太阳黑点如何影响地球

“太阳黑点使无线电通讯断绝，”《纽约时报》的大字标题如此宣布。报导的内容如下：

“太阳黑点所生的影响昨日使美国和欧洲大多数地区及远东的电讯断绝，电讯监管人构述大气层中的干扰为‘近年来最猛烈的一次’”。

你也许不时听见类似的报导，说国际间的无线电通讯受到极大干扰。无线电短波变成如此微弱以致不能有效地转播。此类干扰和别种影响都是太阳黑点所直接造成的结果。

太阳黑点便是太阳表面的大风暴。风暴所引起的爆炸将大量物质吹入太空中。但究竟太阳黑点是因何产生的呢？它们是什么模样的？它们产生些什么？它们对人类所居的地球有什么影响？

为了寻得这些问题的答案，我们首先要就近出事地点，——太阳——察看一下。

太阳

太阳是一个又光又热的大火球。它是一颗中型的星，直径约865,000哩，比地球大100倍。太阳的位置在93,000,000哩外，若以时速25,000哩的火箭从地球射出，则大约要155天才可以到达。可是，太阳还算是相当近的，因为在太阳之外最近的一颗星，称为“近天马座”的，若从地球以同样速度的火箭射去就要115,000年才能到达那里！

太阳是地球能量的主要来源。它所发出的能量大得惊人！它相当于从每一方米（超过一方码）的表面连续不断地发出84,000匹马力的能量。据说仅是一天中流向地球的能量便相当于燃烧5,500亿吨的煤所产生的能量。以美国或俄国现行的产煤额而论，大约要1,000年才可以出产这么多的煤。

据人类所知，要产生这么巨大能量的唯一方法仅是核子融合。因此，太阳实际上是个巨型原子炉。它借着将氢（已知的最轻元素）的原子与氦（第二轻的元素）的原子融合而产生能量。四个氢原子结合或融合起来便成为一个氦原子。可是在融合的过程中，大约有百份之一的氢物质转变成热与光。这好像将一个方凿纳入圆孔一般——四角有些东西要被削去。

据估计太阳每秒钟都有超过500兆吨的氢以这种方法融合起来，而每一磅氢的“燃烧”据说可以发出100,000,000‘千瓦特时’的能量。然而，太阳的原子反应均没有快要完结的危险，因为它所用去的只不过是太沧一粟而已。

太阳内部的核子反应所生的热度估计高达华氏36,000,000度（摄氏20,000,000度）这种能量以辐射方式流向太阳表面，那里的温度“凉”至华氏11,000度（摄氏6,000度）可是你若以为它真的很凉，请记得，在海平的地面上只要华氏212度（摄氏100度）便可以将水煮沸了！

在此项过程中，太阳内部的气体翻滚而出，向压力较低的太阳表面流去。这项过程结果产生了太阳黑点。

太阳黑点

倘若你用特制的望远镜察看太阳黑点，你便会看到太阳表面有一片黑斑。它之看来像黑色仅是因为不像太阳的正常表面那么光和热而已；它只有“较冷的”华氏3,600度（摄氏2,000度）。它之所以“较冷”是由于造成太阳黑点的气体扩散所致。它看来黑暗只是由于与周围的光热作一对比而已。

正常的太阳黑点看来好像一片黑暗的中央地带（称为“本影”），四周围绕着较浅色的暗影地带（称为“半影”）。骤看之下很像太阳表面有一个个孔。黑暗地带开始时很小，扩大后大小不一，从较小的直径几百哩至最大的直径超过50,000哩不等。四周较光的地带约比黑暗地带大两倍至三倍。太阳黑点的平均寿命是一两个星期。

也许描述太阳黑点的最好方法是将它们比作地球大气层中的暴风。正如暴风或飓风是一团汹涌起伏的云，太阳黑点或太阳风暴则是一团翻滚起伏而含有高度电荷的气体。

多年来对太阳黑暗的数目所作的研究显示太阳黑点有一个大约是十一年的周期。在这方面，1964和1965年被称为“寂静的太阳”年，在这段期间太阳黑点的活动相当平静。可是，太阳黑点的活动预期会在1970年达到高峰。但也有其他的人以太阳的磁场和它的变化作为衡量的基础，主张太阳黑点的实际周期是二十二年；他们所指出的太阳黑点活动最高峰年度也与前者相同。

太阳闪光——太阳黑点的余波

太阳黑点会产生巨大的太阳闪光，也称为太阳红焰。这种闪光是像火焰般的气体爆炸，大部份是氢气。它们由太阳射出250,000哩之遥。有一次闪光的射程竟超过一百万哩而比太阳的直径还大！

这种闪光沿着太阳周围的磁力线而垂下。太阳的吸引力通常会把它们拉回表面去，可是其中有些可能逃过太阳的引力而射入太空中。

这些太阳闪光是怎样产生的呢？研究者认为当太阳黑点移过太阳的表面时，它们产生了大量的磁力。环绕各太阳黑点四周的磁力时常是如此巨大以致它们彼此相吸而合成一个。结果各个磁场崩溃而消失无遗。太阳黑点的磁场据说力量比地球的磁场大10,000倍。因此，它们在崩溃时放出巨大的能量和物质而向太空喷射出去。

