1．看清太陽的真麵目
太陽
在宇宙天體中，太陽是最引人注目的。人們雖然同太陽幾乎天天見麵，但由於它時刻發射著刺眼的光芒，卻很難看清它的真麵目。那麼，今天就讓我們一起來看一看太陽的真麵目吧。
太陽距地球大約有1.5億公裏。可不要小看這個數字，它卻離我們這個地球很遙遠，如果我們乘坐每小時2000公裏速度的超音速飛機奔向太陽，也得花8年半的時間才能到達。太陽發出的光，以每秒30公裏的速度傳播，到達地球也得8分20秒鍾。也就是說，我們在地球上任何時候看到的太陽光，都是太陽在8分20秒鍾以前發出來的。
太陽的大是難以用語言來形容的，相信隻有數字才能真正體現出到底有多大。太陽的直徑為150萬公裏，是地球直徑的109倍。如果把地球設想為一個軟泥球，那麼就需要有130萬個這樣大小的泥球搓在一起，才能搓成與太陽一般大的球。
或許，有人會問，這麼巨大的球體，究竟是什麼東西構成的呢？我們可以通過太陽清晨初升時，那一輪紅日的樣子，以及它散發出的巨大熱量，聯想到它像一個被燒得火紅熾熱的鐵球。但是讓人意想不到的是，太陽從表麵到中心全都是由氣體構成的。其中，最多的是氫和氮之類的輕質氣體。當然，並不是說，其中就沒有鐵和銅之類的金屬。據科學預測，太陽表麵的溫度就有攝氏6000度，中心溫度更高，可達攝氏1500萬度左右。在這樣驚人的溫度之下，任何東西都會被化成氣體。據光譜分析，太陽中除了大量的氫，還含有氦、氧、鐵等70多種元素。太陽雖然完全是由氣體組成的，可是氣體在高溫高壓之下，越到內部被擠壓得越緊密，在中心部分氣體的密度竟比鐵還大13倍。太陽的重量相當於地球的33.3萬倍。
我們知道，太陽是由氣體構成了，那麼，它為什麼不向四麵八方的宇宙空間逸散呢？這是因為太陽的質量很大很大，而且它本身有著強大的引力，這樣就會緊緊地拉住要逃散的氣體。其實，太陽在這一點上和地球一樣，地球自身有很大的引力，把其周圍的大氣圈緊緊拉住，而不會散失一樣。
太陽空間是什麼樣子呢？也許有人會答，是一個發光的圓球。其實，人們用肉眼看到的那個發光的圓球，並不是太陽的全貌，而隻不過是太陽的一個圈層。人們把太陽發出強光的球形部分叫做“光球”。通常人們所能看到的隻是這個光球的表麵。在光球的表麵，常常會出現一些黑色的斑點，這是光球表麵上翻騰著的熱氣卷起的漩渦，人們稱它為“黑子”。這些黑子的大小不一，小的直徑也有數百到一千米，大的直徑可達10萬公裏以上，裏麵可以裝上幾十個地球。黑子有的是單個的，但一般情況都是成群結隊出現的。在這裏，我們所說的黑子，其實它並不黑。黑子的溫度高達攝氏4000度到5000度，也是很亮的。那麼，為什麼叫它黑子呢？這是因為光球表麵的光比黑子更亮，所以在光球的襯托下，它才顯得暗。
在太陽光球表麵上，我們還可以看到無數顆像米粒一樣大小的亮點，人們稱它們為“米粒組織”。它們是光球深處的一個個氣團，被加熱後膨脹上升到表麵形成的，它們很像沸騰著的稀粥表麵不斷冒出來的氣泡。這些“米粒”的直徑平均在1200公裏左右，相當我國青海省那麼大。由此可見，光球的表麵並不是很平靜，如果說米粒組織是光球這一片火海上洶湧的波濤，那麼黑子就是太陽上巨大的風暴。
太陽光球外麵的部分是我們用肉眼看不見的。隻有當日全食時，光球被月亮遮住了，變成了一個黑色的太陽，我們才能看到緊貼光球的外麵，包著一層玫瑰色的色環，厚度大約有1萬公裏。人們把包在光球外麵的這個圈層叫做太陽的“色球層”。色球層相當於太陽的大氣部分。如果再仔細觀察，就會發現像火海一般的色球層表麵，往往會突然向外噴出高達幾萬公裏的紅色火焰，其火焰的形狀有時像一股股噴泉；有時則呈圓環狀；還有的呈圓弧形；也有的像浮雲一樣漂浮在色球層的上空。我們把這種現象叫做“日珥”，其實它就是溫度很高的氣團。
