太陽系究竟源出何方

我們目前的科學發(fā)展已經大致認識了太陽系的全貌,，了解了圍繞太陽這一恒星轉動的八大行星和它們各自的衛(wèi)星,。但是，一個最基本也是最重要的問題人們還沒有解決,，那就是太陽系到底是怎樣形成的,。

許多先賢們對太陽系的起源提出過假說，其中最有代表性的當屬德國大哲學家康德和法國科學家拉普拉斯提出的“星云假說”,?？档略谧约旱谋倔w論研究著作《宇宙發(fā)展史概論》中提出，整個太陽系的物質都是由同一個原始星云形成的，星云的中心部分形成了太陽,，星云的外圍形成了行星和其他太陽系中的天體,。

拉普拉斯提出的星云假說與其類似，但由于在當時的影響力較大,，反而是拉普拉斯的假說引起了轟動,。不過由于當時的科技水平的局限，星云假說只是提出了一個理論的雛形,，在今天看來顯得有些粗糙,。

20世紀以來，星云假說遇到了解釋上與新的天文發(fā)現矛盾的困難,。于是人們又從其他方向入手,，提出一些新的假說來解釋太陽系的形成。其中最有代表性的當屬“災變說”和“俘獲說”,。災變說的代表人物是英國天文學家金斯,，他認為形成行星的原始物質，是兩顆行星從太陽身邊經過時,，把太陽上的一部分物質拉出來的結果,。因為在經過時距離非常近，太陽受到它的起潮力的作用,，從太陽表面拋出一股氣流。這股氣流凝聚后形成了行星,。俘獲說是蘇聯天文學家施密特提出的,，他認為太陽系中的各個星體并不是同時形成的，而是太陽早于其他星體誕生,。在幾十億年前,，太陽轉動進入星云區(qū)時俘獲了許多星際物質，它們逐漸形成了太陽系星體,。

這兩種學說在某一方面能夠突破以往的觀念,，理論上有了一些新的進展，但在整體上都存在著明顯的缺陷,。所以在20世紀40年代以來星云說又重新被提了出來,，并且在其基礎上發(fā)展出來20余種新的星云假說。其中的一些已經得到了目前太空探測的證實,，比如澳大利亞數學家普連蒂斯的星云說,，特別是有關行星形成的理論，已經得到了“旅行者2號”探測器發(fā)回的數據的證實,。令人稱道的是,，“旅行者2號”探測器證得的結果和普連蒂斯的理論假說驚人的一致，這讓普連蒂斯本人得到了極高的聲譽。

星云假說目前已經得到了大部分科學家的支持,，但是要進一步了解太陽系起源的種種情況,，還有待于人們進一步的發(fā)現和佐證。

太陽耀斑是如何形成的

太陽蘊藏著巨大的能量,，它的一些輕微的變化就將對銀河系產生劇烈的影響,，其中，耀斑就是目前已知的最為強烈的活動,。耀斑產生在太陽光球之上的色球層,，也被稱為“色球爆發(fā)”。人們通過天文望遠鏡觀測到,，在光球層黑子附近突然出現了局部密集化和增高現象,，并迅速爆發(fā)出強烈的光芒閃耀，面積也隨之迅速擴大,，然后又慢慢消失,。耀斑出現的時間從幾分鐘到幾十分鐘不等，面積也是大小不一,。根據增量面積的大小,，人們把超過3億平方公里的這種突發(fā)現象稱為“耀斑”，把小于這個面積的稱為“亞耀斑”,。據目前科學觀測得知,，耀斑的集中爆發(fā)具有周期性，大約為11年,。

在觀測中,，耀斑的爆發(fā)可能僅僅就是幾個亮點，但是,，其產生的能量在短時間內就能夠達到毀天滅地的強度,。這些色彩明亮的奇觀可以在短短十幾分鐘內就達到10萬至100萬次強火山爆發(fā)的總能量，或相當于上百億枚百噸級氫彈的爆炸,。倘若這股力量到達地球,，平均下來差不多每個人都要承受兩顆氫彈的打擊。由此可見,，耀斑爆發(fā)的能量十分駭人,，足以多次毀滅地球。

