我們天天都在看著太陽的臉色過活

　若是有那麼一天，太陽不理我們（像超新星爆發了），我們將會怎麼樣？科學家們都相信：太陽若不是已存在了40多億年，我們也不會活生生的在地球上出現。本文乃期望深入淺出地介紹最近我們對太陽的新認識及其對我們生活的影響。

　1997年4月初，美國太空總署(NASA) 宣佈，由歐洲太空總署 (ESO) 與 NASA 合作於1996年12月升空的「太陽太空觀測站」(SOHO)新衛星，已開始面向太陽，在距地球 150萬公里（地球與太陽之重力平衡點）的軌道上正式完全運作。在太陽11年的活動週期中，現在應屬沈靜期（上次極大期在1990年，下次高峰將在2001年出現），但該衛星首先傳回的一批照片卻呈現前所未知的暴烈活動，令人震驚。太陽在10個小時中突然噴出長達2千萬公里的凶猛火焰，並以約2萬4千公里的時速向外釋放出數十億噸高達2百萬度的氣體團，比太陽表面溫度（約6千度）高出甚多。這可能是行星出現南北極光（圖1～5），和地球上溫度與氣候遽速變化的原因。

　接著從一些清晰的太陽表面圖像可以看出其大氣表層呈現「宛如地震、海嘯」般的震波（圖6）。據太空科學家的描述，這種震波夾帶著巨量的輻射，足以摧毀散布在環繞地球運行軌道上的各型通訊衛星，並可破壞地球地面上高壓電力網線（尤其是高緯度的發電與輸送電系統），以及其他高科技電子裝置。這種震波導源於太陽表面向外高速且巨量噴出的「閃焰」(solar flare)，這些巨量超高溫度熱氣團的能量釋放現象，稱之為「太陽風暴」(burst)，它們是巨量帶電離子以數百萬公里的超高時速，背向太陽方向奔竄遠離，形成的「磁爆」現象。由於太陽風暴的震波往往影響範圍極廣，而且足以波及行星外圍的太空磁層環境，使行星南北高緯度地區的極光活動活躍起來。大型的太陽風暴曾經造成地面上大停電、太空衛星被摧毀、全球通訊受到干擾甚至中輟，影響人類生活甚鉅。

　上述「磁爆」現象的產生，乃因太陽是顆核融合進行中的標準恆星，內部充滿高溫、帶正、負電的離子，由於太陽本身有自轉作用，使得原本就不穩定的氣體產生許多劇烈的噴發現象，也就是當我們看到日冕發出閃焰（圖7、8）耀斑的同時，這些巨量帶電離子會突然以極高速自太陽的赤道面向外噴發。如此壯觀的現象對於生活在地球表面的人們會造成多大的生命危害呢？諸位大可放心，地球尚有巨型地球磁層防護罩保護我們免於這類的災害。地球磁層是一層包圍在地球外圍的磁力作用圈，它因地球內部金屬性岩漿流動所產生。這一層「防護罩」能引導「太陽風」(solar wind)帶來的帶電離子遠離地球（圖9），並隔離太陽磁爆等帶來的瞬間性巨大破壞。太空科學家已經知道，地球磁層是良好的導電體，可以將大約90％隨太陽風而來的帶電離子導引遠離地球，而只讓約10％來自太陽的離子進入地球的大氣層。另一方面，當太陽發生磁爆現象時，這橢圓形狀的地球磁層彷如金鐘罩般防護著地球免於受到巨大衝擊。

　科學家對太陽的觀測，最先是發現它有週期性且不均勻的「太陽黑子」活動現象。目前已知太陽黑子的數目多寡和出現在太陽南北緯度的分布，有週期為11年且呈「蝴蝶」狀的景象（圖10）。黑子是太陽磁場的一種表徵，磁場愈強處，壓力愈大，但帶正負電荷的離子氣體密度反而愈稀薄，該處呈現的溫度也就會愈低。當在地球遠遠觀之，則該磁場較強的區域（溫度約攝氏4千度）因比鄰近的太陽表面溫度（約攝氏6千度）來得低而顯得較暗，故有「黑子」之名。反之，黑子的周遭可能會有溫度較高（約攝氏8千度）、色澤較亮的「白斑」出現（圖11）。但是，為什麼每隔11年太陽內部會發生一次這樣的變化？至今仍是待解之謎。由黑子的觀測可明顯看出太陽表面流體的運動，知道太陽在自轉，且其速度隨南北緯度的不同而有差異，靠近赤道附近轉得較快，在南北極附近轉得較慢，至於內部流動和隨太陽自轉的運動到底有多快？則尚待近日新興的「太陽日震」學，以觀測太陽表面震波的方式，深入太陽表面40公里處一探究竟。

　無論透過地面上的觀測，還是太空中衛星的偵測，我們無不期盼進一步瞭解太陽內部核融合的過程，和高密度帶電離子流體運動的情形。消極面而言，可避開它磁爆時帶來的瞬間災害；積極面來看，不但可解開星球演化的祕密，也可為人類帶來能源處理的新模式。

圖1.南北極附近地表上經常出現彷如幽靈般的極光	圖2.木星上的北極光	圖3.位於木星南極圈附近的極光
圖4.土星南北極同時呈現的極光	圖5.從外太空看到北極附近呈現環狀的極光圈	圖6.1998年5月30日首次觀測到因閃焰所引發太陽表面的震波
圖7.1998年4月24日觀測到百萬度電漿所呈現的壯觀日冕噴流情景	圖8.1997年11月6日觀測到閃焰耀斑強烈的噴流情景	圖9.太陽風吹襲行星時，行星的磁層導引太陽風遠離的示意圖。
圖10.太陽黑子在太陽表面上以11年週期且南北緯對稱呈「蝴蝶」狀的分布變化情形	圖11.太陽表面上常可見到的黑子和白斑