傾聽太陽的心跳
日震學家們又捕捉到了一種發生在太陽表面的振動， 終於有望揭開太陽內部動力機制的面紗了。
正如地球物理學通過研究地震波來探察地球核心結構一樣，
上的星體低頻振盪探測儀高爾夫10年來的工作。 可以說， 由法國和西班牙共同研製的這台探測儀圓滿完成了任務!研製該儀器的國際團隊在法國原子能總署薩克萊研究中心天體物理部太陽物理專家拉斐爾·加西亞和西爾萬娜·蒂爾克·謝茲的領導下， 通過對探測儀觀測資料的分析， 終於找到了他們一直在尋找的東西：太陽表層的一種新的振動， 能夠揭示日核奧秘的振動!他們由此發現， 日核的轉速比輻射區快3倍-5倍(輻射區是指日核與日表下沸騰的對流區之間密度和溫度都極高的區域)。
尼斯大學天體物理實驗室的天體物理學家、日震學的先驅之一埃裡克·福薩回憶道：“早在20世紀60年代， 我們就已經探測到太陽的振盪， 但還無法精確測量其頻率。
當時我們就想到或許可以搞一門日震學， 但也知道這必須以長時間的觀測為基礎。 ”1979年， 埃裡克·福薩和他在法國藍色海岸天文臺的同行， 同樣也是天體物理學家的熱拉爾·格萊克在南極對太陽進行了連續6天的觀測， 真正開創了日震學的紀元。
埃裡克·福薩指出，
在不到30年的時間內，
這個全新的學科證實了“太陽的主要物理參數和研究模型”，
體現出它的價值和潛力。
他還表示：“通過日震學，
現在我們已經確定了太陽對流區和輻射區的界限所在：太陽半徑的0，
713倍處。
小數點後3位的精確度啊!真是讓人難以置信!”
那麼， 對太陽的觀測是怎樣為我們提供有關其內部結構及活動機制的精准資訊的呢?
20世紀60年代初剛探測到太陽振動的時候， 天體物理學家馬上就明白了它的形成原理。 埃裡克·福薩解釋說：“在我們這個恒星的內部， 只可能有兩種回復力形成這種振盪， 那就是壓力和重力。 ”當這兩種回復力打破原有的平衡時， 會分別形成壓力波和重力波。這兩種不同類型的波在太陽內部擴散，以它們特有的模式形成共振，使星球像一個巨大的共鳴箱一樣振動起來。通過研究這些共振模式，天體物理學家就能更好地理解波是如何在太陽內部擴散的，從而對其內部結構及動力機制進行推斷。
專家們從一開始就測到了壓力波的共振模式。那是一種聲學模式：壓力波在擴散過程中反復使氣體膨脹和壓縮。而且早在1979年，專家們就瞭解了它們的來源。拉斐爾·加西亞解釋道：“這些聲波是由運動到太陽表面的巨大氣泡爆裂導致的——這裡涉及的是表面對流。
我們所要偵測的正是這些氣泡破裂產生的聲波，那就好比要監聽水滴落在水塘上發出的聲音。”在實際操作中，為了估測這種來自太陽內部的聲音，“高爾夫”對太陽脈動進行了極為精確的測量。這種脈動極其微弱，速度僅為每秒幾十釐米，週期不過幾分鐘。借助這些測量結果，日震學家就可以推測壓力波的軌跡，從而窺探到太陽內部的資訊。“這些聲學共振使我們得以確定聲波在太陽內部的傳播速度。”西爾萬娜·蒂爾克·謝茲明確地指出：“而太陽是一個氣體星球，因此我們就能順藤摸瓜，確定相關的壓力和密度，並間接地瞭解其內部溫度。”日震學的主要成就全部來自這種方法。利用這種方法，今天我們已經完全有可能在太陽背面的黑子變得可見之前就將它們定位。這一點意義重大。因為我們知道，黑子引起的太陽爆發對太空人和人造衛星的安全是一種潛在的危脅。
不過對太陽其他一些物理特性的研究，光使用這一方法我們還是兩眼一抹黑。因為太陽內部的動力機制只有通過研究重力波的共振模式才能探明，但重力波的共振模式要比壓力波的共振模式難測得多。“重力波導致太陽表面以每秒幾毫米的速度波動，而且波動週期為數小時!”拉斐爾，加西亞解釋道。現在，就算天體物理學家之前從來沒有觀測到重力波的共振模式，但借助理論模型，他們也知道自己必須研究什麼。“重力波是在對流區和輻射區的交界處產生的。當對流區的氣泡進入物質密度更高的輻射區時，浮力構成的回復力便引發振動。這就像‘一石激起千層浪’，那些波浪就相當於重力波。”
