太陽的形成與恒星能量的來源及太陽的黑子與耀斑

【摘 要】星云說是最廣為接受的太陽形成與演化假說，該假說認(rèn)為太陽是在45.7億年前由一片坍縮的氣體云形成的，當(dāng)氣體云核心溫度上升到1000萬K時(shí)，氫聚變成氦的熱核反應(yīng)就被點(diǎn)燃，太陽便成了恒星;一旦核心的氫消耗殆盡，恒星的生命就將結(jié)束。但有限的氫元素顯然無法滿足如此長(zhǎng)期的熱核反應(yīng)，要維持長(zhǎng)期的熱核反應(yīng)必須從太空中源源不斷地獲得燃料，所以現(xiàn)有的太陽形成假說存在嚴(yán)重缺陷。于是，作者重新研究了月球、地球和太陽的形成過程，發(fā)現(xiàn)了太陽的形成規(guī)律和恒星能量的真正來源，并能科學(xué)地解釋諸如太陽黑子、耀斑、日珥等太陽活動(dòng)現(xiàn)象。

【關(guān)鍵詞】太陽;行星;恒星能量;黑子;耀斑

中圖分類號(hào)： P152 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)： 2095-2457（2019）28-0012-006

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2019.28.004

【Abstract】Nebula theory is the most widely accepted hypothesis about the formation and evolution of the sun.This theory holds that the sun was formed by a collapsed gas cloud 4.57 billion years ago;when the core temperature of the gas cloud rose to 10 million K，the thermonuclear reaction of hydrogen fusion into helium was ignited，then the sun became a star;once the hydrogen in the core is exhausted，the life of the star will end.But the limited hydrogen element obviously cannot satisfy such a long-term thermonuclear reaction，in order to sustain long-term thermonuclear reactions，a steady stream of fuel must be obtained from space.So the existing hypothesis of solar formation has serious defects.Thus the author has studied the formation of the moon，the earth and the sun，and discovered the formation of the sun and the real source of star energy.The author could also explain many solar activity phenomena such as sunspots，flares，prominences，etc.

【Key words】Sun;Formation;Star energy;Sunspots;Flares;Prominences

0 引言

關(guān)于太陽的形成與恒星的演化，人們已提出多種假說[1-2]。其中被廣泛接受的假說是星云說，這種假說認(rèn)為太陽是在大約45.7億年前由一片坍縮的氣體云形成的，在坍縮過程中氣體云內(nèi)部溫度和壓力都不斷地增加，當(dāng)核心溫度上升到1000萬K的時(shí)候，氫聚變成氦的熱核反應(yīng)就被點(diǎn)燃，放出了大量能量，導(dǎo)致周圍的溫度和壓強(qiáng)隨之升高，周圍的氫也開始聚變，由此及彼展開一系列的熱核反應(yīng)便形成了太陽;一旦核心的氫消耗殆盡，恒星的生命就將結(jié)束。但根據(jù)科學(xué)估計(jì)，太陽的熱核反應(yīng)已經(jīng)持續(xù)了大約45.7億年，而且還將延續(xù)50多億年，有限的氫元素顯然無法滿足如此長(zhǎng)期的熱核反應(yīng)，要延續(xù)更長(zhǎng)期的熱核反應(yīng)太陽必須獲得源源不斷的氫氣供給，所以現(xiàn)有的太陽形成假說存在嚴(yán)重缺陷。于是，作者重新研究了月球、地球和太陽的形成過程，發(fā)現(xiàn)了太陽的形成規(guī)律和恒星能量的真正來源，并能科學(xué)地解釋諸如太陽黑子、耀斑、日珥等活動(dòng)現(xiàn)象。

1 地球的演進(jìn)和月球的起源

對(duì)于月球的形成，人們也提出了多種假說[3-6]，包括分裂說、同源說、俘獲說和碰撞說，但它們都一些難以解答的問題，令人難以置信。特別地，對(duì)Apollo月球樣本所作的分析表明月球和地球具有相同的組成，也否定了當(dāng)前最流行的月球形成的碰撞說。

