太阳:我们的恒星

日震学

/ HEE-lee-oh-syz-MOL-uh-jee /

日震学是通过研究太阳如何振动来窥视其内部的科学。正如地质学家靠追踪地震波如何穿过地球来了解地球隐藏的内部,太阳物理学家也靠测量在太阳内部隆隆传播的声波来了解它看不见的内部。

太阳无时无刻不在像一口巨大而温和的钟那样鸣响。它湍急的对流产生出数以百万计的声波,这些声波在它内部来回弹跳,使整个表面极其轻微地一起一伏,其图案大约每五分钟重复一次。这些运动对肉眼来说太过微弱,但仪器能通过精确测量太阳光颜色的微小移动来探测它们,这种移动揭示了表面是朝向还是远离我们运动。声波的速度由它所经过之处的温度和密度决定,所以只要破译出这些振动的确切组合,科学家就能重建表面之下深处的状况——温度、密度,以及不同层旋转的快慢。

日震学之所以重要,是因为它是唯一能让我们拿太阳内部去对照我们模型的工具,而且它已取得实实在在的成就:它测定了对流区的深度,测出了内部如何旋转,甚至让天文学家能在黑子转到可见一侧之前,就探测到它们正在太阳看不见的背面形成。把同样的思路用到其他恒星上,叫作星震学,如今已能探测整个银河系中恒星的内部。

通过测量声波穿越太阳所需的时间,日震学家测出对流区从表面向下约29%处开始——证实了太阳模型的一项关键预言。

声波是一种探针,它能抵达望远镜无法到达之处——径直深入太阳内部。

太阳的“声音”从不会以声音的形式传到我们这里——太空不传声,而那些波只存在于太阳内部。我们只能把它们探测为表面那微弱的上下起伏。

又称
solar seismology太阳地震学