太阳表面照片

据国外媒体报道，太阳目前正处于为期11年活跃周期最安静的一个阶段。事实上，太阳今年就安静得出奇，在过去200天里科学家无一次观测到太阳黑子。太阳风的强度也降至50年来的最低水平。科学家尚不清楚这次超乎寻常平静背后的意义，他们仍在借助于望远镜和卫星无时无刻地监控距离地球最近的这颗恒星。以下是太阳处于活跃期时的壮观照片。


1.逃离太阳的等离子体
在这张照片上，我们看到大量温度相对低、相对稠密的等离子体悬浮于日冕(太阳大气的最外 层)表面。偶尔，这些猛烈的等离子体会突出重围，逃离太阳大气的魔掌。这条光谱线上的放射物是温度高达10万华氏度的色球高层(upper chromosphere)。照片中的每一个特征都追寻着磁场结构的足迹。温度最高的区域几乎全是白色，而颜色暗红的区域则表明温度相对较低。


2.太阳表面磁场结构的特写
这是一张有关太阳表面磁场结构的特写照片，是口径为1 米的瑞典太阳望远镜(SST)于2003年8月22日以H-alpha光波拍摄到的。该望远镜由瑞典皇家科学院负责操作。


3.太阳黑子
这是一张2002年7月24日在太阳东侧边缘拍摄的太阳活跃区域的照片。它突出了这张照 片的三维特点。照片上方中央区域的黑色太阳黑子结构表明，太阳黑子黑色“地板”上独特的立视面。据美国高空观测台天文学家布鲁斯·莱特斯(Bruce Lites)博士估计，这些结构的高度大概在200公里至450公里之间。照片中最小的可分解结构规模约在70公里左右。另外，我们可以从面向观测者的颗 粒边缘看见无数明亮的光斑。


4.太阳上的“地震”
太阳耀斑在太阳内部产生震波，与地球上地震产生的震波极为相似。1998年5月27日， 研究人员观测到这次生成耀斑的太阳震动。据科学家估计，这次震动包含的能量大概是1906年旧金山大地震释放能量的4万倍，相当于11.3级地震。在一小 时内，太阳波飞行的距离相当于十个地球的直径，之后活动强度越来越小，最终蜕变为太阳色球层的狂暴背景。与以等速度向外运行的水的波纹不同，太阳波在消失 之前从最初每小时2.2万英里的速度向最高每小时 25万英里的速度逐级递进。


5.日全食的壮观日冕
这张日全食的照片是由美国国家大气研究中心高空观测台的研究小组于1980年2月16日 在印度帕勒姆拍摄到的。日冕照片则是用戈登·纽科克 (Gordon A. Newkirk)研制的一套新摄像机捕捉到的。这种专门的仪器可以通过放射过滤器，以红光拍摄到日冕。过滤器抑制明亮的内冕，以在同一张照片中显示光线更微弱的外冕。


6.金星穿越太阳盘面
美宇航局TRACE卫星在2004年6月8日金星开始穿越太阳盘面时捕捉到这张不同寻常的照片。


7.太阳黑子和光斑
2003年8月4日，瑞典太阳望远镜(SST)捕捉到的太阳表面太阳黑子和光斑的壮观照片。


8.剧烈的太阳耀斑
“日出”(前称太阳-B)太阳观测卫星在2006年12月13日成功捕捉到剧烈的太阳耀斑的照片。这是那次太阳活动强度处于低谷时期发生的最为剧烈的太阳耀斑之一。


9.太阳活动低谷时的日冕
这是太阳活动处于低谷时日冕的照片，两个半球中的红色代表温度高、较为活跃的区域，周围 则是安静日冕的温度低的等离子体(蓝色/绿色)。同时还应注意北极皇冠状细丝、横跨赤道的光环、照片东南角的冕洞(日冕中一些辐射很弱、亮度比周围小得多 的区域)和北极上方一个更小的日冕洞。这张照片以伪色、三层合成显示了日冕：蓝色、绿色和红色分别显示的是171、195和284的波长。