既然月球的大部分物質(zhì)來自地球，地球又不具有足夠的轉(zhuǎn)速來把與地球緊密相連的月球部分隨意拋出去，因此構(gòu)成月球的物質(zhì)應(yīng)該在某種強(qiáng)大力量的作用下從地球射入空中，進(jìn)入繞地球旋轉(zhuǎn)的某些軌道，然后逐漸地積聚成巨大的衛(wèi)星。因此，要找出月球的起源就應(yīng)該從地球上找出這種強(qiáng)大的作用力。事實(shí)上，只要仔細(xì)分析地球的演進(jìn)過程和圈層結(jié)構(gòu)就能找到兩種這樣的強(qiáng)大作用力，它們是火山噴射力和極渦噴射力。

1.1 地球的演進(jìn)過程和圈層結(jié)構(gòu)的形成

最初，在地球形成的過程中，地球一邊繞著太陽旋轉(zhuǎn)，一邊吸附著軌道附近的微塵和氣體，使地球質(zhì)量逐漸增大，大氣層逐漸增厚，并在星子的撞擊或自轉(zhuǎn)不斷加速的太陽的萬有引力的拖曳下漸漸地遠(yuǎn)離太陽。隨著地球質(zhì)量和體積的不斷增加，地球內(nèi)部的熱能不斷積聚，包括地球高速公轉(zhuǎn)引起的氣流摩擦產(chǎn)生的熱能，地球自身引力收縮過程產(chǎn)生的熱能，原始地球內(nèi)部化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生的熱能。正是由于地球原始熱能積聚到一定程度，才使原始地球物質(zhì)發(fā)生了熔融分異，形成了地球的不同圈層：地核，地幔和地殼，如圖1所示。其中地幔的厚度約為2865公里，這是地球內(nèi)部體積最大、質(zhì)量最大的一層。地幔又可分成上地幔和下地幔兩層。一般認(rèn)為上地幔上部存在一個(gè)軟流層，其中主要是巖石熔融后形成的巖漿，這里的溫度約為1100℃—1300℃，在這種高溫環(huán)境下大部分易揮發(fā)成分都已揮發(fā)。

當(dāng)?shù)厍蜻h(yuǎn)離太陽足夠距離時(shí)，地球公轉(zhuǎn)速度變慢，地球降溫，地球周圍形成了越來越厚的大氣層。隨著大氣層中水汽的增加，地球上空時(shí)常成云作雨，降落到地面的雨水又使地球表面逐漸冷卻。當(dāng)?shù)厍虮砻胬淠秊楣虘B(tài)時(shí)，周圍就包圍著一層濃密的大氣?？梢?，地球大氣層也是地球形成和演化的產(chǎn)物，其演化大致經(jīng)歷了原始大氣、次生大氣和現(xiàn)在大氣三個(gè)階段。隨著地球質(zhì)量的增加，大氣層還在逐漸增厚，整個(gè)大氣層隨高度的不同表現(xiàn)出不同的特點(diǎn)，可分成多個(gè)層次[7]，如圖2所示。

1）對(duì)流層——這是大氣圈中最靠近地面的一層，平均厚度為12km。

2）平流層——位于對(duì)流層之上，其上界伸展至約55km處。該層的特點(diǎn)是空氣環(huán)繞地球平穩(wěn)流動(dòng)，適合于星子環(huán)繞地球運(yùn)行。

3）中間層——從平流層頂至85km的范圍為中間層。

4）熱成層——位于85～800km的高度之間。

5）散逸層——800km以上的空間統(tǒng)稱為散逸層。該層大氣稀薄，氣溫高，分子運(yùn)動(dòng)快，地球?qū)怏w分子的吸引力小，因此氣體及微?？娠w出地球引力場(chǎng)而進(jìn)入太空。

