關(guān)于太陽還有很多重大的未解之謎,其中最主要的有三大科學(xué)問題。
第一個問題:太陽活動為什么會有周期性?
太陽活動現(xiàn)象的原動力來自太陽上的磁場,其強磁場結(jié)構(gòu)的表征是太陽黑子,也是太陽光球上的相對低溫區(qū)域。太陽黑子有著11年的周期,其長期變化和地球氣候密切相關(guān),例如氣候?qū)W上的小冰河時期(約1300年—1850年間),太陽活動顯著弱于后續(xù)年代的平均水平。不僅如此,太陽黑子的活動對地球磁場和無線通信也有很大影響。1859年發(fā)生的“卡林頓”太陽耀斑事件,導(dǎo)致了劇烈的地磁擾動并嚴(yán)重破壞了當(dāng)時人類社會的高技術(shù)系統(tǒng)——全球電報網(wǎng)絡(luò),使得人類第一次認(rèn)識到太陽活動對地球空間環(huán)境的影響。
第二個問題:日冕為什么會那么熱?
和地球一樣,太陽也可從內(nèi)到外分成很多層次,分別為日核(其溫度約1500萬℃)、輻射區(qū)(約700萬℃)、對流區(qū)(約200萬℃)、光球(數(shù)千℃)、色球(數(shù)千至數(shù)萬℃)、日冕(百萬℃)。可以看到,太陽的溫度結(jié)構(gòu)和地球越往外溫度越低明顯不同,太陽大氣最外層的日冕呈現(xiàn)反常的高溫狀態(tài),這違背了熱力學(xué)第二定律,如何解釋日冕的加熱機制是天體物理的重大科學(xué)難題。
第三個問題:如何對太陽活動的日地物理傳播過程和星際效應(yīng)進行實時觀測和預(yù)報?
這是保障近鄰空間的高技術(shù)設(shè)備和深空探測順利進行的至關(guān)重要的應(yīng)用需求。1989年3月,狂暴的日冕物質(zhì)拋射引發(fā)了極強的地磁爆,導(dǎo)致加拿大魁北克省大范圍停電事件。在這次磁暴中,魁北克省整個電網(wǎng)在90秒內(nèi)全面癱瘓,造成直接經(jīng)濟損失約5億美元。2003年10月的重大太陽活動事件,造成全球范圍短波通訊中斷,超視距雷達、民航通訊中斷,瑞典電網(wǎng)中斷1小時,GPS導(dǎo)航出現(xiàn)故障,多顆科學(xué)衛(wèi)星數(shù)據(jù)丟失。美國國家航空航天局(NASA)《太陽物理以及空間物理發(fā)展報告》中也明確指出,太陽探測主要目標(biāo)是為了更好地理解日地系統(tǒng)、預(yù)測空間環(huán)境變化及其產(chǎn)生的社會影響。
(據(jù)中新社訊)