http://tech.chinatimes.com/2007Cti/2007Cti-News/Inc/2007cti-news-Tech-inc/ Tech-Content/0,4703,171706+172009012100667,00.html http://0rz.tw/K0rah 2009.01.21　 The Sun：你從來沒看過的太陽 貓頭鷹出版》 你看見的太陽，究竟是什麼樣子？如果你曾看見隱沒在海平線上的火紅球 體，或是雨後折射出的一道虹，更幸運的還看見鄰近南北極才可見的神祕 極光，你就以為這是太陽的樣子，那麼太陽是會歎息的。 地球與太陽遙遙相距約一億五千萬公里，因此我們看見的日出日落、虹與 霓、極光、日晷，縱然美麗無比，卻是太陽經過長途旅程到達地球後才出 現的樣貌。 而真實的太陽，是否有更「懾人」的樣子？ SOHO衛星耗時十年拍攝的珍貴照片，引你欣賞真實的太陽面貌！ 歐洲太空總署與美國太空總署共同研製的無人太空船──SOHO衛星，在一 九九五年十二月二日升空，與地球運行軌道相同，但是以地球軌道半徑縮 小一百五十萬公里的距離繞行太陽，二十四小時採集太陽圖像。太陽不僅 能發射可見光，還包含各種不可見光，如X光與紫外線，因此透過SOHO衛 星上設置的十二種精密儀器，分別偵測肉眼無法觀測到的太陽紫外線輻射 、極紫外光、行星際高能粒子與太陽振盪頻譜，真實捕捉太陽風暴、日冕 、耀斑、磁力環圈、太陽拱廊等，我們平時難以窺探的太陽面貌。 前SOHO衛星媒體專員希爾，除了收錄來自SOHO衛星的影像外，還收錄攝影 家及其他天文與衛星觀測等共超過兩百幅極其珍貴的太陽圖像，近從我們 在地球上所見的虹與極光，遠至太陽火球的黑子、日冕與耀斑，包含了我 們肉眼可見的、與不可見的太陽。並由天文學作家卡洛維茨專文解說，發 掘SOHO衛星與其他天文觀測對太陽影像的最新發現，並提供科學家對太陽 黑子活動、電子微粒、磁暴、以及因磁力變化而產生之日珥等的最新研究 與瞭解，進而逐步揭開與我們如此親近卻又極度遙遠的太陽真相。 ■ 內文簡介 【奇妙的光線】（摘錄自本書第二章） 我心雀躍，當我看到彩虹於天際…… 英國詩人渥茲華斯 天文學家看向曠野，觀察其他恆星與行星，地球的大氣層就像是一條不忍 卒睹的黝黑河流，都是水、塵土與氣體；但若說到觀看離我們最近的恆星 ，太陽上的氣壓是個精心配置的調色板、濾光器與稜鏡，可以一一梳理出 光線的色彩與奧妙。 雖然在絕大多數的藝術品看到的太陽是呈黃色，但實際上它閃耀著白光， 這是頻譜上全部色彩與電磁波的總合。太陽的放射線是由可見光、無線電 波、微波、紅外線與紫外輻射、Ｘ光與迦瑪射線組成，但不是比例均等。 從太陽傳到地球的能量中，可見光約占百分之四十三，落於黃－綠光區間 時最亮；另外百分之四十九的能量接近紅外線；百分之七是紫外線，其餘 則是其他形式的光。 如果陽光涵蓋彩虹所有的顏色，而太空又是黑暗無光，為何天空卻是藍色 ？地球的大氣層飽含各種氣體，多是氮分子與氧分子。當太陽照耀行星， 它的光子與那些氣體相撞，便將光線打散。波長較長的光通過大氣層時較 無阻礙，所以藍光散布的量是紅光的十倍（紅光在可見光頻譜的另一端） 。藍光的頻率同樣也接近空氣中原子「共鳴」的頻率，實質原因是天空中 的大氣層讓大多數顏色通過，傳到我們眼睛的同時，一邊彈撞並驅散藍光 。