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太阳发出诡异的微笑，这预示着什么？

来源：科普中国

你见过太阳发笑吗？现在就展示给你一张太阳发笑的实拍照片：


(资料图)

这是NASA的太阳动力学天文台用卫星于2022年10月26日捕捉到的，29日发表在美英的许多媒体和科学网站上。这个“微笑”看起来很形象，但仔细看却透露出诡异。那么这个微笑到底预示着什么呢？

我们知道，太阳是太阳系唯一的恒星，相对地球等行星是个巨无霸，它直径有139.2万千米，质量占有了整个太阳系的99.86%。也就是说太阳系的八大行星、数百颗卫星、还有矮行星、小行星、彗星、尘埃等加起来质量也只占有0.14%。

巨大的体积和质量，使太阳核心具有极高的温度和压力，极端条件导致氢原子被剥离了外层电子，氢核被挤压在一起不断的融合成氦核，这就是所谓的核聚变。核聚变过程有约0.7%的质量损失，转化为巨大能量，以电磁辐射的方式发射出来，让整个太阳成为一个巨大的火球。

这个巨大的火球分为6个层次，从核心算起，有核反应区、辐射层、对流层、光球层、色球层、日冕层，后面三个层次统称为太阳的大气层。

核反应区占据了整个太阳半径的25%，也就是核心约35万千米直径的球心，是核聚变反应区，这里的温度高达1500K，压力达到3000亿个大气压，高温和高压迫使氢核聚变持续进行，每秒钟有6亿吨的氢转化为5.958亿吨的氦，损失的420万吨质量转化为能量。

这个能量是巨大的，根据爱因斯坦质能方程E=MC^2计算，太阳每秒钟释放的能量达到3.78*10^26J，相当于9亿亿吨炸药同时爆炸释放的能量，也就是7万亿颗广岛原子弹同时爆炸释放的能量。

这些能量到哪里去了呢，就是逐步从太阳核心，不断向太阳表面传递，最终释放到了太空中。这个过程很复杂，最初的能量是以最高级别的电磁辐射γ射线发出的，经过约42万千米厚的辐射区，到达对流层；再经过约十几万千米的对流层到达光球层。

我们知道电磁辐射能量从高到低的排列顺序是：γ射线、X射线、紫外线、可见光、无线电波，因此太阳的电磁辐射从核心到太阳表面能量会不断衰减，到达光球层，就更多以可见光的形式发出了，这也是我们能够看到光芒四射的太阳的原因。

光球层很薄，只有约500千米，是一层不透明的气体薄层，但它确定了太阳有一个清晰的边界，人眼能看到太阳的所有可见光都是从这一层发射出来。

在光球层的上方，则是厚度约2000千米的色球层，由于这里的可见光极少，只有光球层的约1%，因此人眼一般看不到这个层次，只有在全日食发生时有那么短短瞬间，光球的明亮光线被完全遮掩时，人们可在日冕边缘看到一圈狭窄的玫瑰红色，那就是色球层。

色球层上面就是日冕层了，这是太阳大气的最外层，厚度达到数百万公里。这里的大气较为稀薄，粒子密度约为10^15/m^3，约是地表大气的2.7亿分之一，但温度奇高，可达数百万度。

太阳核聚变的电磁辐射从核心层到光球层，能量是层层递减，电磁波谱峰值由核心区的伽马射线，到辐射区的X射线，逐步过渡到光球层的可见光，因此温度也是层层递减的，从核心层1500万K，到辐射层700万K～200万K，再到对流层200万~6000K，到了光球层，太阳温度就只有6000K~4000K了。

但奇怪的是，到了色球层，太阳大气的温度反而升高，从4000K逐步上升到10万K，并过渡到100万K；到了最外边的日冕层，温度竟高达数百万K。这种奇怪现象一直困扰着科学界，经过多年观测研究，已经有许多理论来解释这种现象，不过最终尚无定论。

人们正期盼着NASA2017年发射的帕克太阳能探测器，在2024年12月钻入太阳日冕层一探究竟，那时帕克探测器最近时距离太阳表面只有600万公里，肯定会得到更多的数据和影像资料来揭示太阳这个秘密。

