太陽收縮與自轉之謎

大家好,歡迎收看我的百家號小車看科技,今天小編要給大家介紹的是太陽收縮與自轉之謎。

太陽收縮之謎

美國天文學家埃迪於1974年還提出一個極其大膽的觀點:太陽正在收縮變小,大約每100年收縮0。1%,即直徑每小時縮小1。5米。按此比例縮小下去,不消10萬年,太陽就不存在了。埃迪的主要根據,是英國格林尼治天文臺從1836年到1953年的太陽觀測資料。他發現,這117年間,太陽的直徑是不斷收縮的。為了驗證這一結論他還研究了美國海軍天文臺從1846年以來的觀測記錄和1567年4月9日的一次日環食(埃迪解釋這次日環食本應是一次日全食,由於那時的太陽比現在大一些,月亮遮不嚴太陽光線,因而出現了一個亮環),進一步堅定了他的看法。

太陽收縮與自轉之謎

我國科學家萬籟等人經過多年的觀測和計算,也認為太陽存在著縮小的趨勢,並指出太陽半徑平均每一百年縮小90~150千米。按此速度發展下去,太陽將在20萬年後從銀河系裡“消失”。著名的德國哥廷根天文臺也儲存有較好的太陽觀測資料,他們的計算表明,太陽大小在200年內變化不大,比起埃迪的數值要小得多。別的天文臺也從水星的凌日的材料加以論證。根據42次水星凌日的觀測記錄發現,300年來,太陽非但沒有縮小,還略有增大。英國天文學家帕克斯藉助1981年日全食的機會進行了相關的觀測,其結論也不利於埃迪。蘇聯天文物理學家對太陽大小進行了數十年的觀測和研究,發現太陽直徑存在著週期性運動,每隔160分鐘增長10千米,然後收縮還原。爭論還在進行著,看樣子,還要長時間繼續下去。

太陽收縮與自轉之謎

太陽自轉之謎

哥白尼提出“日心說”,“固定住太陽,轉動了地球”。地球由於自轉引起了按一定週期變化的白晝與黑夜。從地球看上去,其他星球也有類似的情況。那麼,太陽雖然坐鎮太陽系的中心,但是可以例外嗎?伽利略於1612年發表了關於太陽黑子的觀測記錄,其中提到黑子位置並非固定不變的,從而發現了太陽的自轉。他估計,“太陽自轉週期大約為一個太陽月”。其實,伽利略並不是發現太陽自轉的第一人,德國數學教授沙伊納也曾有過類似的發現。太陽存在自轉,可以從黑子以及日面上的其他活動客體,如日珥、暗條和譜斑等在日面上的移動,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。在日面緯度不同處,自轉角速度不同,在太陽赤道,自轉最快;緯度越高,自轉越慢,這說明太陽存在著較差自轉的現象。

太陽收縮與自轉之謎

19世紀中葉,英國天文愛好者卡林頓對太陽黑子和太陽自轉週期進行了觀測、研究。他認為,由於太陽不是固體球而是一個氣態球,所以其各個部分的自轉是不同的。他計算出了自轉週期的數字:太陽自轉週期隨緯度的變化而變化,赤道地區(緯度為零)自轉週期為25天,緯度為40度的地區自轉週期為27天,緯度為80度的地區自轉週期為35天。太陽自轉的平均週期為254天。由於運動是相對的,在地球上測量太陽自轉週期約為27。3天。除此而外,太陽的自轉也像地球的自轉一樣不是恆定的。20世紀初,科學家們還發現太陽自轉的速度也不是均勻的。當時測定太陽自轉速度的變化差不多是太陽自轉平均速度的1/4000。1970年,有些天文學家進一步發現,太陽表面有一個全球尺度的非軸對稱的速度場,而日面較差自轉只是上述速度場的緯向速度分量的反映。

太陽收縮與自轉之謎

這一速度場的存在表明在赤道與兩極之間有角動量轉移。也就是說太陽的自轉速度每天都在變化,其變化幅度是在一個極大值和一個極小值之間,真讓人捉摸不定!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,在某些日面緯度上,日冕自轉速度比光球自轉速度慢,並且隨太陽週期的位相而變化。至於太陽磁場扇形結構的邊界,並沒有像根據較差自轉理論所預料的那樣變化,而是呈現出一種剛性旋轉。太陽內部的自轉無法直接觀測,只能間接推測。例如,根據主序星的平均自轉速度的統計規律,根據角速度同恆星年齡和電離鈣發射線的關係,或者根據太陽的鋰-鈹丰度進行推測。有的學者認為太陽內部自轉速度比表面快,有的學者認為比表面慢,看法不一。

太陽收縮與自轉之謎

太陽較差自轉的理論研究工作是60年代才開始的,因為對於太陽對流層中的大尺度環流的瞭解有了較大的進展,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做是一種黏滯作用,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。研究太陽自轉,還包括太陽大氣層的自轉。一般來說,在大氣低層的自轉也基本上隨緯度變化而變化,同光球一致;至於大氣層的自轉則沒有什麼明顯變化。太陽自轉還涉及太陽黑子的分佈問題。以上這些問題的研究,都只是最初步的,處於開始階段。