此外，耀斑的爆發也會對氣象和水文等方麵產生不同程度的直接或間接影響。正是如此，人們對耀斑爆發的探測以及預報情況給予的關注程度正與日俱增，進而努力揭開耀斑迷宮的奧秘。
據說，在第二次世界大戰中，德國前線戰事正處於緊張時期，後方德軍司令部報務員布魯克正在繁忙地操縱無線電台，傳達命令。突然，耳機裏的聲音沒有了。他檢查機器，電台完整無損；撥動旋鈕，改變頻率，仍然無濟於事。結果，前線失去聯係，像群龍無首似的陷入一片混亂，戰役以失敗而告終。布魯克因此受到軍事法庭判處死刑。他仰天呼喊“冤枉！冤枉！” 後來經過核發查，發現這次無線電中斷的“罪魁禍首”是耀斑。可見，布魯克的死，實在是太冤枉了！但是，他的死，則說明了當時人們對耀斑還不了解。
1859年9月1日，兩位英國的天文學家同時用高倍望遠鏡對太陽進行觀察。結果他們在同一時間在一大群形態複雜的黑子群附近，看到了一大片明亮的閃光發射出耀眼的光芒。這片光掠過黑子群，亮度緩慢減弱，直至消失。這就是太陽上最為強烈的活動現象——耀斑。由於這次耀斑特別強大，在白光中也可以見到，所以又叫“白光耀斑”。白光耀斑是極罕見的，它僅僅在太陽活動高峰時才有可能出現。耀斑一般隻存在幾分鍾，個別耀斑能長達幾小時。耀斑在出現的時候能夠釋放大量的能量。一個特大的耀斑釋放的總能量高達1026焦耳，相當於100億顆百萬噸級氫彈爆炸的總能量。耀斑起初是在日冕低層出現，後來下降傳到色球。如果用色球望遠鏡能夠觀測到，則說明它是後來的，也有人稱它為次級耀斑。
按麵積來分，耀斑可分為4級。由1級至4級逐漸增強，小於1級的稱亞耀斑。我們知道，耀斑輻射的品種很多，當它到達地球之後，就會嚴重幹擾電離層對電波的吸引和反射作用，進而使得部分或全部短波無線電波被吸收掉，短波衰弱甚至完全中斷。
2003年10月底到11月初，科學家目睹了一場有記錄以來最大的太陽耀斑爆發。這些帶電粒子大規模地傾瀉而出，即使在地球以及地球周圍的空間裏也顯而易見——這裏距離源頭整整有1.5億千米遠。先看一個例子，突擊到我們鄰近空間中的粒子，它們的轟擊有時會非常強大，以至於許多科學衛星和通信衛星不得不暫時關閉，少數還遭到永久性的損傷。同樣，國際空間站的宇航員也會麵臨著危險，不得不到空間站上防護相對較好的服務艙中尋求庇護。在地球上，定期航班應該避開高空航線，因為在那裏，飛行員可能會遇到無線電通訊方麵的問題，乘客和乘務人員也可能吸收到的輻射劑量。這些問題都是十分令人擔憂的。此時，電網也不得不嚴格監控電湧。人們盡管有做了這些努力，瑞典南部的5萬戶居民還是短暫地失去了電力供應。
值得幸運的是，即使在與最糟糕的太陽風狹路相逢，地球的磁場和大氣層還是可以保護地球上絕大多數的人避免遭受蹂躪。但是，社會對科技的依賴日益加深，使得在某種程度上，幾乎每個人都容易遭受攻擊。在大耀斑爆發的過程中，最大的潛在破壞來自那些高速射離太陽外層大氣的物質——在空間物理學家的術語中，它們被稱為“日冕物質拋射。正像2003年那次異常巨大的耀斑爆發那樣，將一些巨量電離氣體送入到與地球相撞的軌道中。
5．神奇的太陽黑子
太陽黑子
本影和半影是黑子的組成部分。黑子的本影就是特別黑的部分，半影不是太黑，是由許多纖維狀紋理組成的，具有漩渦狀結構。當大黑子群具有漩渦結構時，就預示著太陽上將有劇烈的變化。人類發現太陽黑子活動已經有幾千年了。黑子的活動周期為11.2年。每當黑子出現的時候，就會對地球的磁場和各類電子產品和電器產生損害。在開始的4年左右時間裏，黑子不斷產生，越來越多，活動加劇，在黑子數達到極大的那一年，稱為太陽活動峰年；在隨後的7年左右時間裏，黑子活動逐漸減弱，黑子也越來越少，黑子數極小的那一年，稱為太陽活動穀年。按照國際規定來算，如果將1755年的黑子周期稱為第一周，然後按順序排列，那麼1999年開始為第23周。
