是否与冰河期有关

根据美国宇航局(NASA)人造卫星——SMM的观测表明,太阳的辐射量正在发生变化。而且,从四年时间的观测情况来看,它正处于一种减少的趋势。

尽管如此,也不能过早地断定地球正在进入冰河期。的确,太阳是地球的母亲,太阳若打个“喷嚏”,地球便会“感冒”。将地球的冰河期与太阳活动联系起来的观点固然是根深蒂固的,但是,迄今我们对太阳本身的活动还有许多未明之处,通过SMM将来连续不断地观测,一定会清楚地揭示出太阳的部分其面目。

太阳的辐射量可用“太阳常数”来表示,其定义就是:在地球大气外距离太阳一个天文单位的地方,垂直于太阳光束方向的一平方厘米面积上在一分钟内接收到的所有波长的太阳总辐射能量。据1985年版的《理科年表》,太阳常数为1.96卡/(厘米2 · 分钟)。

80年2月,为观测太阳耀斑等太阳活动情况发射了SMM。80年底,因保险丝断掉而使飞行姿态失去控制,变成了一具“尸体”。84年4月,通过航天飞机挑战者号的修理而“复活”。测定太阳常数是众多观测项目之一,在SMM成为“尸体”的期间内,太阳常数的观测也未停顿过。本世纪初以来,太阳常数就有了各种观测数据。但SMM则是在没有地球大气影响的地方进行高精度观测的。观测仪器由NASA喷气推进研究所的R. C. 威尔逊博士研制。

据观测小组负责人H. S. 哈特逊宣称,从开始观测的80年到84年之间,太阳常数减少了0.1%。问题是这种减少究竟是由何种原因引起的?迄今还在继续减少吗?有周期性吗?

只要对太阳常数的变化作更仔细地观测,就可得知只要太阳出现大黑子,它的亮度便会变暗,变化的幅度为0.2-0.3%,但其下降曲线与黑子的出现基本上是相吻的。

一般认为,黑子通过其强大的磁场抑制了光球深处涌出的对流能量,也就是说起了“盖子”的作用。但是,据认为,对流能量还能转移到其他地方涌出。这样的话,太阳表面所涌出的总能量便是不变的。那么,被“盖”的能量又是通过什么途径涌出去的呢?这就成了“失踪的通量”(失踪的辐射流)。

根据SMM的观测结果,还是证实太阳黑子一多,涌出的能量便减少。被“盖”的能量究竟到何处去了呢?东京天文台的平山淳教授对此说了这样一句话:“很有意思,成为失踪的通量了。”

然而,若把黑子数与太阳常数看作为是负相关的话,就会产生令人困惑的问题。太阳黑子的活动周期为11年,80年是黑子活动的高潮期,黑子数量多得很,已由观测所证实。80年以后,黑子数逐年减少,按理80年后的太阳常数似乎应该是升高的。但恰恰相反,却在走下坡路,这又是什么原因呢?

是否有变化周期

哈特逊博士说:“一般认为,太阳常数的变化也存在着11年一个周期的可能性,但如不继续进一步观测的话,那么什么都说不上来。”

17世纪后半叶,曾经出现过一个长达30 ~ 40年的黑子最少期——“蒙特最少期”。因此,很可能不仅有11年的周期,而且有更大的变动。我们正等待着长期的观测结果。

东大教授海野和三郎认为,不管怎样,要解开太阳常数的长期变动之谜,必须要从太阳中心部的热涌出——发生的核反应和热传播这两方面来研究。

由SMM的观测也了解到太阳常数的再一短周期变化。我们知道,整个太阳的振动周期约为5分钟,它也是以亮度的变化来表现的。但这种变化最大不会超过太阳常数的百万分之五。

通过地震波的振动可调查地球内部的构造,同样,太阳的固有振动也可成为了解太阳内部构造的线索。如此的“阳震学”最近已经盛行起来了,SMM为它提供了合适的资料。

SMM的太阳常数观测是较为普通的,但若历史性地看待的话,也许是最重要的观测。因此,引起了广大研究者的热切关心。

[《科学朝日》,1985年3月号]