除了爆發(fā)時產生的巨大能量,，耀斑還會產生大量的輻射線,。例如紫外線、X射線和伽馬射線,，甚至是能量巨大的宇宙射線,。此外，耀斑還會拋出大量的高能粒子。這些輻射到達地球后會對地球產生強烈的影響,。例如,，處于地球軌道航行的衛(wèi)星和宇航人員將受到強烈輻射，生命將受到嚴重威脅,；高能粒子擾亂地球的磁場,，使地球的磁場發(fā)生混亂，引起磁暴并產生一系列災難,；強烈的輻射進入地球大氣層,，嚴重破壞地球電離層，導致電臺,、廣播臺等短波通訊受到干擾甚至中斷,。根據最新的研究表明，耀斑還會對地球的氣象和水文造成影響,，只是并不十分劇烈和明顯,。

由于太陽的這一“輕微的小活動”能夠給人類造成如此嚴重的后果，人們很早就開始重視研究耀斑的形成原因和防護措施,?？茖W家們認為，耀斑的能量來自磁場,，是一個巨大的強磁場區(qū)域突然瓦解所產生的,。至于這種瓦解的產生原因，以及為何會產生如此巨大的強輻射,，則仍是未知,。

近些年來，人類越來越意識到耀斑是研究太陽活動的最大難題,，很多藝術作品也將人類未來的毀滅性災難歸咎為耀斑的強烈運動?？茖W家們不斷提出各種耀斑模型來解釋其形成原因,，并通過宇航探測器不斷嚴密地觀測著太陽耀斑的變動情況，以便于提前做出一些準備工作,，減少不利影響,。然而，對于太陽,，我們還是知之甚少,，許多結論都是建立在推理之上。因此,，關于太陽耀斑,，人類目前仍然停留在最粗淺的認識階段。

太陽的巨大能量會消亡嗎

對我們人類而言，太陽不僅僅是地球所圍繞旋轉的中心,，也是萬物得以生長的基礎,。太陽給予我們巨大的光輝，促進了地球上生命的生長和演變,。它為我們驅走嚴寒,，帶來光明，為我們的生長帶來了不可或缺的能量,。也正是有了太陽的關照,，地球上才有了日夜交替、四季輪回,。隨著人類科技的不斷進步,，太陽能作為一種新的清潔能源正逐漸被利用到生活和工業(yè)上，使人們看到了這種可再生資源的巨大潛力和未來希望,。

太陽是無私的,，它不斷地消耗著自己，來照耀整個太陽系,。據科學計算,，太陽每秒鐘向外輻射的能量高達38億億億億爾格（1爾格=0.0000001焦）。這巨大的能量相當于1000億噸煤完全燃燒后釋放的總量,，可以說,，太陽是在不斷燃燒著自己。那么,，如此巨大的能量是從何而來的呢,？如此巨大的消耗會有枯竭的一天嗎？

19世紀,，德國著名科學家亥姆霍茲用引力收縮理論來解釋太陽能量的產生,。

他假設太陽和其他恒星在自引力的作用下不斷收縮而釋放能量，并通過星體質量和半徑提出引力收縮的時標公式,。根據這一理論的公式推算,，太陽的這種自我燃燒可以維持3000萬年。

20世紀初,，英國著名的天文學家,、物理學家、數學家亞瑟斯坦利愛丁頓提出了從物理學的角度解釋太陽的能量來源問題,。

這位第一個用英語宣講廣義相對論的科學家,，對恒星的內部結構和能量來源作過長期的研究。他推測,，是電子和質子相互作用提供著太陽輻射的巨大能量,，并在歷史上第一個提出是核聚變維持著太陽的能量爆發(fā),。他認為，這樣產生的能量可以使太陽維持15000億年,。

愛丁頓的核聚變理論引起了科學家們的廣泛關注,，并引來了傳統(tǒng)觀點的質疑和詰難。1939年,，美國天文學家,、物理學家漢斯貝特在其基礎上，提出了太陽的核聚變分為幾個步驟,，這種熱核反應是太陽和其他恒星的能量來源,。