太陽黑子的最大特性就是產生帶電離子。這種帶電離子可以破壞地球高空的電離層，使大氣發生異常，還會幹擾地球磁場，從而使電訊中斷。一個發展完全的黑子由較暗的核和周圍較亮的部分構成，中間凹陷大約500千米。黑子經常成對或成群出現，其中由兩個主要的黑子組成的居多。位於西麵的叫做“前導黑子”，位於東麵的叫做“後隨黑子”。據觀察得知，一個小黑子大約有1000千米，一個大黑子則可達20萬千米。
太陽黑子的形成與太陽磁場有著非常密切的關係。但是，太陽黑子是如何形成的呢？天文學家對這個問題還沒有找到確切的答案。不過科學家推測，極有可能是強烈的磁場改變了某片區域的物質結構，從而使太陽內部的光和熱不能有效地到達表麵，形成了這樣的“低溫區”。黑子越多可能說明太陽越老，可能也是所有恒星壽命的一般特征。黑子附近的周邊應該比太陽正常的地方溫度高一些（此消彼長的原因），黑子向低緯度運動是因為太陽密度小和自轉的原因，就像地球上的大陸版塊向低緯度運動一樣。黑子的出現往往存在凹陷500千米，這可能就是溫度低而不再膨脹的真正原因。
對於太陽黑子的成因，在天文學界一直都是眾說紛紜。其中有一種說法是黑子可能是太陽的核廢料（如人類核反應堆的核廢料），約11年出現一次可能是黑子在太陽裏麵和表麵的上下翻動一次造成的，就像元宵在鍋裏被煮得上下翻動。黑子的溫度較低也是廢料的一個證明，就像煤爐中的炭灰在一般情況下不能再產生高溫。
還有一種說法就是太陽的聚變作用。當太陽發生聚變時，熱核反應區周邊的物質向內補充，在半徑為0.75R處物質補充速度較其周圍更快，由於角動量守恒，此處運動速度比周圍快，產生摩擦。由於質子與電子所受摩擦不同，所以運動的相對速度不同，產生電流，進而產生管狀磁場，管內氣壓＋磁壓=管外壓強，所以管內氣壓＜管外壓強。根據克拉伯龍方程（pV＝nRT）管內溫度＜管外溫度。由於這種結構的密度小於周圍物質，所以就會漂浮到對流層表麵，形成黑子。
很早以前，世界上就有對太陽黑子的觀測。公元前140年前後，我國成書的《淮南子》中就有關於黑子的記載。這也是世界上最早有關太陽黑子的記錄。《漢書·五行誌》中對前28年出現的黑子記載則更為詳盡。1840年，德國的一位業餘天文學家發現了太陽黑子10～11年的周期變化規律。通過長期的觀測，人們還發現了太陽黑子在太陽表麵上的活動會隨著時間變化的緯度分布具有一定的規律性。一開始的時候，幾乎所有的黑子都分布在±30°的緯度內；當太陽活動劇烈時，它往往出現在±15處 ，黑子就會逐步向低緯度區移動，在±8°處消失。在上一個周期的黑子還沒有完全消失時，下一個周期的黑子又出現在±30°緯度附近。如果將太陽黑子活動的緯度做縱坐標，時間做橫坐標，這樣繪出的黑子分布圖很像蝴蝶，因而稱作蝴蝶圖。
太陽黑子的平均活動周期為11.2年。有些天文學家對黑子的活動從1755年開始標號統計，黑子最少的年份為一個周期的開始年稱為“太陽活動寧靜年”；黑子最多的年份則稱為“活動峰年”。
大家都知道，太陽是地球上光和熱的源泉。那麼，太陽的一舉一動都會對地壞產生各種各樣的影響。黑子也是太陽上物質的一種激烈的活動現象。所以，太陽黑子也會對地球產生明顯影響。如果太陽上有大群黑子出現的話，地球上的指南針就會亂抖動，不能正確地指示方向。即使平時很善於識別方向的信鴿也會迷路；無線電通訊也會受到嚴重阻礙，甚至會突然中斷一段時間。這些反常的現象都會對飛機、輪船以及人造衛星的安全航行、還有電視、傳真等方麵造成很大的威脅。
此外，黑子還會對地球上的氣候產生影響。100多年以前，一位瑞士的天文學家就發現，黑子多的時候地球上氣候幹燥，農業豐收；黑子少的時候氣候潮濕，暴雨成災。我國的著名科學家竺可楨也研究出來，凡是中國古代書上對黑子記載得多的世紀，也是中國範圍內特別寒冷的冬天出現得多的世紀。據有關人員統計，一些地區降雨量的變化情況，結果發現這種變化每經過11就重複一次。這就說明了地球上的氣候跟黑子數目的增減有關係。