在色球層和日珥的外圍，還有一層珍珠色的美麗光芒，我們稱它為“日冕”。日冕逐漸過渡到星際空間，外邊界難以確定，它可向空間延伸百萬公裏。日冕也沒有一定的形狀，它的高度和形狀都隨著光球上黑子出現的多少而變化。日冕也發光，但比太陽本身要暗淡得多，所以通常看不見它，隻有在日全食時，才能看到。日冕也叫做太陽白光，是一種稀薄的氣體，擴散在太陽周圍。這種氣體也和光球一樣，絕大部分是氫氣，摻雜著一些氦氣。同樣，日冕的溫度也很高，大約有100萬攝氏度。
太陽是太陽係的中心，但它並不像哥白尼說的那樣是靜止不動的。太陽除了圍繞銀河係的中心公轉，還不停地自轉。但是，由於太陽是個氣態球，它的自轉不像固態的地球那樣整體旋轉。人們通過觀測太陽黑子的移動，知道太陽赤道附近轉得快，越接近兩極轉得越慢。可見，太陽表麵各處自轉的周期是不一樣的。在赤道上，太陽自轉一周需25天（地球日），在緯度45度處則需要28天，在緯度80度處需要34天。
我們知道，太陽表麵的溫度很高，人類的任何探測器都無法靠近它。我們現在所了解的，隻是通過光譜分析所得。所以說，對於今天的我們來說，還沒有完全揭開太陽的真麵目。
2．探索太陽係的起源
太陽也有自己的係，那就是太陽係，而太陽是太陽係的中心。那麼，太陽的起源究竟在哪裏呢？我們可能從一些科普書上有個大概的了解。現在，就讓我們一起來係統地了解一下太陽係的起源吧。
1543年，波蘭科學家哥白尼在《天體運行論》中提出了日心學說。隨後，哥白尼的這種無畏的科學精神一直在鼓勵著人們對太陽係的認知和對自然界本原的探索。
1644年，法國科學家笛卡爾（R.Descartes）在《哲學原理》中認為，太陽係是由物質微粒逐漸獲得漩渦流式運動而形成太陽、行星及衛星的。
1745年，法國博物學家布封（G.L.L.de.Buffon）在《一般和特殊的自然史》中第一次提出災變說。他認為，質量巨大的物體，如彗星，曾與地球發生過碰撞，太陽物質也飛散出太空，後來才形成了地球與其他行星、衛星。
1755年，德國天文學家康德在《自然通史與天體理論》提出係統學說，星雲假說。太陽係是一團彌漫星際物質，在萬有引力作用下聚集而成。太陽係的中心就是太陽，由於斥力的增加，使得周邊微粒在斥力的作用下形成團塊，小團塊再形成行星、衛星。
1796年，法國天文學家拉普拉斯（P.S.deLaplace）在《宇宙體係論》也提出了星雲說。他認為，太陽係所有天體是由同一塊星雲形成。原始星雲是氣態，溫度很高，並且在緩慢自轉著。而後，星雲逐漸冷卻、收縮；隨之自轉加快，使星雲越來越扁，當離心力超過向心力時，便分離出旋轉氣體環。再次重複，繼而生成多個氣體環。這樣就在星雲中心形成太陽，而各環則形成行星，熱的行星同理形成衛星。
在科學界，人們將早期的星雲說統稱為康德—拉普拉斯說。這一學說在十九世紀占據太陽係起源的統治地位。由於該學說不能解釋行星排列的質量分布問題和太陽係角動量特殊分布問題而遇到了困難。因此，人們又將目光轉向了災變說。
1900年，美國地質學家張伯倫（T.C.Chamberlain）提出了關於太陽係起源的星子說。隨後，摩爾頓（F.R.Moulton）發展了這一學說。有一顆恒星曾經運動到距離太陽幾百千米處，使太陽正、背麵產生巨大潮汐，而拋射出大量物質，凝集成小團塊質點，稱為星子。星子是行星的胚胎，而後聚合成行星和衛星。後來，金斯（J.H.Jeans1916）提出的“潮汐假說”與上麵提出的星子說略有相同。
關於太陽係起源的假說，真可謂多種多樣。這也說明了人類始終都沒有放棄對太陽係的探索。二十世紀以來，人們的天文學知識越來越豐富。並且認識到，在廣闊的宇宙中，發生恒星相遇情況的可能性極小。五十年代以後，科學家們又提出了許多新的學說，這些學說大部分都是以星雲假說為基礎的學說。下列是六個影響最大的學說：
1．卡米隆（A.G.W.Cameron）學說。卡米隆的這一學說主要是從力學、化學等方麵對地球起源進行了認真地探討，並通過湍流粘滯理論計算了星雲盤的演化。
2．戴文賽學說。五十年代，戴文賽提出了角動量斥力圓盤理論。
