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2018-10-01帕克探測船窺探太陽
586 期
Author 作者
曾耀寰／任職於中研院天文所，科學月刊社理事長。
今（2018）年暑假不時出現高溫破表的新聞，回顧去 （2017）年，同樣的高溫令人感到煩躁，某家電視臺甚至 出現新聞標題：「太陽熱到出閃焰，臺北破120年紀錄」。 2017 年 8 月 14 日，當臺北氣溫達攝氏38.2 度時，記者 小姐∕先生們被熱到語無倫次，連「閃焰」這種高質量科學名詞都冒出來。其實，高溫主要和極端氣候有關，全球大量燃燒石油煤炭，排放過量二氧化碳，造成地球溫室效應，這是長期累積的現象，和太陽閃焰沒有太大關聯。
把氣溫太高歸咎太陽閃焰，很有電視購物專家的口吻，唸出一堆科學名詞，宣稱有實驗證實，卻歪曲解釋科學，例如將「鉑」、「鍺」、「鎵」、「鈦」湊在一起所製成的枕頭，宣稱有「遠紅外線」功效，可以和血管「共振」，加速血液循環，有助腦部健康。言歸正傳，到底太陽閃焰說是否又是另一個科學幻想？
太陽的確會發生閃焰，是太陽表面某個局部區塊驟亮的現象。太陽和地球在本質上有一個很大的差異，太陽是一顆大氣球，而地球主要是一顆石頭，外星人可以搭乘太空船在地球表面著陸，但飛到太陽，會沒有立足之地。我們第一個直覺反應：太陽像一顆氣球，總會有個類似橡膠表皮包住裡頭的氣體（先不管是何種氣體）。不！太陽沒有一層表皮包覆，但太陽氣體也沒有四散紛飛，主要是靠本身 的萬有引力，將所有的氣體侷限在半徑70萬公里（地球半徑的109 倍）的範圍內，且表面不時會有各種劇烈活動和變化，太陽閃焰就是其中一種現象。
一直以來，我們都知道太陽會發出很強的光線，照亮大地。由於無法雙眼直視，對於太陽的細微觀察並不太多。《列子．湯問》有一段小兒辯日的故事，話說孔子東遊遇到2個小朋友爭辯太陽遠近：一個說日出時，離我們比較近，因為看起來比日正當中的時候要大，物體離得越近，看起來就越大；另一個則說日出的時候較遠，因為比日正當中時還要涼快，物體越遠，應該越涼。孔子聽完後感到 困惑，結果2個小朋友嘲笑他：「孰為汝多知乎！」意思 是：誰說你很有智慧啊！可知大部分的人對太陽的認知主要在大小、明暗和涼熱。
太陽風
我們一開始說太陽看起來是一顆圓圓的大氣球，但表面不是光滑的，除了耀眼的圓盤模樣外，太陽表面還有變化萬千的磁場。日食的時候，月亮恰巧遮住整個太陽盤面，這時盤面四周會出現向外延展的毛絮結構，像是怒髮衝冠。過去在物理課本介紹磁場的章節中，常會看到利用鐵粉來展現磁力線的圖片，鐵粉沿著特定方向排列將磁力線視覺化。日食盤面四周看到的毛絮也是一樣，是太陽表面高溫物質（電漿）沿著磁力線所呈現的結構，並且它們是動態的，會隨時間變化。
利用太陽表面（光球層）的光譜分析，發現太陽表面溫度約6000度，但肉眼可見的太陽表面並不是太陽氣球的邊界，如上所述，更外層還有一個稀薄的日冕，只能在日食才能見到部分的結構，我們看到的，是太陽表面的光通過日冕時，受到日冕層內電子碰撞的散射光。日冕的密度很低，大約是太陽表面的億分之一。根據常識，離發熱源越遠，溫度越低，估計日冕溫度應該低於6000度，但實際觀測發現日冕溫度可達百萬度。1942 年瑞典物理學家艾德倫（Bengt Edlen）在日冕光譜內發現來自高溫的游離鐵譜線，此外，因溫度造成譜線變寬，也證實了高溫日冕。日冕如何被加熱，現今認為和太陽表面磁場有關，有很多理論解釋，但至今尚未定論。......【更多內容請閱讀科學月刊第586期】