據地震科學工作者發現，太陽黑子數目增多，地球上的地震就多；太陽黑子數目減少，地球上的地震就少。可見，地震次數的多少，也與太陽黑子有關，而且大約11年左右的周期性。植物學家也發現，樹木的生長情況也隨太陽活動的11年周期而變化。黑子多的年份，樹木生長得快；黑子少的年份就生長得慢。此外，還有科學工作者發現，黑子數目的變化還會對我們的身體產生影響，人體血液中白血球數目的變化也有11年的周期性。
我國有世界上最早關於太陽黑子的觀測記錄。大約在公元前140年前的《淮南子》一書中就有“日中有踆烏”的記述。現今世界公認的最早的太陽黑子記事，是載於《漢書·五行誌》中的河平元年（公元前28年）三月出現的太陽黑子：“河平元年……三月己未，日出黃，有黑氣大如錢，居日中央。”這一記錄將黑子出現的時間與位置都敘述得詳細清楚。在歐洲，有太陽黑子紀事的最早時間是公元807年8月。據當時記載，他們還被誤認為是水星淩日的現象，直到意大利天文學家伽利略1660年發明天文望遠鏡後，才確認黑子是確實存在的。而在此之前，我國曆史上已有關於黑子的101次記錄，這些記錄不但有時間，還有形狀、大小、位置以及變化情況等等。可見，太陽黑子在我國早有記錄，而且我國有關黑子的記載不絕，並且都很正確可信。
6．了解太陽的自轉
1610年，伽利略研究發現，太陽黑子的一些規則運動是太陽自轉的結果。太陽存在自轉，可以從黑子以及日麵上的其他活動客體，如日珥、暗條和譜斑等在日麵上的移動，或從太陽東西邊緣光譜線的多普勒效應來證實。太陽自轉方向與地球自轉方向相同。在日麵緯度不同處，自轉角速度不同，在太陽赤道，自轉最快，緯度越高，自轉越慢。這說明了太陽自轉在不同緯度也會出現差異。太陽自轉角速度Ω和日麵緯度□的關係可以用如下公式表示：
Ω=a+bsin□□+csin□□
這裏，a、b、c是用最小二乘法。根據日麵的活動客體的觀測數據整理得到的，隨所觀測的活動客體的不同而不同。以恒星為參考背景，日麵緯度17°處的太陽自轉周期是25.38日，稱為太陽自轉的恒星周期。相對於地球而言的自轉周期是27.275日，稱為太陽自轉的會合周期。地麵的觀測者為了觀測的方便常使用後一數字。隨著觀測技術的發展，我們能夠更精確地了解到太陽自轉的情況。
科學家研究表明，太陽無時無刻都處於自轉中。1970年，霍華德和哈維發現，太陽表麵有一個全球尺度的非軸對稱的速度場，而日麵較差自轉隻是上述速度場的緯向速度分量的反映。這一速度場的存在表明在赤道與極之間有角動量轉移。可見，很早以前，人們就已注意到太陽自轉速率的變化。1904年，哈姆發現，1901～1902年與1903年觀測到的太陽自轉速率是不一樣的；1916年，普拉斯基特觀測到在幾天之內太陽自轉速率的變化達到每秒0.15公裏。從以上觀測表明，太陽自轉速率天天都有變化。但是，太陽自轉速率隨時間變化的規律還不清楚，既不是越轉越快，也不是越轉越慢，而是在某一個上下限之間擺動。不少人還觀測、研究了色球、日冕和太陽磁場扇形結構的較差自轉。色球和日冕的自轉速率同光球相似。有些觀測表明，在某些日麵緯度上日冕自轉速度比光球自轉速度慢，並且隨太陽周期的位相而變化。從太陽的自轉上來看，太陽自轉遵循著自己的自轉規律。
對於太陽磁性材料場扇形結構邊界，並不像較差自轉理論所預料的那樣發生變化。而是呈現出一種剛性旋轉。太陽內部的自轉，人類是無法進行直接觀測，隻能間接地推測。例如，根據主序星的平均自轉速度的統計規律，根據角速度同恒星年齡和電離鈣發射線的關係，或者根據太陽的鋰～鈹豐度進行推測。有的學者認為太陽內部自轉速度比表麵快，有的學者認為比表麵慢，看法還不一致。六十年代，人們才對太陽較差自轉的理論進行研究，因為對於太陽對流層中的大尺度環流的了解有了較大的進展，所以在湍流理論的基礎上提出了太陽較差自轉的理論，其基本思想是：米粒組織和超米粒組織這些小尺度對流可看作是一種粘滯作用，由於非軸對稱的全球尺度的對流和自轉的相互作用，角動量向赤道轉移，從而形成了太陽的較差自轉。正是根據這個基本思想，人們對太陽自轉才有進一步地了解。
7．神奇的木星光環
木星
