火河

幾年前，研究人員宣佈他們在太陽上發現了水的痕跡。斯坦福大學的一個團隊更進一步，在太陽上發現了整條河流。當然，這些不是我們熟悉的河流；相反，它們是構成太陽的熾熱等離子體（帶電氣體）中巨大的、蜿蜒的流動。這項出人意料的發現正在幫助天文學家填補他們對導致太陽活動週期性和有時劇烈變化的流程的理解。

監測太陽的環流是一個困難的過程。沒有云可以追蹤，沒有地標可以依靠。但是，斯坦福大學的太陽振盪研究小組擁有一件強大的工具：太陽和太陽層觀測站 (SOHO) 上的邁克爾遜多普勒成像儀。該儀器每分鐘可以測量太陽上大約一百萬個點的上下運動。然後，科學家們分析這些資料，以推斷不僅發生在太陽表面，而且發生在太陽深處的運動。這種重建過程被稱為太陽地震學，類似於地球物理學家透過研究地震波來推匯出地球內部資訊的方式。

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去年，斯坦福大學的菲利普·H·舍勒及其同事利用 SOHO 的資料，確定了驅動太陽 11 年活動週期的磁發電機的位置。在“太陽極大期”，太陽黑子和耀斑更加豐富。這些現象會干擾衛星通訊並導致電力中斷。太陽週期還與太陽亮度的微小變化有關；一些科學家懷疑，在更長的時間跨度內會出現更顯著的波動。舍勒的研究結果證實了太陽週期起源的主流理論，並表明負責的湍流運動集中在太陽表面以下約 210,000 公里（135,000 英里）的區域。

新的結果進一步揭示了太陽的複雜運動。斯坦福大學的傑斯珀·舒解釋說，河流般的流動“完全發生在太陽內部”，“它在表面上看不到。” 但是，邁克爾遜多普勒成像儀鎖定了這種流動，揭示它沿著太陽極地附近（大約在緯度 75 度）環形的路線流動。這種流動可能與新太陽週期的開始有關。舍勒將它比作地球的噴射氣流，它們也遵循類似的形態，儘管“它們與地球上的大氣噴射氣流相比是巨大的，”他指出。

另一個新發現的環流模式——這個模式與地球的信風大致相似——出現在太陽表面。總的來說，太陽在赤道的自轉速度比在兩極快（天文學家透過觀察太陽黑子在太陽圓盤上的運動已經知道這一點幾個世紀了）。但 SOHO 的資料顯示了一個更復雜的模式。六條等離子體帶，每條約 65,000 公里（40,000 英里）寬，橫跨太陽表面，每條帶都比周圍區域移動得稍微快一些。（相比之下，整個太陽直徑為 139 萬公里，或 864,000 英里。）速度差很小，只有大約每小時 15 公里（每小時 10 英里），但它似乎很重要。同樣來自斯坦福大學的克雷格·德福雷斯特指出，太陽黑子往往形成於這些帶的邊界。他推測，微小的速度不平衡可能會在太陽的導電材料中產生顯著的磁效應。

儘管天文學家十多年前就對這種流動的存在有所瞭解，但 SOHO 的儀器才得以確定它們的真實範圍。斯坦福大學的研究小組發現，太陽信風至少到達地表以下 18,000 公里（12,000 英里）。此外，它們不會停留在原地。在 11 年的週期中，等離子體帶從中間緯度向太陽赤道遷移。在地球上盛行的截然不同的條件下，信風相當穩定地保持在原地，但整體運動大致相似。這種環流模式也讓人想起木星上形成突出帶狀圖案的風。

在目前一輪 SOHO 研究中，又出現了一個奇怪的現象。太陽的外層作為一個整體迴圈：至少到達 25,000 公里（15,000 英里）深度的所有物質都穩步地從赤道向兩極漂移。以大約每小時 80 公里（每小時 50 英里）的速度，太陽漂移在大約一年內將赤道上的物質帶到兩極。奇怪的是，運動方向與太陽黑子和信風的流動方向相反，後者似乎紮根於不同的環流模式。因此，“太陽黑子有點像逆風航行的船隻，”德福雷斯特說。“當它們分解時，我們可以看到被極地流捕獲並帶走的碎片。”

這些最新的發現不太可能具有直接的實際意義，但它們確實標誌著對我們這顆恆星曾經神秘的內部運作的理解迅速提高。這種知識在“太空天氣”這個新興領域中已經證明是有價值的——預測行星際磁暴，從而保護衛星、通訊裝置和電源免受太陽變化的影響。

而且這正及時：下一個太陽極大期將在 1999 年出現。