隨著大氣層中水汽的增加，地球表面上還逐漸形成了一個(gè)由液態(tài)水和固態(tài)水構(gòu)成的水圈。

1.2 火山噴射

在水圈的形成過程中，地表上不少部位因受到水的長(zhǎng)期侵蝕而破裂，出現(xiàn)連通地幔的裂縫或溶洞。當(dāng)熾熱的巖漿遇到大量滲入水時(shí)會(huì)產(chǎn)生巨大的爆炸氣壓，引起猛烈的火山噴發(fā)。在一些猛烈的火山噴發(fā)過程中，有些諸如火山灰、火山彈和浮石之類的碎屑在巨大的巖漿噴射力的推動(dòng)下可獲得第一宇宙速度以上的飛行速度，從而進(jìn)入繞地球運(yùn)行的軌道，形成一層又一層的環(huán)球“星云”。比如，1815年印度尼西亞坦博拉火山發(fā)生了世界上有歷史記載以來的最大的一次火山爆發(fā)，火山灰柱高達(dá)45公里，上百萬噸火山灰進(jìn)入平流層，隨著大氣環(huán)流散布全球，長(zhǎng)時(shí)間不落，導(dǎo)致全球氣溫平均下降了0.53度，還造成1816年地球沒有夏天，如圖3所示。

專家指出，火山噴發(fā)是唯一能將大量灰塵送入平流層的地表自然活動(dòng)，其噴出的火山灰會(huì)在缺少大氣活動(dòng)的平流層里停留很久，形成彌漫全球大氣的塵埃層。所以月球雛形很可能就形成于平流層，這樣它既不會(huì)被高山峰巔阻擋又不會(huì)被狂風(fēng)暴雨摧毀，還能隨著地球的自轉(zhuǎn)，在萬有引力的牽引下利用平流層氣流的推動(dòng)力輕松地繞地球運(yùn)行，從而在風(fēng)平浪靜的環(huán)境中屈壯成長(zhǎng)。

1.3 極渦的噴射

在地球大氣層形成之后，地表與高空的物質(zhì)交換日益活躍。通過對(duì)流層，地面上的塵埃和氣體可以隨著氣流上升到平流層，匯集到彌漫全球大氣的塵埃層。由于地球自轉(zhuǎn)離心力的作用使地球成長(zhǎng)為赤道隆起、兩極稍扁的球體，使地球兩極位置的半徑小于赤道及其他位置的半徑，而萬有引力和距離的平方成反比。當(dāng)?shù)厍蚩焖僮赞D(zhuǎn)時(shí)，產(chǎn)生的強(qiáng)大離心力使赤道和低緯度地區(qū)上空的云氣容易遠(yuǎn)離其旋轉(zhuǎn)軌道而沿著螺旋軌道向南極或北極移動(dòng)。由于極地位置的萬有引力大于其他位置的萬有引力，因此當(dāng)云氣移到極地上空時(shí)容易被極地的萬有引力吸引住，云氣吸入冷空氣后便凝結(jié)成厚重的云團(tuán)而下沉。許多墜向極地的云團(tuán)隨著地球的自轉(zhuǎn)便形成一股很強(qiáng)的圍繞極地旋轉(zhuǎn)的環(huán)流，即“極地渦旋”，如圖4所示。地球有兩個(gè)較大的渦旋結(jié)構(gòu)，分別位于南極和北極，深度可跨越地球的對(duì)流層和平流層。這種渦旋結(jié)構(gòu)常年存在，在冬季達(dá)到最大強(qiáng)度。當(dāng)北極處于夏季，其渦旋不顯著時(shí)，南極處于冬季，其渦旋顯著;當(dāng)南極處于夏季，其渦旋不顯著時(shí)，北極處于冬季，其渦旋顯著。所以這兩個(gè)渦旋結(jié)構(gòu)具有優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)的作用。