當你在地平線看到太陽，從垂直和水平方向通過大氣層到達你眼中的光 線，比在日正當中時強四十倍，這意味著有更多的氣體與水氣將藍色從光 線中向外驅散，而清晨與傍晚所出現的紅色與橘色，是白光通過我們那片 氣體充斥的天空所留下來的色彩。 我們地球的球面幾何，以及整個水平線上熱氣、風與天氣系統騷動會導致 變形與海市蜃樓的幻影。暖空氣層層堆疊在冷空氣上方，或相反情況，都 會扭曲太陽的環狀外形；大氣層就像相機鏡頭，當太陽接近水平線時，會 縮小、放大或壓平球面體。當我們在酷熱的夏季定睛人行道或沙灘上的熱 氣蒸騰時，多數人都會看到類似的海市蜃樓景象。 其他時候，地球曲率會折彎並扭曲外環圈的光線，在諸多作用之中，最壯 麗炫目又難以捉摸的就屬神話般的「綠閃光」了。就在太陽冒出或消逝在 遠方低矮的地平線上，綠閃光就會從太陽外緣微微透出幾秒幽光。大氣層 就像一面折光稜鏡，在太陽的紅色與黃色褪出地平面後，就從繼之而起的 「白光」中映照出綠色。 水分和其他在雲層裡的同質分子組成最常見與最罕見的光線變幻花樣。每 個人都知道彩虹，它是由像稜鏡般作用的偌大水滴折射太陽對面的天空光 線而成。以希臘彩虹女神及諸神信使之名Iris來命名的虹光雲源於相似成 因。當雲層聚集或消散時，較薄雲塊裡的水滴就會折彎天空中的光線，紮 染上色。彩虹立於太陽對面，虹光雲則不同，位於天空的同一側。 壯麗的光束傾洩穿過蓬鬆、尋常無奇的雲層時，那幕景象常以毛伊光繩、 佛指、雲隙暉等口語說法稱之，不過正式學名應是曙暮暉。雲層擋住大半 的太陽光線，但光束所照射的空氣會從各裂口中向外探瞧。當你看到這種 放射狀的光線，實際上你正看著前後相連的光柱與雲柱。 貝母雲或稱珠母雲，是虹光雲系中罕見的形式，當光線曲折穿透冰晶時， 會將雲彩染上顏色，貝母雲於焉形成。它們最常發生在極地附近的高緯度 地區，並且在更高處的大氣層成形。貝母雲狀似波浪起伏，其實正是大氣 層騷動的徵兆。科學界最新鮮的話題是夜光雲，它們在高緯度地區的極高 空處成形，而且實際上是日落後才現出光芒。 光線折曲與映照作用在穿透大小不一的冰晶時，會產生各式各樣的幾何圖 形。雙雙對對出現的幻日與位於地平線上的太陽拉出二十二度角的距離。 當太陽漸漸下沉至地平線，光柱從地球的天頂或地面向外延展，外切弧珥 與日暈在太陽四周塑成魅影般的圓弧。 就算是水氣與霧靄中最小的水滴也可能導致光線變形。當丁點大的水滴密 布在太陽所在位置的另一方亮光處，霧虹應運而生，太陽甚至可能在一片 「光芒燦爛」中隱沒。在日出與日落時分，山中的薄霧與懸在低空的雲層 會將光線反射回太陽與你的雙眼。 【地球邊際】（摘錄自本書第四章） 喔！我掙脫了地球的束縛 駕著我輕盈的銀翼在空中飛舞 向著太陽攀升，又鑽入陽光散射的濃雲裡…… 麥基，《展翅高飛》 極光就像是五彩繽紛、纖薄的簾幕，也像是一道道劃破夜空的光弧。極光 之名來自羅馬的黎明女神，在天空中光線千變萬化的景象，有時看在人類 眼裡，卻不僅僅是一場天文奇觀。又有時夜晚乍現的光芒常遭誤以為是火 光。一九三八年，倫敦的救火隊受遣至溫莎城堡附近撲滅一場熊熊大火， 結果卻是極光現象。 歷史上不乏聰明絕頂的人物，為極光現象百思不得其解。西元前四世紀， 亞里斯多德做出史上首見的科學論述，真切形容那「發光的雲層」與氣體 燃燒所產生的火焰般的光芒。