他認為，太陽中心的溫度極高,，是它的內部氫核聚變成氦核的熱核反應產生了巨大的能量,。這一偉大發(fā)現讓他獲得了1967年的諾貝爾物理學獎。按照這一理論,，太陽的這種消耗能夠維持100億年,。除去已經過去的50億年，還能夠維持兩倍的時間,。

貝特的學說獲得廣泛的支持,，成為人們逐漸接受的常識。但是,，一些新的觀測和研究數據則表明他的觀點并非完整,。科學家們在捕捉核反應產生的氫原子數目時,，發(fā)現其實際數目和理論數值相差很遠,。這些莫名其妙失蹤的氫原子對貝特的理論提出了質疑。于是,，科學家門開始陸續(xù)補充貝特的理論,，使其能夠解釋得通。其中,，最有代表性的當屬近年來提出的“黑洞說”,。

一些科學家認為，太陽中心存在一個黑洞,，雖然其半徑只有幾厘米,，可算是微型的黑洞,，但它能夠產生的能量相當于太陽總能量的二分之一,。這就解釋了太陽上核聚變之外，其余部分能量是從何而來的,。

當然,，鑒于太陽是一個無比高溫的巨大火球,，人類不可能發(fā)明出能夠靠近它或登陸上去的飛行器。因此,，關于太陽的能量假說也只可能是人類基于觀測而推算出來的,，無法得到證實。但公認的一點是,，太陽的這種自我消耗會有終結的一天,，也就是說它終究會消亡殆盡。到了那時,，地球將變得暗淡無光,。不過，那將是一個非常漫長的歷史過程,，并不是幾代人或十幾代人能夠經歷得到的,。

日珥究竟是怎樣形成的

早在1239年，人類在觀測日全食時就清晰地看到,，在太陽的周圍鑲著一個紅色的環(huán)狀的外圈,。在色球層中不時有巨大的氣柱騰空而起，跳動的火焰不斷向外發(fā)散著,，像一個個鮮紅的火舌,，當時被人們成為“燃燒洞”；1733年,，人們再一次觀測到日珥,，稱其為“紅火焰”；1842年的全日食觀測,，留下了最早的明確的觀測日珥的記錄,；1868年，法國的天文學家讓桑和英國的勞基爾分別引進了光譜技術,，詳細地拍攝到了日珥的光譜,，使人們對日珥的外形有了明確的認識，并且基本確定日珥的成分是氫,。自20世紀以來,，人類在天文學、光學上有了長足的進步,，對日珥的光譜,、形狀結構、不同種類以及活動周期都有了進一步的認識,。

日珥出現在太陽的色球層,，其大小不一，形狀也各異,。一般來說,，日珥可長達20萬公里,，厚約5000公里，其騰空高度可高達幾萬到幾十萬公里,，大型的日珥甚至能達到幾百萬公里,。

根據日珥的活躍狀況，大致可分為寧靜日珥,、活動日珥,、爆發(fā)日珥三類。寧靜日珥緩慢但持久,，其噴發(fā)速度僅是每秒十幾公里,，但能夠持續(xù)數月之久；活動日珥較為顯著,，能夠被人類觀測到,，總是處于活動和變化之中；爆發(fā)性日珥劇烈而短暫,，爆發(fā)時每秒可噴射出幾百公里之外,，但相對的存在時間極短，很快就消失在人們的視線中,。近些年來,，隨著太空觀測技術的不斷發(fā)展，人們在太空器拍攝的影像中又發(fā)現了幾種形態(tài)特殊的日珥：黑子日珥,，通常出現在黑子群上空,；龍卷日珥，爆發(fā)時具有類似龍卷風樣的扭曲形狀,；冕珥,，一種從太陽日冕層發(fā)出的細流狀日珥。當然,，人們越來越發(fā)現,，這些類型不一的日珥并不完全是涇渭分明的，很多時候它們會互相轉化,，并突然改變自身的形態(tài),。