由于卷入極地渦旋的云團(tuán)數(shù)量巨大且以螺旋方式快速旋轉(zhuǎn)，因此可形成一系列寬厚的螺旋云帶，這種云帶不僅便于較重的水滴向下流動(dòng)而且便于電荷的傳遞，可謂是導(dǎo)電性能極佳的電路。另外，由于螺旋云帶上的云團(tuán)數(shù)量巨大且快速旋轉(zhuǎn)，容易發(fā)生劇烈的摩擦和碰撞，不斷地產(chǎn)生猛烈的雷暴，如圖5所示，釋放出巨大的電能，可達(dá)到數(shù)十億到上千億瓦特，使周圍空氣溫度迅速上升至1萬～2萬攝氏度，從而產(chǎn)生劇烈的爆炸，引起渦旋的強(qiáng)烈噴流。由于極渦的深度可跨越地球的對(duì)流層和平流層，因此來自地面上的塵埃和火山灰可以隨極渦的噴流而進(jìn)入平流層以上，為形成于平流層的月球雛形提供源源不斷的物質(zhì)資源。

近年來，俄羅斯科學(xué)家伊戈?duì)枴ぐ汪斀鹄锰柤叭涨驅(qū)犹綔y(cè)器（SOHO），經(jīng)過20多年的觀測(cè)發(fā)現(xiàn)大氣層已擴(kuò)展到地表之上63萬公里[8]。這意味著地球?qū)@個(gè)范圍內(nèi)的大氣分子有顯著的萬有引力作用，所以通過地球自轉(zhuǎn)和萬有引力形成的極渦也可達(dá)到這個(gè)高度。因此，在極渦的強(qiáng)烈噴射過程中來自地面的一些塵埃和火山灰可能被射入到60多萬公里的高空中，從而可以為活動(dòng)在大氣層內(nèi)的月球提供物質(zhì)資源。

1.4 月球的形成與變軌

根據(jù)已知的“塵粒碰撞吸積形成星子，星子碰撞吸積形成衛(wèi)星或行星”的一般原理，不難知道月球的形成過程[6]。

由于地球極渦的不斷噴射和火山的頻繁噴射，地球大氣層里含有大量的射入物質(zhì)，如塵埃、火山灰、水蒸氣、SO2形成的氣溶膠等，此外還有其他星際物質(zhì)，這些物質(zhì)隨著地球自西向東轉(zhuǎn)而逐漸地形成環(huán)繞地球的“星云”，其中環(huán)繞地球同一軌道的順行塵粒和星子多于逆行塵粒和星子。因此，順行星子可以吸積更多的順行塵粒或星子，碰撞更少的逆行塵?；蛐亲?，因而更容易成長(zhǎng)為月球。這就是為什么月球是順行衛(wèi)星的原因。

由于月球雛形形成于平流層附近，它不斷地碰撞和吸積軌道附近的這些物質(zhì)而變得越來越大，并在順行星子的撞擊下漸漸地遠(yuǎn)離地球，成為今天龐大的月球。

另外，在地球繞太陽運(yùn)行的過程中，地球會(huì)不斷地吸積軌道附近的物質(zhì)而使地球的質(zhì)量不斷增加。隨著地球質(zhì)量的增加，地球核心巖層受壓升溫，逐漸融化成巖漿;當(dāng)大量巖漿遇到外部滲入水時(shí)，就會(huì)被冷卻凝固，使地球體積發(fā)生收縮，但保持地球原有角動(dòng)量不變，這也會(huì)使地球自轉(zhuǎn)加速，從而使月球繞地球的公轉(zhuǎn)速度相應(yīng)增加，最終使月球遠(yuǎn)離地球。此外，一些強(qiáng)烈地震也是由于地球內(nèi)部巖漿遇到大量外部滲入水而引起氣體大爆炸造成的。在這種地震過程中地球內(nèi)部熔融物質(zhì)被冷卻凝固，使地球體積發(fā)生收縮，但保持地球原有角動(dòng)量不變，從而使地球自轉(zhuǎn)加速。例如，2011年3月日本東北部海岸發(fā)生的9.0級(jí)大地震，使地軸偏移了25厘米，并使地球自轉(zhuǎn)速度加快了一些[9][10]。地球自轉(zhuǎn)的加速，無疑會(huì)使月球繞地球的公轉(zhuǎn)速度相應(yīng)增加，最終使月球遠(yuǎn)離地球。