3．薩夫隆諾夫（В.С.СаФронов）和林忠四郎(C.Hayashi)的學說。他們的這一學說主要是湍流形成圓盤、環的理論。
4．普倫蒂斯（A.J.R.Prentice）—新拉普拉斯說。他提出了新的冷星雲湍流說。
5．烏爾夫遜（M.M.Wolfson）的浮獲說。他提出了小質量恒星天體相遇災變說。
6．阿爾文（H.Alfvén）的電磁說。這一學說是以太陽早期存在強磁場作用的行星形成理論的。
以上這些理論各具特色。但是，一直都沒有得到公認。那麼，能夠令人信服的太陽係起源說必需闡明下列主要問題：
1．原始星雲的由來和特性。
2．原始星雲或星子的形成過程。
3．行星的形成過程。
4．行星軌道的特性：共麵性、同向性和近圓性。
5．提丟斯—波得（Titius～Bode）定則。
6．太陽係的角動量分布。
7．三類行星：類地、巨行、遠日行星的大小、質量、密度方麵的差別。
8．行星的自轉特性。
9．衛星及環係的形成。
10．小行星的起源。
11．彗星的起源。
12．地-月係統的起源。
自從八十年代後期以來，科學家們對太陽係起源也就有了一個傾向性的認識。我們將這個傾向性的認識合理地細分為若幹個演化階段，加上深入地分析。這樣以來，太陽係的起源問題就能夠很清晰地展現在人們麵前。
3．日珥、日冕、日食
在前麵，我們已經提到了日珥、日冕、日食，但你對它們的了解有多少呢？現在就讓我們對日珥、日冕、日食進行全麵地了解一下吧。
日珥
在發生日全食的時候，太陽的周圍就會鑲著一個紅色的環圈，而且上麵還跳動著鮮紅的火舌，我們把這種火舌狀物體叫做日珥。
日珥是太陽活動最明顯的標誌之一。因為日珥是在太陽色球層上產生的一種非常強烈的太陽活動。日珥通常發生在太陽色球層上，由於它像太陽麵的“耳環”，故而得此名。
根據運動情況日珥可分為：爆發型、寧靜型和活動型三大類。如果細分下去可以分十幾類。寧靜日珥，在觀測時間內似乎是不動的，而活動日珥，總是在不停地變化著。它們從太陽表麵噴出來，沿著弧形路線，又慢慢地落回到太陽表麵上。但有的日珥噴得很快、很高，它的物質沒有落回日麵，而是拋射入宇宙空間了，爆發日珥的高度可以達到幾十萬千米。1938年爆發的日珥是最大的一個，頃刻間噴物就上升到157萬千米的高空，從地球上看，日珥的直徑不過1.3萬千米。
日珥是突出在太陽表麵邊緣外部的一種太陽活動現象。由於它們比太陽圓麵暗弱得多，一般情況下，日珥往往被日暈（即地球大氣所散射的太陽光）淹沒，不能直接看到。因此必須使用太陽分光儀、單色光觀測鏡等儀器，或者在日全食時才能觀測到。當日珥出現時，大氣層的色球非常像正在燃燒著的草原，玫瑰紅色的舌狀氣體如烈火升騰，形狀千姿百態，有的如浮雲，有的似拱橋，有的像噴泉，有的酷似團團草叢，有的美如節日禮花。由此可知，當日珥出現時，它的形狀非常漂亮。
日珥的爆發是非常壯觀的。爆發前，日珥是一團密密實實的“冷氣團”，溫度隻有7000℃，懸浮在100萬℃的日冕中。因此，日珥在大小、形狀和運動方麵差別很大，而且有活動日珥和寧靜日珥兩種主要類型。活動日珥快速噴發，持續幾分鍾至幾小時。活動日珥和黑子群有關，而且同黑子群一樣，在數量和活動上都同太陽活動周期緊密相關。相反，寧靜日珥噴發時比較平緩，減退也會更慢，可持續幾個月。
日冕
太陽大氣的最外層是日冕層，它的厚度達到幾百萬公裏以上。據測量得出，日冕的溫度有100萬攝氏度，粒子數密度為1015m-3。在高溫下，氫、氦等原子已經被電離成帶正電的質子、氦原子核和帶負電的自由電子等。這些帶電粒子運動速度非常快，以致不斷有帶電的粒子掙脫太陽的引力束縛，射向太陽的外圍，形成太陽風。日冕發出的光比色球層的還要弱。日冕可分為：內冕、中冕和外冕。內冕從色球頂部延伸到1.3倍太陽半徑處；中冕從1.3倍太陽半徑到2.3倍太陽半徑，也有人把2.3倍太陽半徑以內統稱內冕。大於2.3倍太陽半徑的稱為外冕（以上距離均從日心算起）。從廣義來講，日冕可包括地球軌道以內的範圍。