十七世紀時，笛卡爾與其他幾位科學家提出 看法，那些光芒是月光經由冰與水氣反射或折射而成；美國科學家富蘭克 林錯將光芒導因為在極地上空的雲層間，出現某種閃電或排電現象所致。 一七三九年是太陽與極光之間科學連結的起點。倫敦一名錶匠葛拉漢注意 到，在某些日子裡，他的羅盤指針偏離正北方，但他不知所為何來；同一 年在瑞典，天文學家塞爾修斯察覺同一現象，他並注意到，這似乎發生在 極光旋舞空中時。他們稱此為「磁暴」。過了一個世紀，英國天文學家卡 靈頓發現，白光亮點在某些太陽黑子活動處冒出，約十八個小時後，極光 就在世界各地顯現。他們都不約而同地發現磁暴引起極光。 典型的極光是快速移動的電子帶著氣體從太空而降，在地球約一百到四百 公里高處碰撞，所引發的結果。這些電子來自受地球磁場控制的外太空地 區，將自身的能量轉化為大氣層中的氧分子與氮分子，更進一步「激化」 它們。當這些氣體回歸正常狀態，就會發散出光子，這是一種能量以光的 形式所產生的細小迸發。當大量電子不斷衝擊大氣層，氧分子與氮分子就 會發散出足夠強烈的光芒，肉眼清晰可見。 太陽藉由太陽風提供極光生成所需的能量，太陽風是一股從四面八方湧出 的帶電微粒流。當這些微粒接近地球，會與我們的磁場互動，並將能量轉 入地球附近的太空。這些受困在地球附近的電子便順著磁場線滑進大氣層 裡，多數落在北極與南極一帶。因為這些太陽風微粒不斷吹拂，極光成像 幾乎每晚都會發生在介於六十度與七十度之間的緯度，這個高度正好是地 球磁場與地球本身連結的地方。生活在極端嚴寒地區，如加拿大、阿拉斯 加、斯堪地那維亞與俄羅斯，以及紐西蘭、智利與南極洲遙遠邊界的居民 ，每夜上演的燈火秀就是他們的特權之一。 極光所產生的顏色不一，端視電子激化了哪一種氣體，以及激化程度而定 ；同時還得依電子移動速度有多快，以及電子互相碰撞當下，它們本身帶 有多少能量而定。氧分子會發出綠光、白光或紅光；氮分子則表現出藍光 與紫光。至於極光千變萬化的外形則始終成謎，科學家至今仍試圖找出答 案。 【太陽的天氣糟透了】（摘錄自本書第六章） 擦上防曬油。如果我只能給你一個未來的忠告，那就是防曬油。 科學家已經證實防曬油的長效好處，但其餘我能分享的建議， 除了自身所經歷的經驗外，並沒有太多更可靠的基礎。 史密克，「芝加哥論壇報」，一九九七年六月 太陽上天氣多變，一直以來都與等同於風、雲、龍捲風及颶風等地球大氣 現象。科學家所稱的太空天氣，扭曲並擾亂了二十一世紀的科技技術，把 太陽的能量帶進地球。太陽內部磁力扭轉，引發出一系列混亂騷動，然後 自大氣層中迸出，急衝在太陽系行星之間，最後干擾地球周遭環境。 長期以來，各界總認定太陽黑子是太空天氣的成因，因為每當極光與帶磁 風暴發生時，太陽表面上總是隱約可見黑子活動的跡象。太陽黑子多半成 群結隊，搭配磁性相反的黑子組成。黑子現象持續約數小時至數月不等， 最大可達地球的二十倍。黑子上方的活動地帶會放射出Ｘ射線與無線電波 ，阻礙地球上的無線電通訊，但最重要的是，黑子是下一回太陽能量將在 何處爆發的可見前兆。 太陽星系裡最廣為人知的風暴形式是耀斑，指的是一種在太陽表面可見的 區域，光度突然迅速增強的變化。當太陽大氣層內的帶磁能量蓄積過度之 際，一旦瞬間爆發，釋放出巨大的能量等同於引爆數以百萬計的氫彈，耀 斑由此產生。大氣層爆炸產生Ｘ射線、微波與地震波，在太陽表面高溫灼 燒並漾起漣漪。