由于同樣的原因，一批又一批地球噴射物質(zhì)或星際物質(zhì)被傳送至月球，使月球在40億年中成為一個(gè)質(zhì)量巨大的衛(wèi)星。

2 太陽的形成和演進(jìn)及恒星能量的來源

由于太陽繞銀河系中心旋轉(zhuǎn)，因此可以推斷它原來是由銀河系中心某個(gè)母星產(chǎn)生的一個(gè)衛(wèi)星，正如月球是由地球產(chǎn)生的那樣。所以，太陽由起初的衛(wèi)星演變成當(dāng)今的主序星經(jīng)歷了多個(gè)階段[6]。

2.1 由衛(wèi)星到行星

當(dāng)早期的太陽還是月亮大小的衛(wèi)星時(shí)，其軌道離母星很近，它幾乎被其母星同步鎖定，無法繞其自身軸轉(zhuǎn)動(dòng)。但隨著順行星子的頻繁撞擊及其母星不時(shí)地收縮從而自轉(zhuǎn)逐漸地加速，它的公轉(zhuǎn)速度也會(huì)相應(yīng)增加，從而向外移動(dòng)，擴(kuò)大其與母星之間的距離。另外，在該衛(wèi)星繞其母星旋轉(zhuǎn)的過程中，它不斷地吸積軌道附近的星云物質(zhì)而變得越來越大，衛(wèi)星內(nèi)部的熱能也不斷積聚，當(dāng)積聚到一定程度時(shí)，內(nèi)部物質(zhì)發(fā)生了熔融分異，形成了不同圈層：核，幔和殼。

當(dāng)該衛(wèi)星成長(zhǎng)為接近地球大小的行星時(shí)，它便能從宇宙空間中吸收大量的水氣和其他氣體來形成自己的大氣層，包括對(duì)流層和平流層，甚至還可以形成大的水圈。當(dāng)它的母星變成發(fā)光發(fā)熱的恒星時(shí)，由于它繞其母星按反時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)，該行星上靠近母星的那一面受到來自母星陽光的照射，使該面的溫度高于背面的溫度，從而使該面蒸發(fā)起更多的水氣，甚至形成撞擊高山的巨云或橫掃大地的風(fēng)暴。因此，在該行星繞母星旋轉(zhuǎn)的過程中，該行星上靠近母星的那一面比另一面受到更大的空氣阻力，從而使該行星由西向東自轉(zhuǎn)。另外，隨著行星與母恒星距離的增大，它們之間的萬有引力變小，也使行星自轉(zhuǎn)加速。

由于行星自轉(zhuǎn)離心力的作用使行星成長(zhǎng)為赤道隆起、兩極稍扁的球體。行星赤道半徑大于兩極及其他位置的半徑，而萬有引力和距離的平方成反比，所以越靠近赤道物體受到的萬有引力越小，從而在赤道附近射出的物質(zhì)容易獲得足夠的速度，進(jìn)入繞行星旋轉(zhuǎn)的軌道。另外，赤道地區(qū)受母恒星輻射強(qiáng)烈，蒸發(fā)起來的水氣較多，容易成云作雨，而高緯度地區(qū)氣溫較低，下雨也少。因此，赤道地區(qū)比其他地區(qū)受到水的侵蝕更早和更嚴(yán)重，更容易發(fā)生火山噴發(fā)，而且噴發(fā)得更早、更頻繁和更猛烈。在一些猛烈的火山噴發(fā)過程中，一些火山灰和碎屑可以獲得足夠的速度，進(jìn)入繞行星旋轉(zhuǎn)的軌道，成為凝聚衛(wèi)星的物質(zhì)。另外，快速旋轉(zhuǎn)的行星都有自己的極渦，其深度可跨越行星的對(duì)流層和平流層，來自行星表面的塵埃和火山灰可以隨極渦的噴流而進(jìn)入平流層以上，為形成于平流層的衛(wèi)星源源不斷地提供物資。由于低緯度地區(qū)平流層較厚，高緯度地區(qū)平流層較薄，因此環(huán)繞行星的衛(wèi)星多形成于赤道面附近，而且其中一些衛(wèi)星就在這樣的軌道平面中演變成行星的。這就是為什么八大行星的軌道幾乎位于同一個(gè)平面，而且該平面與赤道面的夾角很小[11]。