由於日冕的光芒是來自太陽外部的大氣層，所以它的亮度隻有太陽本身的百萬分之一。因此，當日冕發生時，隻能在日全食時才能被看到。日冕產生的光輝隻有整個月球反射太陽光的一半。所以，當發生日全食時，正是因為有日冕發出的光芒才不會使整個世界陷入一片黑暗。
日冕的溫度也是非常高的，可達200萬度。但是，令人難以置信的是，離太陽中心最近的光球的溫度卻隻有幾千度。稍遠些的色球，溫度從上萬度到幾萬度。而距離太陽中心最遠的日冕，溫度竟然高達百萬度。對於這一反常的現象意味著什麼呢？目前為止，科學濃們也沒有找到合理的解釋。
日食、月食的發生，說明了光在天體中的傳播是沿直線進行的。其實，月亮運行到太陽和地球中間並不是每次都能發生日食。因為發生日食也需要滿足下列兩個條件：第一，日食總是發生在朔日（農曆初一）。第二，並不是所有朔日必定發生日食，因為月球運行的軌道（白道）和太陽運行的軌道（黃道）並不在一個平麵上。因為在白道平麵和黃道平麵上有一個5°9′的夾角。如果在朔日，太陽和月球都移到白道和黃道的交點附近，太陽離交點處有一定的角度（日食限），就能發生日食。所以，隻有滿足這兩個條件，才會發生日食。
由於月球和地球運行的軌道都不是正圓形，而且太陽、月球與地球之間的距離也時近時遠，所以太陽光就極容易被月球遮蔽形成影子。在地球上可分成本影、偽本影（月球距地球較遠時形成的）和半影。觀測者若處在本影範圍內可看到日全食；若處在偽本影範圍內即可看到日環食；而處在半影範圍內隻能看到日偏食。
在月球的表麵有許多高山，因而月球的邊緣是不整齊的。在食既或者生光到來的瞬間，月球邊緣的山穀未能完全遮住太陽時，在未遮住的部分就會形成一個發光區，像一顆晶瑩的“鑽石”；周圍淡紅色的光圈構成鑽戒的“指環”，整體看來，很像一枚鑲嵌著璀璨寶石的鑽戒，因此人們稱它為“鑽石環”。有時也會形成許多特別明亮的光線或光點，好像在太陽周圍鑲嵌一串珍珠一樣，所以人們稱其為“貝利珠”。此外，這個名字的由來也是根據法國天文學家貝利而命名的。
由於日偏食、日全食或日環食的時間都很短，所以在地球上能夠看到日食的地區就很有限。此外，還有一個原因就是月球比較小，它的本影也比較小而短，因而本影在地球上掃過的範圍不廣，時間不長。由於月球本影的平均長度（373293公裏）要比月球與地球之間的平均距離(384400公裏)小，所以就整個地球而言，日環食要比日全食發生的次數要多。
4．神奇的太陽耀斑
太陽耀斑
太陽耀斑是一種最劇烈的太陽活動，其平均活動周期約為11年。一般認為發生在色球層中，所以也叫“色球爆發”。其主要觀測特征是，日麵上（常在黑子群上空）突然出現迅速發展的亮斑閃耀，其壽命僅在幾分鍾到幾十分鍾之間，亮度上升迅速，下降較慢。特別是在，耀斑出現頻繁且強度變強的時候。
千萬不要小看這一個亮點，一旦出現，簡直是一次驚天動地的大爆發。這一增亮釋放的能量相當於10萬至100萬次強火山爆發的總能量，或相當於上百億枚百噸級氫彈的爆炸；而一次較大的耀斑爆發，在一二十分鍾內就可釋放出巨大的能量。除了日麵局部突然發生增亮的現象外，耀斑更主要表現在從射電波段直到X射線的輻射通量的突然增強。耀斑所發射出來的輻射種類很多，除可見光外，還有紫外線、X射線和伽馬射線以及有紅外線和射電輻射，還有衝擊波和高能粒子流，甚至還有能量特高的宇宙射線。
當發生耀斑時，地球空間環境就會受到很大的影響。耀斑出現時，太陽色球層中就會發生一聲爆炸，而地球大氣層也將立即出現繚繞餘音。耀斑爆發時，發出大量的高能粒子到達地球軌道附近時，將會嚴重危及宇宙飛行器內的宇航員和儀器的安全。當耀斑輻射來到地球附近時，與大氣分子發生劇烈碰撞，破壞電離層，使它失去反射無線電電波的功能。無線電通信尤其是短波通信，以及電視台、電台廣播，會受到幹擾甚至中斷。由於耀斑發射的高能帶電粒子流會與地球高層大氣作用，從而產生極光並幹擾地球磁場進而引起磁暴。