1976年,美国青年天文学家埃迪提出,平均11年周期并非是太阳活动的基本规律,从而引起至今还没有停息的激烈争论.一波未平,一波又起,1979年,他再次发表爆炸性意见:太阳在不断地收缩,每百年角直径缩小2.25角秒.
太阳圆面的角直径平均是1919.26角秒,照此说来,每百年太阳只缩小直径的850分之一,可说是很不显眼的一点.折合成米来计算的话,也就是每天太阳直径缩小4.5米弱.对于直径约139.2万公里的太阳来说,确实是微乎其微.
不过,这也不容忽视.日积月累的结果,问题就大了.如果照此下去,10万年后会怎么样呢?岂不是太阳会缩小到"消失"不见吗?这样的爆炸性意见自然会引起许多人的极大关注.
埃迪的说法也不是凭空而来的,他主要参考了英国格林尼治天文台的观测资料.根据该天文台1836～1953年共11了年的太阳观测记录,他发现太阳的角直径并非固定不变,而是在不断地减小,并得出了每百年减小2.25角秒的结论.此外,他另有证据:(l)美国海军天文台从1846年以来100多年间的观测资料,同样表明太阳在收缩;(2)1567年4月9日曾发生过一次日环食,这是有历史记载可查的.
可是,有人计算得出那本该是一次日全食.这是怎么回事呢?埃迪对此作了解释:1567年时的太阳要比现在的大一些,用现在的眼光和对太阳的认识来看到那时应发生日全食,而实际是日环食,就是这个道理.
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相反的意见
埃迪主要依靠的那些格林尼治观测资料可信吗?这是许多人首先提到的.
1836年前后那个时代,位于伦敦东南方向的格林尼治天文台,离城市比较远,空气清新,透明度很好.此后的一个世纪里,伦敦城以越来越快的速度扩大,人口增加,烟雾增多,严重影响观测,原来看起来明亮的太阳及其清晰的轮廓,也变得暗淡和模糊了.在这种情况下,觉得太阳似乎比过去小了些,这是完全可能的.顺便说一下,正是由于扩大了许多的伦敦城对天文观测的影响太大了,实在无法再容忍下去,建立已有200多年的格林尼治天文台,不得不于1948年搬迁到更南的苏塞克斯郡的赫斯特蒙苏城堡去,而仍旧沿用格林尼治天文台的名称.
再说,曾经对太阳作过精细观测的天文台远非三两个,负有盛名的德国哥廷根天文台就是其中之一.它于1756～1760年就用当时第一流的望远镜作过观测,这些宝贵资料一直很好地保存着.待到太阳是否在缩小的争论正热火朝天的时候,哥廷根天文台的工作人员再次拿来进行细致的归算,得到的结果是太阳角直径为1920.32角秒,误差估计最多不会超过上下各13角秒.
也就是说,200多年来太阳的大小基本上没有变化.退一步说,这至少要比埃迪所说的100多年间的太阳小了2.25角秒的数值要小得多.
观测内行星凌日可以精确地推算出太阳的角直径.金星凌日和水星凌日按理都可以加以利用,但金星凌日的机会不多,上两次分别在1874年和1882年,而下两次将在2004年和2012年发生.水星凌日的机会较多,平均每世纪发生13次,从1677年的那次算起,到本世纪80年代末,总共发生过42次水星凌日,天文学家掌握着大量的观测资料.
水星凌日时,从地球上看起来,它就像个很小的黑点子在太阳面上缓慢地移动着,从太阳的一处边缘进入日面到从另一边退出日面,往往得花好几个小时.根据300多年的水星凌日精确记录,主要是它接触和离开日面的精确时刻,天文学家发现太阳的大小没有什么显著变化,要说有小小变化的话,那并非太阳的收缩,而是太阳角直径似乎增大了那么一点点.
不管怎么说,埃迪的论点并没有说服人,而其他人提出的反对理由强而有力,针锋相对.历史资料是如此.当代的资料也是如此,就在埃迪于1979年提出它的观点之后两年,即1981年7月,英国科学家帕克斯利用一次日全食的机会,进行了相关的观测,经过计算,他得出的太阳角直径为1919.16角秒,比现在采用的数值小0.10角秒左右.而比200多年前的数值大0.10角秒左右.这样的测量误差完全在允许范围之内.结论应该是:在最近两个多世纪中,太阳的大小基本没有改变,至少没有像埃迪所说的改变得那么多.
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日食作证
利用日食来验证太阳角直径的大小,是个聪明和简单易行的办法.日食时,月球影子投在地面上时形成一条窄而长的影子带,如果这是一次日全食,影子带被称做全食带,在全食带的人看到的是壮丽的日全食奇观;如果是一次日环食,就叫环食带.
全食带也好,环食带也好,如果能够把食带两个边的位置测得很准,准到误差不大于229米,由此反推出来的太阳角直径也将是非常准确的.实践表明,误差不大于229米的要求是比较容易办到的,测出的太阳角直径误差就不大于0.12角秒.
几位科学家主要利用了本世纪70年代的两次日全食观测资料,这两次日全食分别发生在1976年10月23日和1979年2月27日.他们还参考了1715年5月3日日全食的历史记载,因为这次日全食的全食带刚好从英国人口密度很大的地区穿过,曾引起广泛的兴趣.许多目视观察者的叙述成为确定全食带边缘的可靠依据,而这些叙述和观测资料又经过著名天文学家哈雷的整理和分析.一句话,历史记载是可信的、可靠的.
根据这三次相隔264年的日全食观测资料,得出的结果表明,其间太阳角直径缩小了0.68角秒,相当于每世纪0.26角秒,几乎只及埃迪数值的1／10.
1987年9月23日,在我国境内可以看到一次机会相当不错的日环食,上海天文台组织了两个观测小组,分别监测环食带的两处边缘.精心的观测以及后来将结果与美国海军天文台等一起合作归算,得出本次日食时的太阳直径改正数为—0.22角秒,比先前的一些观测要精确得多了.把它与1715年的资料相比,表明在1715～1987年的272年间,太阳直径缩小约820公里,即每天缩小约8米.尽管有关研究人员还不能对太阳直径缩小的真正原因提出有说服力的解释,很明显的是,这个数值只及埃迪数值的1／5还不到.
法国巴黎天文台太阳物理实验室的科学家们另有新说,他们在系统地分析历史资料的基础上,得出了太阳角直径过去大、后来小的结论.他们提出至少在1666～1683年的那10多年间,太阳直径比现在要大2.75角秒,后来才逐步变小到现在这样.这个观点与埃迪观点有某些类似的地方,而且把时间往前推了一个半世纪.
总的说来,宇宙间的一切事物,当然也包括我们的太阳在内,都是在不断地变化和发展着的,不可能一成不变地老停留在同一个状态.从这个角度来说,太阳的持续变化是必然的,不变化则是不可能的.
不管太阳是胀、是缩,都是个至关重要的问题,都会关联到诸如太阳的构造、演化,太阳与其他天体的关系等方面,以及影响一系列地球物理过程和现象.至于像埃迪所说的,太阳以那么快的速度收缩,并且一直收缩下去,这种可能性看来是很小、很小.
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太阳在不断地收缩吗?
目前,这个问题还是错综复杂,迷雾重重,难以下断语,还需要长时期地作深入细致的观测和探索工作.最后的结局将如何?现在还难以预料.
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