一团太阳闪光在“发光”时只需要几分钟就达到最强的光度，这时有数以兆计饱含电荷的微粒及电磁波一齐射向太空。无线电波的发射亦随之大增。有时太阳也同时产生宇宙线而以近乎光的速度射向地球。

太阳闪光主要由离子化的氢气所构成。这乃是一些被削去电子而只剩下原子核（质子）的氢原子。这道饱含电荷的微粒之流向太空射去。

这些微粒及太阳闪光之际所产生的其他微粒，均与太阳的经常活动所产生的射线一齐放射出去。

对地球有什么影响

来自太阳闪光的各种微粒和射线从太阳向各方射去。当然，其中有些向地球进发。

甚至在最快的微粒抵达地球之前，强有力的电磁波已先行抵达；这包括光、热、无线电波、紫外线和X射线等，一同以光的速度在八分钟之内抵达地球。

因此当宇宙线及其他微粒在八分钟内抵达地球磁场时地球上空的大气层已充满电荷了。如果在大约一个半小时之后，闪光所产生的一道饱含电荷的微粒冲撞在地球的磁场上，这便会产生一场猛烈的磁性风暴使不是以电力或外力操纵的航行仪器和磁铁大受影响。甚至普通的家用指南针也受其影响。这种影响可以延至数日，或超过一星期之久。这种情形能使天空出现强烈而奇怪的光，好像霓虹管般忽明忽灭，有些发生在地球上空600哩的高处。

有些微粒则藏在一团厚厚的“原形质”云层中以较慢的速度前进，在二十四小时或甚至更后的时间才到达地球。微粒撞在大气层上时激动了地球大气层中的氧原子和氮原子。这形成了通常的北极光和南极光。这种闪光横过整个夜空，在北半球和南半球上空60哩至100哩或更高的空中出现。光色有鲜红、绿和蓝等，以帘形、弧形和射线的形状呈现。

原形质云层所造成的另一个结果是干扰无线电短波，使短波无线电通讯断绝几小时或多日之久。此外，大气层中的电流增强以致熔化电报电线的保险丝。

原形质云层打击地球时也产生一种不寻常的结果，那便是减低太阳系以外的宇宙线撞击地球大气层的次数。宇宙线是由为人所知的最凶猛和最高能量的微粒所构成的，所含的能量比人造的最大原子加速器所产的微粒强许多百万倍。来自太阳系以外的宇宙线从各方面打击地球大气层。它们主要是由各种元素的核子，多数是氢核子，所构成的。

可是太阳闪光所产生的原形质云层抵达地球之际，来自太阳系以外的宇宙线的强度便同时减低了。显然其中有些被原形质云层中的磁力所迫而改变方向。这些宇宙线的强度直至太阳云越过地球之后才回复正常。

在太阳黑点的活动达到最高峰的年度中，许多太阳闪光所生的原形质云层撞向地球，使地球表面的宇宙线强度比平时减弱一半有奇。此举对地球究竟有什么实际的影响也是人想寻出答案的许多问题之一。

当来自太阳系以外的宇宙线被原形质云层迫得改变方向之际，产生原形质云层的太阳闪光本身有时也会发出宇宙线。它们称为太阳宇宙线，但较之太阳系以外的宇宙线温和得多。当有特别强烈的太阳闪光发生时，则所发的宇宙线强度也可以骤增。

太空旅行所受的威胁

科学家们为了太空旅行之故特别对太阳黑点的活动感兴趣。太空人留在地球大气层和磁场（在向阳一边展延至地球上空40,000至50,000哩，在黑暗的一边展延得更远）以内之际，他们会得到保护而不致受太阳闪光所生的微粒和射线所危害。在这种旅程中若遇到太阳闪光也不会有过度的影响。

然而，载人绕月或登月飞行却是另一回事了，因为这种旅程是在保护范围之外的。因此科学家须要预测由太阳黑点所产生的闪光或爆炸。但是目前他们还未能作正确的预测。何以故呢？因为，虽然各组太阳黑点看来相当温和．它们却绕着太阳而旋转。在地球看不见的另一面，它们也许正爆炸成为极强的闪光。因此，当它们转到对着地球的一面时，它们也许已喷出极危险的微粒云层了。

在太空人的征月旅程中，他们有可能被来自太阳闪光的原形质云层所袭击，而这些闪光在旅程开始时是尚未显示出来的。他们也可能受到强有力的太阳宇宙线或太阳系以外的宇宙线所打击。倘若太空人受到辐射线的袭击，他们可能在几日间看不出其影响。事实上，辐射的影响可能在一年或以上才显露出来。他们是否受到影响则视乎他们在脱离地球的大气层和磁场保护之外飞行时太阳的活动如何而定。

因此，科学家在计划太空探测时是决不能忽视太阳的。人若能够探测太阳系，则只能在某个时期行事。在太阳黑点活动最强时所发生的太阳闪光会阻止星际的长程旅行。唯有在太阳黑点活动减至最低程度的“寂静太阳”年度中，人才可以较安全地探测行星。

不错，太阳黑点及其余波，太阳闪亮，的确影响到人所居住的地球。但全部的影响现今尚未为人所尽知。可是，我们现在所知已使我们深深体会到地球大气层和磁场的奇妙安排使人类的家乡受到充分保护，让生物可以在地球上生存。这已足以使我们感激不尽了。

［第9页的图片］

黑点出现于太阳表面好像黑斑

［第9页的图片］

较近观看黑点好像太阳表面的孔穴