新研究表明：太阳没有看上去那么大

skystar

一项新的研究声称，太阳也许比我们过去认为的要小一点。如果这个结论正确的话，太阳的其他性质，比如它内部的温度和密度，也会和以前公认的数据有所出入。理解太阳的内部性质非常重要，可以帮助科学家准确预报空间天气，回答有关太阳系的许多问题。
太阳没有固态表面，完全是个大“气球”。太阳的大气只比核心稀薄一点，透明一些。因此，太阳的“表面”实际上指的是太阳大气中那层不透光的表面。科学家通过望远镜观察太阳，测出了太阳圆面的中心到“边缘”（即太阳亮度突然下降的地方）的距离。测得的结果是，太阳直径695,990千米，大约是地球半径的109倍。
测量太阳大小的另一种完全不同的方法，利用了太阳表面一种被称为“f模式”的重力波，这些波纹在太阳表面荡漾，就像地球上海洋里的水波。

两个直径

理论预言，这种波应该只出现在太阳的不透明表面，对它们进行观测就可以测量太阳的直径，因为它们的波长与它们到太阳中心的距离紧密相关，而且两者之间的关联也是理论可以预言的。

不过科学家们多年来一直困扰不已，因为两种方法得出了两个不同的结果。后一种方法得出的太阳直径约为695,700千米，比前一种方法少了300千米。

尽管两者之间的差异只有0.04%，但科学家们在使用所谓的“日震学”（helioseismology），也就是通过观察太阳表面振荡的声波来研究太阳内部结构时，这样的差异足以产生不可忽视的影响。

通过日震学研究太阳非常重要，可以帮助科学家了解太阳磁场的源头。正是这些磁场产生了太阳表面的黑子，进而影响了地球周围的空间环境。

日震学还能帮助科学家揭开太阳系的一些谜团。比如，这种技术曾在破解太阳中微子失踪谜案中立下奇功，明确排除了太阳内部异常造成中微子神秘消失的假设。

真正的差异

现在，对光线在太阳大气层中传播过程所作的新的计算，也许揭开了太阳半径差异的真正原因。计算结果表明，后一个测量结果才是太阳真实的直径。这一计算是由瑞士达沃斯世界辐射中心的Margit Haberreiter领导的一个小组完成的。

这个小组使用计算机软件模拟了阳光在太阳大气层中的传播过程，重新计算了日面亮度突然下降的准确位置。这个软件是由Haberreiter和她在世界辐射中心的同事Werner Schmutz合作编写的。

他们的结果表明，太阳大气层变得不透明的位置，与观测者看到的日面亮度突然下降的位置，确实存在着细微的差别。按照他们的计算结果，亮度突然下降的地方要比太阳大气不透明表面（即“f模式”重力波则出现的位置）高出333千米。

这些研究人员说，那些建立在前一种太阳半径基础上的理论模型都必须进行修正。研究小组成员、美国加利福尼亚州斯坦福大学的Alexander Kosovichev说，更精确的太阳半径数值，可以让科学家更准确地理解太阳的内部结构。

仍需完善

Kosovichev说：“这让我们可以更加精确地计算太阳内部结构，并与日震学获得的观测结构进行比对，了解更多有关太阳构造的知识。”他还指出，最近的观测暗示太阳的含氧量只有以前所认为的一半，这似乎与日震学声波研究的结果相矛盾，这说明“太阳的内部仍然有一些需要我们进一步研究的东西”。

美国康涅狄格州纽黑文市耶鲁大学的Sarbani Basu评论说，Haberreiter小组的结论是否正确现在还无法定论。不过她也同意，更准确的太阳半径数据可以让科学家更可信地计算太阳内部的环境。她说：“对于太阳来说，我们的测定必须十分精确，就算只差了几百公里，也会造成很大的影响。”