只是這些“波浪”在穿過對流區時被大大削弱，從而淹沒在太陽表面的一片沸騰之中——這也就難怪研究人員採集了整整10年的資料才把這些信號從喧鬧的環境噪音中剝離出來。而今天，對重力波共振模式的探測使太陽的核心機密逐步暴露在我們眼前。通過對首批探測資料的仔細分析，日震學家對太陽核心的高速旋轉已經有了初步認識。拉斐爾，加西亞興奮地說：“確定太陽核心的轉速非常重要，因為它是太陽形成階段留下的遺跡，通過對它的瞭解我們就能獲得有關太陽系形成的資訊。”而且天體物理學家並不滿足於此，因為有關重力波共振模式的精確研究或許會成為一個真正的資訊寶庫，正如西爾萬娜·蒂爾克·謝茲所說：“得益於SOHO的觀測，近幾年我們終於明白太陽活動、黑子爆發、太陽磁場等諸多現象全都來自於太陽內部。而對重力波共振模式的研究恰恰可以使我們深入太陽的內部結構，今後的研究必定會更加細緻、精確。”
會分別形成壓力波和重力波。這兩種不同類型的波在太陽內部擴散，以它們特有的模式形成共振，使星球像一個巨大的共鳴箱一樣振動起來。通過研究這些共振模式，天體物理學家就能更好地理解波是如何在太陽內部擴散的，從而對其內部結構及動力機制進行推斷。專家們從一開始就測到了壓力波的共振模式。那是一種聲學模式：壓力波在擴散過程中反復使氣體膨脹和壓縮。而且早在1979年，專家們就瞭解了它們的來源。拉斐爾·加西亞解釋道：“這些聲波是由運動到太陽表面的巨大氣泡爆裂導致的——這裡涉及的是表面對流。
我們所要偵測的正是這些氣泡破裂產生的聲波，那就好比要監聽水滴落在水塘上發出的聲音。”在實際操作中，為了估測這種來自太陽內部的聲音，“高爾夫”對太陽脈動進行了極為精確的測量。這種脈動極其微弱，速度僅為每秒幾十釐米，週期不過幾分鐘。借助這些測量結果，日震學家就可以推測壓力波的軌跡，從而窺探到太陽內部的資訊。“這些聲學共振使我們得以確定聲波在太陽內部的傳播速度。”西爾萬娜·蒂爾克·謝茲明確地指出：“而太陽是一個氣體星球，因此我們就能順藤摸瓜，確定相關的壓力和密度，並間接地瞭解其內部溫度。”日震學的主要成就全部來自這種方法。利用這種方法，今天我們已經完全有可能在太陽背面的黑子變得可見之前就將它們定位。這一點意義重大。因為我們知道，黑子引起的太陽爆發對太空人和人造衛星的安全是一種潛在的危脅。
不過對太陽其他一些物理特性的研究，光使用這一方法我們還是兩眼一抹黑。因為太陽內部的動力機制只有通過研究重力波的共振模式才能探明，但重力波的共振模式要比壓力波的共振模式難測得多。“重力波導致太陽表面以每秒幾毫米的速度波動，而且波動週期為數小時!”拉斐爾，加西亞解釋道。現在，就算天體物理學家之前從來沒有觀測到重力波的共振模式，但借助理論模型，他們也知道自己必須研究什麼。“重力波是在對流區和輻射區的交界處產生的。當對流區的氣泡進入物質密度更高的輻射區時，浮力構成的回復力便引發振動。這就像‘一石激起千層浪’，那些波浪就相當於重力波。”
只是這些“波浪”在穿過對流區時被大大削弱，從而淹沒在太陽表面的一片沸騰之中——這也就難怪研究人員採集了整整10年的資料才把這些信號從喧鬧的環境噪音中剝離出來。而今天，對重力波共振模式的探測使太陽的核心機密逐步暴露在我們眼前。通過對首批探測資料的仔細分析，日震學家對太陽核心的高速旋轉已經有了初步認識。拉斐爾，加西亞興奮地說：“確定太陽核心的轉速非常重要，因為它是太陽形成階段留下的遺跡，通過對它的瞭解我們就能獲得有關太陽系形成的資訊。”而且天體物理學家並不滿足於此，因為有關重力波共振模式的精確研究或許會成為一個真正的資訊寶庫，正如西爾萬娜·蒂爾克·謝茲所說：“得益於SOHO的觀測，近幾年我們終於明白太陽活動、黑子爆發、太陽磁場等諸多現象全都來自於太陽內部。而對重力波共振模式的研究恰恰可以使我們深入太陽的內部結構，今後的研究必定會更加細緻、精確。”