日珥的形成一直是人們無法解釋的難題。日珥爆發(fā)后進入并處于太陽的日冕中,。但日冕和日珥差距甚大,，根本不具有可以共存的可能。首先,，日冕層的高溫可達到1百萬度以上,，而日珥僅在1萬度左右。雖然日珥的溫度對人類而言已屬超高溫,，但在太陽的日冕層中也就相對于冰水的溫度,；其次，日珥的密度比日冕高出1千到1萬倍,。這就相當于是在一個巨大的溫室里,，放置一塊密度較高的冰塊，但是這塊“冰”并沒有融化,，反而在溫室中能夠存在長達數月之久,。這顯然是有悖于常理的。

后來人們又發(fā)現,，一些日珥并非是從太陽的低氣層噴射到日冕中,，而是在日冕中凝結形成的。這些凝結而成的日珥有的頃刻間就消失殆盡了,。這更加說明日珥既不被日冕消融,，也沒有向下墜落，在日冕中長時間存在是難上加難,。但是,，事實的情況就是如此讓人不可理解。

除此之外,，本來空無一物的日冕為什么會突然產生日珥呢,？計算表明，日冕的全部物質都不夠凝聚成幾個大日珥,。因此,，日珥只可能來自于太陽的色球層。當然,，這也僅僅是人們的猜測,。由于太陽表面的超高溫度，人類所發(fā)明的探測器和宇航飛船無法近距離接觸,。因此,，這些關于日珥的種種推論，還未得到直接證據的證實,。

“日震”之謎

地震是我們地球上破壞力最大的自然災害之一,，每年約有500萬次大大小小的地震。我們目前的預測水平還不能夠完全有效地預測到地震的爆發(fā)時間和震源,，因此這種突發(fā)性往往讓人們措手不及,，生命財產受到巨大損失。有趣的是,，這種頻繁的震動并非地球獨有,，而是大部分星體都存在的一種普遍現象。1970年,，美國著名天文學家萊頓發(fā)現太陽上也有類似地震的震動現象,，這是人類第一次發(fā)現“日震”現象,。

太陽在我們印象中一直是穩(wěn)定地東升西落，普照大地,。但是科學家們卻發(fā)現,，太陽的大氣每時每刻都在收縮著。它就像一個跳動的巨大心臟,，氣體從表面升起降落,，從不停歇。雖然氣體升起的高度只有十幾公里,，卻產生了幾乎遍及太陽表面三分之二面積以上的震蕩,。這些震蕩的氣體就像波浪一般，一浪推著一浪,，一浪高過一浪,，使得太陽表面形成一片火海。起初,，人們認為這種震蕩大約每隔5分鐘一次,，因此稱其為“太陽5分鐘振動”?？茖W家們繼續(xù)不斷地努力探尋太陽震蕩是否還具有其他的時間規(guī)律,。1976年，蘇聯的科學家們發(fā)現了一種太陽的慢速振動,，大約需要160分鐘才發(fā)生一次,。還有一些科學家們稱，他們在觀測中發(fā)現太陽還有一個需要76年為一周期的超慢振動,。在觀測研究太陽黑子和日食的過程中,，科學家們又提出太陽的12天振動、16天振動,、7～50分振動,、160～370分振動等等周期。經過科學家們反復比較,，排除了一些偶然因素,，最終將太陽振動歸納為5分鐘振動和160分鐘振動。

太陽為什么會如此頻繁地發(fā)生震動,？科學家們猜測這可能是由太陽內部的聲波和重力波造成的,。太陽光球表層的脈動是太陽內部傳播的聲波反射到表面而產生的。這樣源源不斷的聲波使太陽光球表層局部區(qū)域的氣體隨之上下震動,，并深深地穿透太陽內部,，引起整個太陽表面的震動。由于聲波的傳送是基本穩(wěn)定的，所以太陽的日震也具有了可觀測的規(guī)律性,。

科學家對于日震的研究具有重大意義,。它可以幫助人們進一步認識太陽的內部結構，也有助于人們探索太陽黑子和耀斑形成的原因,，從而使我們能夠在太陽劇烈活動之時做出相應的防護措施,。