太阳

Q077 是谁第一个意识到太阳只是一颗普通的恒星，就像我们在夜空中看到的成千上万颗恒星一样？

巴特·范德·普腾，荷兰，阿姆斯特丹（Bart van der Putten, Amsterdam, the Netherlands）

这是个很有意思的问题，因为它牵涉到对于“我们自己的恒星是什么”这一认知的思维飞跃，只不过这一次飞跃的方向刚好相反，因为人类早已发现夜空中的其他恒星和我们的太阳很相似。尽管自古以来就有很多关于太阳的神话，但我们很难知道最早是谁有这个想法的。在第700集《仰望夜空》节目中，露西·格林博士（Dr Lucie Green）研究了这个问题，结果追溯到了16世纪的意大利僧侣、哲学家兼天文学家乔尔丹诺·布鲁诺（Giordano Bruno）身上。

布鲁诺与哥白尼的观点相似，认为地球是绕着太阳转的。但他对这个观点有更深远的想法，他相信，宇宙是无边无际的，天空中的恒星其实都是太阳，只是离我们更远。他甚至提出一项理论，认为这些恒星周围都有行星围绕。尽管他的理论在当时遭到了世人的嘲笑，但有些人相信，布鲁诺的贡献使我们对宇宙学的理解又向前进了一步。

直到19世纪光谱学（spectroscopy）出现后，才有切实证据证明恒星和太阳是一样的。德国物理学家约瑟夫·冯·夫琅和费（Joseph von Fraunhofer）发现，太阳和星星的光谱上都有黑线；到了1859年，古斯塔夫·基尔霍夫（Gustav Kirchhoff）将这个发现与“光会被某些元素吸收”这一现象联系起来。太阳和恒星看起来很像，代表它们有相似的化学成分。19世纪80年代，爱德华·皮克林（Edward Pickering）编撰了一份光谱目录，涵盖了1万多颗恒星。

当然，并非所有的恒星都是一样的，在20世纪初期，哈佛大学天文台的安妮·詹普·坎农（Annie Jump Cannon）就提出了恒星的分类1。如今我们通用的7种恒星分类是O、B、A、F、G、K、M，恰好是英文首字母“哦，当一个好女孩，吻我”（Oh, Be A Fine Girl/Guy, Kiss Me）的缩写，分别是从最热到最冷的恒星，而太阳属于中间的G型星。另外3种褐矮星L、T和Y的加入，让天文学老师们绞尽脑汁编出更好记的口诀。如果你想到了，一定要告诉我们！

Q078 太阳真的每秒都会减轻400万吨吗？

乔恩·库肖，伦敦（Jon Culshaw, London）

的确如此，这完全是因为太阳的核心发生着核聚变。每秒钟有6亿吨氢气转换成5.96亿吨氦气，这意味着太阳每秒会减轻400万吨。这些减少的质量转换成了能量，也就是我们赖以生存的阳光。

不过，你不需要担心太阳“变瘦”的问题。毕竟太阳的总质量将近2×1027吨，即使它每秒减轻400万吨，也还是有很多可以消耗的！

Q079 日珥到底多久发生一次？一分钟、一小时还是一天？

约翰·摩尔，剑桥郡，彼得伯勒（John Moore, Peterborough, Cambridgeshire）

日珥是太阳甚至是太阳系中最美丽的现象之一。它可以延伸到几万甚至几十万千米那么长，比地球还要大许多倍。尽管日珥体积庞大，形成速度却快得惊人，有时候只需短短一天的时间。日珥一旦形成，就可能会在太阳表面停留几小时或几周不等。日珥在Hα波段的观测效果最好，热氢气会辐射Hα光子。我们还可以随着太阳的自转，从各种不同的角度观测日珥。

不过，日珥的爆发有时略有征兆，有时又可能毫无预警，这都与它们形成的原因有关：日珥是高温电离的氢气2，是太阳磁场中一圈圈巨大的弧。太阳磁场会随着时间变化和演化，一旦不稳定，磁场结构就会发生变化。磁场中的物质会继续跟着磁场移动，有些会落回到太阳上，有些会被向上抛离太阳表面。根据释放出的能量，这些物质会落回太阳上或被喷射到太空中。

Q080 为什么日冕比光球层热那么多？

艾莉森·巴雷特，北安普敦郡，凯特灵（Alison Barrett, Kettering, Northamptonshire）

太阳的光球层（solar corona）通常被认为是太阳的表面，因为光球层以下的部分我们无法在可见光波段看到。在太阳表面上方有一个很较暗的区域，称为“日冕”，可以看作是太阳的大气层。光球层的温度高达数千摄氏度，但日冕的温度要更高。我们要明确一件事：科学意义上的温度与我们在日常生活中所说的“热”是不一样的。从科学上来说，温度取决于原子的移动速度——原子移动的速度越快，温度就越高。但是散发的热量取决于在这个温度下有多少物质，所以我们必须考虑密度。想一想英国烟火节时的烟火，每一发烟火的火花温度都很高，但每个火花的热量却很少，所以如果你的手碰到火花并不会受伤；相反地，火炉用的拨火钳虽然温度低很多，但是我们绝对不会想握住一根烧红的拨火钳。

太阳日冕里的原子和分子的移动速度很快，温度可达到数百万摄氏度。但是日冕很稀薄，密度比我们呼吸的空气还要低几千倍，这表示日冕虽然温度很高，但释放的热却很低。大部分能够到达地球的能量都来自光球层，而这些能量源于太阳核心的核聚变反应。

关于为什么日冕的温度高于太阳表面或光球层，现在有很多理论，似乎还牵涉到磁力与太阳表面的爆炸，也就是所谓的“太阳耀斑”（solar flares），不过我们还无法完全解释这个现象。

太阳动力学天文台（Solar Dynamics Observatory）观测到的巨大日珥，这个日珥比地球大很多倍。

Q081 如果我们能听到太阳发出的声音，会是什么样的呢？

尼夫·弗伦奇，埃塞克斯（Nev French, Essex）

我们听不到任何来自太阳的声音，原因很简单，因为人类听觉能听到的声音无法穿越太阳系近乎完全的真空。但太空并非完全空无一物，这意味着声波可以以非常低的频率在太空中传播，因为声波的震动只是让传播介质的密度发生变化。

在太阳内部，情况就不一样了，因为那里密度比较高。当压力波通过的时候，太阳的确会振动，并对太阳表面产生影响；通过观测太阳表面接近或远离我们的移动速度，可以明显观察到这种现象。分析太阳表面的运动可以用来推断它的内部，这就是“日震学”（helioseismology）。顾名思义，日震学的研究方法与地球上地震学家使用的方法类似：利用地震造成的地震波传播来判断地球内部的结构。

太阳内部主要的振动频率大约是每5分钟一次，这是声波从太阳表面传到中心、再回到表面的时间。不过，太阳在不同深度的密度不同，所以声波不会沿直线传播。另外，也有一些其他比较小的影响，但5分钟一次的振动频率仍是主要的声音。

所以，如果你有一副合适的耳机以及比一般人的听觉范围低几千倍的耳朵，就能听到来自太阳的沉闷的嗡嗡声，而且这个声音会随着太阳表面的翻滚而每几小时改变一次，音调大约比中音C低15个八度！