黑洞
黑洞是一種引力極強的天體,就連照射到它表面上的光都無法逃脫,因此我們無法直接觀察到黑洞,只能依靠推理來證實它的存在。
一般認為,當一顆恆星衰老時,它的熱核反應已耗盡了中心的燃料,它再也沒有足夠的力量來承擔外殼巨大的重量。在外殼的重壓下,核心開始坍縮、收縮,併發生強力爆炸。由於重量的原因,物質會無限制地向中心進軍,使其被壓縮成一個體積趨向於零,密度趨向於無限大的點,既為黑洞。
黑洞質量之大超乎想象,宇宙中大部分星系,包括我們居住的銀河系中心都隱藏著超大質量的黑洞,從100萬個太陽質量到100億個太陽質量不等。
科學家認為,黑洞的形成跟白矮星和中子星類似,也是由恆星演化而來。當一顆恆星到了年老的時候,它的燃料已經消耗光了。這時,中心的能量已經無法再提供力量來支撐起巨大的外殼,所以在外殼的重壓之下,核心會迅速坍縮,直到最後形成一個體積更小、密度更大的星體。根據科學家的計算,當這個星體的總質量大於三倍太陽的質量時,就會引發第二次大坍縮。這次坍縮的程度大得驚人,它會使周圍的物質繼續向著中心點進軍,直至成為一個體積趨於零、密度趨向無限大的“點”。這個“點”會具有強大的引力,當這種引力大到連光都能夠吸引的時候,黑洞就誕生了。
另外,據推論,宇宙中甚至存在與黑洞相反的白洞,它拒絕任何外來者,只允許自己的物質和能量向外輻射,但它本身的強大引力,也會將塵埃、氣體和能量吸引到自己旁邊,形成一個“物質膜”像個大包裹。而宇宙間物質相對稀少的區域則被稱為空洞。空洞的密度只及正常星系密度的1/25,其空間尺寸可大到幾億光年。
太陽黑子
太陽光球就是我們平常所看到的太陽圓面,通常所說的太陽半徑也是指光球的半徑。光球層位於對流層之外,屬太陽大氣層中的最低層或最裡層。光球的表面是氣態的,其平均密度只有水的幾億分之一,但由於它的厚度達500千米,所以光球是不透明的。光球層的大氣中存在著激烈的活動,其著名的活動之一就是太陽黑子。
太陽黑子是光球層上出現的黑色的斑點。這些斑點的黑是相對而言,因為光球層的有些區域溫度相對比較低,大概在4000℃左右,而周圍的溫度卻在6000℃左右。
因為太陽黑子是在太陽大氣中形成的,所以它是一種巨大的旋渦狀氣流。但這種旋渦狀氣流的大小、多少、位置和形態等,每天都會發生變化。太陽黑子也是光球層物質劇烈運動形成的區域性強磁場區域,是光球層活動的重要標誌。
長期觀測太陽黑子就會發現,有的年份黑子多,有的年份黑子少,有時甚至連續幾天、幾十天太陽面上都沒有黑子。天文學家們早已注意到,太陽黑子從最多(或最少)的年份到下一次最多(或最少)的年份,大約相隔11年。也就是說,太陽黑子有平均為11年的活動週期,這也是整個太陽的活動週期。天文學家把太陽黑子最多的年份稱為“太陽活動峰年”,把太陽黑子最少的年份稱為“太陽活動寧靜年”。
太陽耀斑
太陽耀斑也是太陽的一種劇烈活動。
緊貼光球以上的一層大氣稱為色球層,平時不易被觀測到,過去這一區域只是在日全食時才能被看到。當月亮遮掩了光球明亮光輝的一瞬間,人們能發現日輪邊緣上有一層玫瑰紅的絢麗光彩,那就是色球。色球層厚約8000千米,它的化學組成與光球基本上相同,但色球層內的物質密度和壓力要比光球低得多。耀斑就發生在色球層中,所以也叫“色球爆發”。耀斑的壽命在幾分鐘到幾十分鐘之間,在此期間其亮度上升迅速,但下降較慢。在太陽活動峰年,耀斑會出現得很頻繁,並且強度會增強。
儘管耀斑在地球上看到的只是一個發亮的小斑點,但它在太陽上卻是一次驚天動地的大爆發在這樣的爆發中,耀斑釋放的能量相當於10萬至100萬次強火山爆發的總能量,或相當於上百億枚百噸級氫彈爆炸的能量。耀斑出現時會有很強的輻射,並且輻射種類很多,除可見光外,有紫外線、X射線和伽馬射線,有紅外線和射電輻射,還有衝擊波和高能粒子流,甚至有能量特高的宇宙射線。