火河

几年前，研究人员宣布他们在太阳上发现了水的痕迹。斯坦福大学的一个团队更进一步，在太阳上发现了整条河流。当然，这些不是我们熟悉的河流；相反，它们是构成太阳的炽热等离子体（带电气体）中巨大的、蜿蜒的流动。这项出人意料的发现正在帮助天文学家填补他们对导致太阳活动周期性和有时剧烈变化的流程的理解。

监测太阳的环流是一个困难的过程。没有云可以追踪，没有地标可以依靠。但是，斯坦福大学的太阳振荡研究小组拥有一件强大的工具：太阳和太阳层观测站 (SOHO) 上的迈克尔逊多普勒成像仪。该仪器每分钟可以测量太阳上大约一百万个点的上下运动。然后，科学家们分析这些数据，以推断不仅发生在太阳表面，而且发生在太阳深处的运动。这种重建过程被称为太阳地震学，类似于地球物理学家通过研究地震波来推导出地球内部信息的方式。

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去年，斯坦福大学的菲利普·H·舍勒及其同事利用 SOHO 的数据，确定了驱动太阳 11 年活动周期的磁发电机的位置。在“太阳极大期”，太阳黑子和耀斑更加丰富。这些现象会干扰卫星通信并导致电力中断。太阳周期还与太阳亮度的微小变化有关；一些科学家怀疑，在更长的时间跨度内会出现更显著的波动。舍勒的研究结果证实了太阳周期起源的主流理论，并表明负责的湍流运动集中在太阳表面以下约 210,000 公里（135,000 英里）的区域。

新的结果进一步揭示了太阳的复杂运动。斯坦福大学的杰斯珀·舒解释说，河流般的流动“完全发生在太阳内部”，“它在表面上看不到。” 但是，迈克尔逊多普勒成像仪锁定了这种流动，揭示它沿着太阳极地附近（大约在纬度 75 度）环形的路线流动。这种流动可能与新太阳周期的开始有关。舍勒将它比作地球的喷射气流，它们也遵循类似的形态，尽管“它们与地球上的大气喷射气流相比是巨大的，”他指出。

另一个新发现的环流模式——这个模式与地球的信风大致相似——出现在太阳表面。总的来说，太阳在赤道的自转速度比在两极快（天文学家通过观察太阳黑子在太阳圆盘上的运动已经知道这一点几个世纪了）。但 SOHO 的数据显示了一个更复杂的模式。六条等离子体带，每条约 65,000 公里（40,000 英里）宽，横跨太阳表面，每条带都比周围区域移动得稍微快一些。（相比之下，整个太阳直径为 139 万公里，或 864,000 英里。）速度差很小，只有大约每小时 15 公里（每小时 10 英里），但它似乎很重要。同样来自斯坦福大学的克雷格·德福雷斯特指出，太阳黑子往往形成于这些带的边界。他推测，微小的速度不平衡可能会在太阳的导电材料中产生显着的磁效应。

尽管天文学家十多年前就对这种流动的存在有所了解，但 SOHO 的仪器才得以确定它们的真实范围。斯坦福大学的研究小组发现，太阳信风至少到达地表以下 18,000 公里（12,000 英里）。此外，它们不会停留在原地。在 11 年的周期中，等离子体带从中间纬度向太阳赤道迁移。在地球上盛行的截然不同的条件下，信风相当稳定地保持在原地，但整体运动大致相似。这种环流模式也让人想起木星上形成突出带状图案的风。

在目前一轮 SOHO 研究中，又出现了一个奇怪的现象。太阳的外层作为一个整体循环：至少到达 25,000 公里（15,000 英里）深度的所有物质都稳步地从赤道向两极漂移。以大约每小时 80 公里（每小时 50 英里）的速度，太阳漂移在大约一年内将赤道上的物质带到两极。奇怪的是，运动方向与太阳黑子和信风的流动方向相反，后者似乎扎根于不同的环流模式。因此，“太阳黑子有点像逆风航行的船只，”德福雷斯特说。“当它们分解时，我们可以看到被极地流捕获并带走的碎片。”

这些最新的发现不太可能具有直接的实际意义，但它们确实标志着对我们这颗恒星曾经神秘的内部运作的理解迅速提高。这种知识在“太空天气”这个新兴领域中已经证明是有价值的——预测行星际磁暴，从而保护卫星、通信设备和电源免受太阳变化的影响。

而且这正及时：下一个太阳极大期将在 1999 年出现。