10.太阳表面不规则的黑子和光斑
2003年8月22日，瑞典太阳望远镜拍摄到的太阳表面不规则形状的太阳黑子和光斑的照片。


11.水星开始经过太阳前方
美宇航局TRACE卫星在2006年11月8日捕捉到的水星开始经过太阳前方的照片。


12.太阳东侧边缘朝向地球
这是美宇航局TRACE卫星2006年11月11日在171波长下拍摄到的照片，显示的是一个位于太阳东侧边缘的相当大的活跃区域转向朝地球的半球时的情景。请注意该区域前缘细丝的低浅、黑色结构，以及该区域右侧一些“飘浮”黑色物质和朝向右方下面的瞬间显现的小区域


13.太阳保持强度极低活动水平
美宇航局TRACE卫星于2008年5月22日拍摄到的太阳照片。由于太阳始终保持在强度极低的活动水平，在盘面上只有很小一部分区域可以看到。细胞状外形是由一束束磁流形成的，磁流是在充斥着对流活动的超光斑网络的下冲区域中收集到的。


14.光环在太阳活跃区上方如拱门
2001年1月1日，薄薄的光环在太阳活跃区上面如拱门一般出现的壮观景象。


15.日冕物质喷发快速扩散
在LASCO卫星2002年1月8日拍摄的这张照片显示的是日冕物质喷发(CME)快速 扩散的情景，当时，日冕以每小时数百万公里的速度向太空喷射了十亿吨物质。这张C2照片旋转了90度，如此一来，看上去好像是日冕向下喷射物质。研究人员 将美宇航局远紫外线成像望远镜在另外一天拍摄的太阳照片放大，与这张C2照片重叠，这样，它完全覆盖于剩余的盘面，增强了视觉效果。


16.太阳表面磁场结构
瑞典太阳望远镜在2003年8月22日以H-alpha光波拍摄的太阳表面磁场结构近距离特写照片。


17.突出物喷发
美宇航局卫星2008年9月29日观测到这次给人视角冲击的突出物喷发事件。这些突出物在数小时里先是升起，后如瀑布般落下，此情此景就像冉冉升起的一面 大旗，然后分离涌向太空。照片中可以看到的物质其实是温度高达6万度的电离氦。突出物则是温度相对较低的气云，悬浮于太阳表面，受到磁力的控制。


18.月球从太阳盘面缓缓经过
月球在2007年2月25日从太阳盘面缓缓经过的镜头，遗憾的是，这一幕在地球上看不 到。STEREO-B卫星在绕太阳轨道飞行时拍摄到这张照片。美宇航局STEREO任务由发生于2006年10月、用以研究太阳风暴的两颗卫星组成。 STEREO-B卫星目前距离地球约100万英里，同月球的距离是它同地球距离的4.4倍，结果，照片中出现的月球相当于我们通常看到的月球大小的 1/4.4。


19.太阳边缘活跃地区的耀斑
2001年9月30日，美宇航局STEREO卫星在靠近太阳边缘的活跃地区观测到一次强度不大的耀斑。突出物的细丝飘浮在上面，丝般的黑色(温度相对低)物质沿着场力线移动，接着扩展形成这种舞龙般的明亮轮廓

暗物质

据英国《每日电讯报》报道，暗物质被认为是宇宙研究中最具挑战性的课题，它代表了宇宙中90%以上的物质含量，而人类可以看到的物质只占宇宙总物质量的不到10%。美国科学家称，他们通过一种最新的理论研究发现，地球和月球之间其实隐藏着大量神秘的暗物质。