2.2 由行星到恒星

原太陽由一個(gè)體積和質(zhì)量都很小的衛(wèi)星演變成地球大小的行星后，產(chǎn)生了它的部分衛(wèi)星，但它仍然圍繞著母恒星旋轉(zhuǎn)，不斷地吸積軌道附近的“星云”物質(zhì)而變得越來越大，并在星子撞擊或自轉(zhuǎn)逐漸加速的母星萬有引力的帶動(dòng)下漸漸地遠(yuǎn)離母星。后來它還可能遇到了一些通過變軌從后面追趕上來的小行星的撞擊，使它成長(zhǎng)為質(zhì)量和木星相當(dāng)?shù)木扌?。由于木星的質(zhì)量巨大，能吸引各種氣體分子，形成濃厚的大氣層，并且在自轉(zhuǎn)的過程中可形成強(qiáng)大的極渦，這種極渦能形成強(qiáng)大的螺旋電流，產(chǎn)生強(qiáng)大的偶極磁場(chǎng)，如圖6所示。因此，原太陽演變成木星大小的行星后，也有一系列的強(qiáng)大極渦。

盡管木星的質(zhì)量大到足以吸引和穩(wěn)住大氣層中的氫氣，使得木星中氫元素的質(zhì)量比達(dá)到75%，和太陽中氫元素的質(zhì)量比相當(dāng)，但木星上缺少氧化劑，無法直接燃燒。木星大氣表層壓強(qiáng)與一個(gè)地面標(biāo)準(zhǔn)大氣壓相當(dāng)，溫度是-168℃，而內(nèi)部壓強(qiáng)約4000萬個(gè)大氣壓，溫度是28萬度，但還不能直接被引爆成恒星。專家曾經(jīng)觀測(cè)到彗星飛臨木星時(shí)，被木星強(qiáng)大的引力撕裂成數(shù)個(gè)碎片，并最終全部一頭扎進(jìn)木星大氣，撞擊在木星表面，留下了一串巨大的斑痕，最大的比地球還大得多，撞擊釋放的能量可能比人類試驗(yàn)過的所有氫彈加在一塊的威力還大，但木星并未引爆成恒星[12]。根據(jù)科學(xué)家估算，只有一個(gè)巨星的質(zhì)量達(dá)到木星質(zhì)量的70～80倍，也就是太陽質(zhì)量的7～8%以上，它才有足夠的引力、壓強(qiáng)和溫度，使氫元素間發(fā)生聚變反應(yīng)，引爆成恒星。事實(shí)上，原太陽就是在在環(huán)繞母星的旋轉(zhuǎn)過程中，不停地吸積軌道附近的星際物質(zhì)而使自身質(zhì)量不斷長(zhǎng)大，最終成為可引爆的恒星。