那么，现在言归正传，太阳那诡异的微笑是什么，又预示着什么呢？

简单的说，那只是太阳表面的一些暗斑。就像人脸并不完美，会有许多大大小小的斑痕一样，太阳也并非我们肉眼看到的那样洁白无瑕，只不过是被耀眼的明亮掩盖了一切。太阳这个巨大的等离子球，表面风起云涌，还不断的产生一个个“洞”，这些“洞”千奇百怪随机出现。

而NASA发布的那张太阳笑脸，只不过是这些“洞”的一次偶然随机组合，且正好对着地球而已。

这些“洞”被科学家们称为日冕洞，从日冕洞中会喷射出高温带电等离子物质，以时速200万千米甚至更高的速度涌入太空，这就是太阳风，这些太阳风有时候速度高达800 ~1000千米每秒，当这些日冕洞正对着地球时，这些带电粒子就会在三到四天来到地球，对地球环境造成影响。

至于会有多大影响，就要看太阳这种“微笑”的“眼睛”或“嘴巴”有多大了，也就是说这个日冕洞越大，喷射出的等离子物质就越多，对地球环境影响就越大。

天文学家们预测，太阳这次“微笑”喷射出的带电离子风会在三天左右撞入地球磁场，可能会引起一场小型磁暴，扰乱在轨卫星的运行，还会给地面电网带来一些波动。可见太阳这次“微笑”虽然诡异，但只是开一个善意的玩笑，逗逗人类而已。

为此，时空通讯杜撰一个谚语：“太阳一发笑，人类吓一跳”。这里我并未夸张，因为人类看到太阳“发笑”实际上就是冕洞正对着地球，其喷射的高能高速物质在三四天就会到达地球，人类的许多带电基础设施就有可能受损。

而太阳耀斑，比冕洞的力量就大多了，我把它形容为“太阳一发怒，地球hold不住”。2022年2月份，一个耀斑导致的太阳风就给了地球一个下马威：1月29日，美国太空天气预报中心探测到一次强烈的太阳耀斑活动，并预测太阳抛射出的物质和能量在2月1日到达地球，可能引发较强地磁暴，这种地磁暴可能持续数天。

人们弄不清楚马斯克为啥还要在2月3日“顶风作案”，冒着可能发生的地磁暴发射星链卫星，或许这位有钢铁侠称号的科技狂人太过自信，结果大自然规律毫不留情的给了他一个大大的教训，马斯克这次发射的49颗星链卫星被强劲的地磁暴毁灭了40颗。

但总体上，太阳在人类出现的数十万年以来，还是温和和善意的，既没有大笑也没有大哭，甚至没有任何伤风感冒，更没有大怒。我们试想一下，太阳如果某一天突然大怒，抛射出一大块物质朝着地球飞来，人类以及所有地球生态很可能就玩完了。

太阳太大了，地球只是太阳质量的33万分之一，体积的130万分之一。地球在太阳身边，就像一粒油菜籽呆在一只篮球边上，如果这只篮球正好对着这粒油菜籽漏了点气，这粒油菜籽就有可能被喷没了。

所以，科学家们不但担忧太阳“发笑”，更担忧太阳“发怒”。一直以来，科学家们都努力研究着太阳的性格，制造了各种各样的观测太阳望远镜，发射了许多太阳观测卫星，就是为了弄清太阳的活动机制，能够更早的预知太阳可能发生的变化，规避太阳带来的灾难。

太阳啊，既孕育和呵护了生命，也可能有一天摧毁生命，它的一笑一颦都牵动着人类和生态万物的生死存亡。人类目前的文明程度还较低，科技水平也较低，如果太阳真的发起了大脾气，人类还完全无力应对。

因此，我们只能祈祷太阳像过去一样，继续着温和与善意，让太阳系唯一的人类文明得以更长久的延续。

一些科学家认为，如果大自然和人类自己能够给自己200年发展空间，人类整体将发展到宇宙一级文明层次，这种文明叫母星级文明，那时人类将再也不惧怕来自地球的各种灾难；如果能够延续5000年，人类整体将发展到二级文明层次，这种文明叫恒星级文明，人类将可以完全控制和利用太阳能量，再也不惧怕太阳发怒了。

人类能延续到那个时代吗？各位有什么看法，欢迎讨论。

时空通讯原创文章，请尊重作者版权，感谢理解支持。

关键词： 电磁辐射 科学家们

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