木星也有一個與土星相似的環，不過又小又微弱，如上圖。其實木星光環的發現純屬意外，它的發現是由於兩個旅行者1號的科學家一再堅持航行10億千米後，應該去看一下是否有光環存在。其他人都認為發現光環的可能性為零，但結果證明它們是存在的，如果當時不是當這兩個科學家的堅持，想必我們就不會知道木星上原來也的光環，不過木星光環中的粒子可能並不是穩定的在，大概是由於大氣層和磁場的作用，因此，要想操持光環，它們需要被不停地補充。處在光環中公轉的兩顆小衛星木衛十六和木衛十七應該是光環資源的最佳候選。
在木星漁和最外層的大氣層之間還有一個強輻射帶，這是伽利略號飛行器對木星大氣的探測是時驚人的發現。這個輻射帶大致相當於電離層輻射帶的十倍強，而且還發現，這一輻射帶裏含有不知來自何處的高能量的氦離子。在1994年7月，蘇梅克～利維9號彗星碰撞木星，有著驚人的現象。這種現象用業餘的望遠鏡都能看地很清楚，而且在一年後，依然可以用勃望遠鏡觀察到。
我們知道，木星的亮度僅次於金星，四個伽利略的衛星用雙筒望遠鏡就容易觀察到，而且木星表麵的帶子和大紅斑可由小型天文望遠鏡觀測。邁克·哈衛的行星尋找圖表顯示了火星以及其他行星在天空中的位置。越來越多的細節，越來越好的圖表將被如燦爛星河這樣的天文程序來發現和完成。過去有人猜測，在木星附近有一個塵埃層或環，但一直未能證實。1979年3月，“旅行者1號”考察木星時，拍攝到木星環的照片，不久，“旅行者2號”又獲得了木星環的更多情況，終於證實木星也有光環。木星光環的形狀像個薄圓盤，其厚度約為30公裏，寬度約為6500公裏，離木星12.8萬公裏。光環分為內環和外環，外環較亮，內環較暗，幾乎與木星大氣層相接。光環的光譜型為G型，光環也環繞著木星公轉，7小時轉一圈。木星光環是由許多黑色碎石塊構成的，石塊直徑在數十米到數百米之間。由於黑石塊不反射太陽光，所以一直我們都沒發現。
木星的大氣層厚而濃密，它的主要成分為氫，大約占80%以上，其次是氦，約占18%，其餘還有甲烷、氨、碳、氧和水汽等，總含量不足1%。由於木星的內部能源較較，因此赤道與兩極的溫差並不大，不超過3℃，因此木星上南北風很小，主要是東西風，最大風速達130～150米／秒。木星大氣中充滿了稠密活躍的雲係。各種顏色的雲層像波浪一樣在激烈翻騰著。在木星大氣中還觀測到有閃電和雷暴。由於木星自轉很快，因此能在它的大氣中觀測到與赤道平行的、明暗交替的帶紋，其中的亮帶是向上運動的區域，暗紋則是較低和較暗的雲。
木星離太陽的平均距離為7.78憶公裏，所以它表麵的溫度比地球的溫度小很多。從木星接受太陽輻射計算，其表麵有效溫度值為-168℃，而地球觀測值為-139℃，“先驅者11號”宇宙飛船的探測值為-148℃，仍比計算值高，這也說明木星有內部熱源。“先驅者號”探測器對木星考察的結果表明，木星沒有固體表麵，它是一個流體行星。主要是氫和氦。木星的內部分為木星核和木星幔兩層，木星核位於木星中心，主要由鐵和矽構成，是固體核，溫度達3萬K。木星幔位於木星核外，以氫為主要元素組成的厚層，其厚度約為7萬公裏。木幔外就是木星大氣，再向外延伸1000公裏，就到雲頂。木星的光環是存在的，隻不過比較小比較微弱。
8．了解土星的光環
土星
我們說土星是太陽係中最美麗的星球，其主要原因就是土星被美麗的光環所圍繞。它的發現是由16世紀初期發現的，當時的意大利天文學家伽利略觀測到在土星的球狀本體旁有奇怪的附屬物，這時還沒有斷定這些附屬物的光環。大約過了半個世紀，才被荷蘭學者惠更斯證認出這是離開本體的光環。而在1675年意大利天文學家卡西尼，發現土星光環中間有一條暗縫，後稱卡西尼環縫。與此同時，他還猜測光環是由無數小顆粒構成，經過了兩年多世紀的分光觀測才證實了他的猜測。但在這二百年間，土星一直被看作一最低點或幾個的扁平的固體物質盤。直到1856年，這些推測和看法才由英國物理學家麥克斯韋論從理論上得到了論證，這時人們才知道圍繞著土星的環是由無數個小衛星形成的。