太陽物理學

太陽物理學是用物理方法研究太陽的本質(zhì)和演化的天體物理學分支學科。

　　太陽是一顆普通的恒星，可以和研究恒星一樣，根據(jù)太陽的質(zhì)量、半徑。光度、光譜來推算它的表面溫度、內(nèi)部結構、能源機制等。但太陽物理也有其特點：利用太陽的強光，可觀測它的表面細節(jié)，測出微小的光度變異，求得一些極為重要的數(shù)據(jù)(如太陽磁場分布)；推求黑子、日珥、耀斑等日面活動客體的物理狀態(tài)及其變化；直接感受太陽風的影響，從而獲得日冕和行星際物質(zhì)的珍貴信息。

　　中國古代對太陽黑子和日食現(xiàn)象就十分注意觀測，留下了大量的記載。近代太陽物理的研究可追溯到伽利略用望遠鏡觀測太陽黑子之時。以后，牛頓用棱鏡發(fā)現(xiàn)了太陽光譜。但直到二十世紀初葉，光譜才成為揭開天體秘密的有力手段。從此，太陽物理學便步步深入，形成了一個理論和實際緊密聯(lián)系的學科。

　　早在十九世紀末葉，人們就發(fā)現(xiàn)某些地球物理現(xiàn)象的變異和太陽黑子的多少有關，磁暴就是最突出的例子。進入二十世紀后，氣候的災變、地球物理現(xiàn)象的異常和太陽活動有關的記載日漸增多，證明了日地關系是很密切的。

　　對于太陽本身的研究，從三十年代起，在理論分析和觀測手段上都有重大的進展。這不但增進了人類對太陽本身的了解，也促進了天體物理其他分支以及物理學的有關分支的發(fā)展。

　　當時研究的重點是把太陽當作普通恒星來對待，最重要的課題是太陽和恒星的內(nèi)部結構和能源機制，太陽和恒星的化學成分和靜態(tài)表面結構。在海耳取得太陽單色像和李輿發(fā)明Ha單色濾光器之后，取得太陽表面瞬變現(xiàn)象的動態(tài)資料就成為常規(guī)觀測工作，在世界范圍內(nèi)能夠按統(tǒng)一的標準監(jiān)視太陽活動。人們在研究太陽的物理方法上從此跨進一個新時代。

　　四十年代到五十年代，由于射電天文學的發(fā)展以及太陽磁像儀的發(fā)明，人們對于太陽的研究又增加了新的內(nèi)容。在六十和七十年代，空間觀測又填補了許多空白。現(xiàn)在，我們已經(jīng)能夠取得從 γ射線到米波射電；從慢太陽風到宇宙線能級的高能粒子的資料，從而可以得到自太陽表面到地球的整個日地空間的直接數(shù)據(jù)。正是由于上述觀測手段的發(fā)展，通過理論探討，我們進一步認識到應該把太陽和日地空間作為一個整體來加以研究。

　　在太陽物理學理論上最重要的發(fā)展，無疑是阿爾文于四十年代所發(fā)現(xiàn)的在高導電流體中磁場與流場的耦合，從而把等離子體物理理論應用于太陽研究，解釋了許多太陽射電、太陽話動的現(xiàn)象。

　　我們現(xiàn)在所理解的太陽，已經(jīng)不僅僅是一個從一億五千萬公里之遙的地方供給我們光和熱的大火球，還是一個與地球有直接物質(zhì)聯(lián)系的日地系統(tǒng)的母體。日地之間是*從太陽發(fā)射出來的帶磁場的高速太陽風進行物質(zhì)聯(lián)系的。

　　太陽上的各種物理現(xiàn)象，直接或間接地通過輻射和介質(zhì)波以及高能粒子的運動，傳到地球周圍，對它施加影響。人們今天研究地球科學，就不能不或多或少地考慮太陽的因素。

　　太陽物理學目前較重要的問題之一，是所謂的中微子之謎。這很可能使人們回到老的起點，即重新研究太陽的內(nèi)部結構問題。