暗物质无法被人类直接观测得到，但它却能干扰星体发出的光波或引力，其存在能被明显地感受到。科学家曾对暗物质的特性提出了多种假设，但直到目前还没有得到充分的证明。新理论认为，在地球与月球之间存在着大量神秘的暗物质。这一观点也许可以用来解释所谓的“飞行异常”奇怪现象。当太空飞行器进入太空之前、尚在地球周围不断加速的过程中，所有飞行器都曾有过奇怪的速率变化过程。而根据已知的万有引力定律，不应该出现这种现象。于是有些科学家认为，这种飞行异常表明现有物理定律以及万有引力定律存在问题，爱因斯坦的广义相对论需要修正。当然这只是一种较为激进的看法。

对此，美国普林斯顿高等研究院理论家斯蒂芬-阿德勒博士持有不同的看法，他认为飞行异常现象是由一种看不见的暗物质所造成。阿德勒解释，飞行器在穿越暗物质的过程中，受到了来自暗物质引力作用，于是就引起了飞行器速率的不规则变化。美国宇航局近日发表的一份分析报告也认为，卫星或太空探测器在飞离或返回地球的过程中，其往返轨道越不对称，飞行异常现象也就越明显。美国“近地小行星交会”“舒梅克”号探测器的飞行速度就比预计的要快得多。在许多太空探测器近地4小时的飞行期间，有的出现减速现象，有的出现加速现象。

基于此，阿德勒的观点是地球周围存在着大量的暗物质。阿德勒估计，地球周边的暗物质应该位于月球的公转轨道与低空卫星的轨道之间，其总质量肯定不超过地球质量的十亿分之四。这一质量限度使得地球周围可以存在高密度的暗物质。他认为，这一观点虽然仍存在争议，但却是对此前关于宇宙存在暗物质证据的有力补充。阿德勒解释，地球周边暗物质应该集中于地球周围半径大约为7万公里的空间内，其密度远远高于此前天文学家们所估算的密度。“这些暗物质主要局限于月球公转轨道之内，最终衰竭于地球表面附近。它的密度极高，比银晕密度高出2000亿倍。”

当然，暗物质可以用来解释飞行异常现象，但同时又引出了一个新的谜团。这些暗物质是如何汇集于地球周围的呢？阿德勒认为，要达到如此高的密度，肯定存在一种层叠堆积的机制。科学家们认为，正是暗物质促成了宇宙结构的形成，如果没有暗物质就不会形成星系、恒星和行星，也就更谈不上今天的人类了。宇宙尽管在极大的尺度上表现出均匀和各向同性，但是在小一些的尺度上则存在着恒星、星系、星系团、巨洞以及星系长城。而在大尺度上能过促使物质运动的力就只有引力了。但是均匀分布的物质不会产生引力，因此今天所有的宇宙结构必然源自于宇宙极早期物质分布的微小涨落，而这些涨落会在宇宙微波背景辐射(CMB)中留下痕迹。

几十年前，暗物质刚被提出来时仅仅是理论的产物，但是现在我们知道暗物质已经成为了宇宙的重要组成部分。暗物质的总质量是普通物质的6.3倍，在宇宙能量密度中占了1/4，同时更重要的是，暗物质主导了宇宙结构的形成。暗物质的本质现在还是个谜，但是如果假设它是一种弱相互作用亚原子粒子的话，那么由此形成的宇宙大尺度结构与观测相一致。不过，最近对星系以及亚星系结构的分析显示，这一假设和观测结果之间存在着差异，这同时为多种可能的暗物质理论提供了用武之地。通过对小尺度结构密度、分布、演化以及其环境的研究可以区分这些潜在的暗物质模型，为暗物质本性的研究带来新的曙光。

在引入宇宙膨胀理论之后，许多宇宙学家相信宇宙是平直的，而且宇宙总能量密度必定是等于临界值的(这一临界值用于区分宇宙是封闭的还是开放的)。与此同时，宇宙学家们也倾向于一个简单的宇宙，其中能量密度都以物质的形式出现。如果人类不了解暗物质的性质，就不能说我们已经了解了宇宙。现在已经知道了两种暗物质--中微子和黑洞，但是它们对暗物质总量的贡献是非常微小的，暗物质中的绝大部分现在还不清楚。