耀斑加強在日暈的微粒活動能量，將其溫度燒高至數千萬 度，並加速活動足至放射出無線電波、Ｘ射線與迦瑪射線，範圍涵蓋整個 太陽星系。所幸，地球的磁場可將絕大多數微粒轉向他處，而且我們的大 氣層也可以吸收幾乎所有的有害射線。 耀斑實有癱瘓太空活動的影響力。放射線猛爆襲擊，灼燒地球高空大氣層 ，使摩擦阻力加高，足以貿然將衛星拖下運行軌道（太空實驗室就曾受其 害）。地球附近的太空所產生的騷動可能會破壞長途訊號，如船隻、飛機 與衛星所使用的無線頻率，有時還會全面鎖死。 在太陽耀斑中的高能量微粒在活動速度加快後，足以刺穿衛星裡敏感的電 子與微晶片，以及人類的身體組織。當耀斑迸發時，在太空工作的太空人 必須就地尋找掩護，以免接收到等同於數以百倍醫療Ｘ光的劑量。一九七 二年八月，一場極猛烈的太陽耀斑爆發，如果當時阿波羅號的太空人正在 月球上，他們當下可能就命喪黃泉了。美國太空總署持續監督太空天氣， 並同時苦思著，如果要把太空人送上火星，首要難題就是當這種爆炸發生 時，該怎麼將太空人隔離開來。 如果將太陽耀斑比喻成龍捲風，猛烈之極卻壽命極短，而且範圍有限，日 冕質量拋射則像是颶風，指的是太陽大氣層中等離子形成的巨大氣泡噴發 現象。就本質而言，日冕撕裂開後爆出千億噸重量的物質，以每小時一百 六十萬到八百萬公里的速度散於太空。接下來幾個小時後，這些帶著磁性 的龐大雲層自成範圍，寬度經常跨四千八百萬公里，早已遠超過太陽本身 內部的規模。當日冕質量拋射奮力進入太陽風裡，可以製造出激波，加速 微粒依自身的行進路線，進入行星群、小行星群，以及其他的物體裡，如 衛星或太空人。如果日冕質量拋射面對著地球，在太陽同一側爆發，那景 觀十分壯麗。 如果這場大氣亂流未能撩亂你的髮絲，就某方面來說，那是因為它的主體 已快速傳布在三度空間裡了，在這裡，以每立方公分而言，所含的微粒數 量，比地球上的科學家製造出最精良的吸塵器所吸集的還要少。日冕質量 拋射的威力在於它有能力驅動地球磁場的電流，並增加原已圍繞地球附近 的高熱氣體的能量。 我們地球的磁性防護膜，稱為磁氣圈，幾乎阻止日冕質量拋射所產生的所 有有害射線與微粒，不至於靠近我們。從太陽射出的微粒，不到百分之一 可以穿透過磁氣圈，但這個量已足夠強大至成為宇宙發電機，製造出數百 萬安培的電流。這些宇宙雲層可以創造出美景，因為極光通常與日冕質量 拋射相依相隨；但它們也可能帶來浩劫，一九八九年三月世人已親身經歷 了。 ■ 作者簡介 希爾（Steele Hill） 曾任SOHO衛星媒體專員，自一九九六年起參與SOHO衛星天文計畫，將珍貴 的天文圖像轉介至平面媒體、影像媒體等，近期仍持續參與其他天文圖像 工作。希爾對於這些天文影像的深入與了解，地球上應該無人能出其右。 卡洛維茨（Michael Carlowicz） 科學作家與編輯，發表過無以數計的宇宙學及地球科學文章，著有《Storms from the Sun》。目前為美國伍茲霍爾海洋研究所《海洋》雜誌撰文。 ■ 譯者簡介 周玉文 ■ 書籍資料 書　名：The Sun：你從來沒看過的太陽 作者：希爾、卡洛維茨 譯者：周玉文 出版社：貓頭鷹 語言：繁體中文 ISBN：978-986-6651-51-9 --

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