的。日冕位于太 陽的最外層, 屬于太陽的外層大氣。
太陽磁場每11年反轉(zhuǎn)一次，這11年內(nèi)，太陽活動也會出現(xiàn)變化，也就是有太陽活動峰年和谷年。峰年太陽活動最頻繁，谷年則太陽活動最少。由于兩極磁場會在反轉(zhuǎn)過程削弱，更多色球?qū)雍腿彰釋拥牡母咚賻щ娏Ｗ恿饕?00-800km/s的速度運動噴射出來，這就是太陽風(fēng)。
太陽風(fēng)從太陽吹到地球只需五六天 的時間。當(dāng)太陽風(fēng)到達(dá)地球附近時, 與地球的偶極磁場發(fā)生作用, 并把地球磁場的磁場線吹得向后彎曲。但是地磁場阻止了等離子體流的運動, 使得太陽風(fēng)不能侵入地球大氣而繞過地磁場繼續(xù)向前運動。于是形成一個空腔, 地磁場就被包含在這個空腔里。
此時的地磁場外形就像一個一頭大一頭小的蛋狀物。 雖然涌來的太陽風(fēng)在抵達(dá)地球時, 大部分會被地球的磁場推開, 但仍有部分太陽風(fēng)進(jìn)入大氣層, 從而引起各種現(xiàn)象。例如通訊衛(wèi)星失靈、高緯區(qū)電網(wǎng)失效, 及短波通訊、長波導(dǎo)航質(zhì)量下降等。太 陽風(fēng)的變化還可能會引起氣象和氣候的 變化。另外, 像 “回聲一號”那樣又大又輕的衛(wèi)星, 還會被太陽風(fēng)吹離事先計 算好的軌道。
所以科學(xué)家一直嘗試通過模型數(shù)值模擬，解釋太陽磁場反轉(zhuǎn)周期的規(guī)律，而且人類目前還沒有徹底掌握太陽磁場產(chǎn)生的原因，太陽磁場的直接測量僅局限于太陽光球表面，對太陽大氣（色球、過渡區(qū)和日冕）磁場的知識，主要來自在簡化假定下的理論重構(gòu)。缺乏可靠的觀測，限制了科學(xué)家對太陽磁活動起源和機(jī)理的理解，導(dǎo)致日冕加熱和太陽風(fēng)起源等難題得不到解決。
而通過太陽望遠(yuǎn)鏡拍攝太陽表面的高清圖像，有利于我們非常詳細(xì)地研究磁場、對流、湍流、太陽噴發(fā)和太陽黑子。