過去人們認(rèn)為太陽是在大約45.7億年前由一片坍縮的氣體云形成的。這片氣體云由于自身引力作用而坍縮，在坍縮過程中氣體云內(nèi)部溫度和壓力都不斷地增加，當(dāng)核心溫度一直上升到1000萬K的時(shí)候，氫聚變成氦的熱核反應(yīng)就被點(diǎn)燃，放出大量的能量，導(dǎo)致周圍的溫度和壓強(qiáng)隨之升高，周圍的氫也開始聚變，由此及彼展開一系列的熱核反應(yīng)，一旦核心的氫消耗殆盡，恒星的生命就將結(jié)束。但根據(jù)科學(xué)估計(jì)，太陽的熱核反應(yīng)已經(jīng)持續(xù)了大約45.7億年，而且還將延續(xù)50多億年，有限的氫元素顯然無法滿足如此長(zhǎng)期的熱核反應(yīng)，要延續(xù)更長(zhǎng)期的熱核反應(yīng)太陽必須獲得源源不斷的氫氣供給。所以現(xiàn)有的太陽形成假說存在嚴(yán)重缺陷。事實(shí)上，在原太陽演變成恒星之前是一個(gè)質(zhì)量巨大的行星，引力極強(qiáng)，擁有濃厚的大氣層。由于原太陽自轉(zhuǎn)離心力的作用使原太陽演變?yōu)槌嗟缆∑?、兩極稍扁的球體，使原太陽兩極位置的半徑小于赤道及其他位置的半徑，而萬有引力和距離的平方成反比。當(dāng)原太陽快速自轉(zhuǎn)時(shí)，產(chǎn)生的強(qiáng)大離心力使赤道和低緯度地區(qū)上空的云氣容易遠(yuǎn)離其旋轉(zhuǎn)軌道而沿著螺旋軌道向南極或北極移動(dòng)。由于極地位置的萬有引力大于其他位置的萬有引力，因此當(dāng)云氣移到極地上空時(shí)容易被極地的萬有引力吸引住，云氣吸入冷空氣后便凝結(jié)成厚重的云團(tuán)而下沉。許多墜向極地的云團(tuán)隨著原太陽的自轉(zhuǎn)便形成一股很強(qiáng)的圍繞極地旋轉(zhuǎn)的環(huán)流，即“極地渦旋”，如圖7所示。這種極地渦旋可以不停地吸收周圍空間中的氫氣和其他物質(zhì)到原太陽上來，也可以向外噴出一些物質(zhì)。原太陽有兩族較大的渦旋結(jié)構(gòu)，分別位于南極和北極，可跨越原太陽的對(duì)流層和平流層。由于被原太陽旋渦卷入的云團(tuán)在下沉過程中會(huì)轉(zhuǎn)得越來越快而且變得越來越冷，經(jīng)過漫長(zhǎng)的螺旋路徑，到了旋渦底部氣流的速度比地球上12級(jí)臺(tái)風(fēng)的速度還要快幾十倍，云團(tuán)早已凝結(jié)成冰，所以原太陽旋渦中的氣溫比起周圍的氣溫要低得多，因此從遙遠(yuǎn)的地球看上去太陽氣旋猶如一個(gè)小小的黑子，但這種氣旋中心深度可達(dá)到二十萬公里，直徑為幾千到幾萬公里[13]。

由于卷入極地渦旋的云團(tuán)源源不斷且以螺旋方式向下快速旋轉(zhuǎn)，因此可形成一系列近乎平行的厚實(shí)螺旋云帶，這種下移的云帶直接引導(dǎo)著帶負(fù)電的較重水滴向下流動(dòng)，從而形成電子快速下移、導(dǎo)電性能極佳的電路。由于渦旋中的云團(tuán)發(fā)生劇烈的摩擦和猛烈的碰撞，使渦旋中充滿了正離子和負(fù)離子。云中的水滴“優(yōu)先”吸收大氣中的負(fù)離子，使水滴逐漸帶上了負(fù)電荷，因?yàn)閹ж?fù)電的云滴比較重，就下移到云的下部甚至沿螺旋云帶流落到渦旋底部，較輕的正離子逐漸被上升氣流帶到云的上部甚至沿螺旋云帶上移到渦旋頂部，從而在螺旋云帶中形成了從渦旋底部流向渦旋頂部的電流。特別地，由于螺旋云路上大量云團(tuán)快速向下旋轉(zhuǎn)，容易發(fā)生猛烈的碰撞，釋放出大量的引力勢(shì)能并轉(zhuǎn)化成電能，因此，渦旋中頻繁地產(chǎn)生放電或雷暴。每次放電或打雷都好似一部靜電起電機(jī)，能將電流送到渦旋頂部或底部;由于螺旋云路中已形成了從渦旋底部流向渦旋頂部的電流，因此，螺旋云路中占主導(dǎo)的電流是從渦旋底部流向渦旋頂部的電流。由于這種電流源源不斷地沿著螺旋云路從渦旋底部流向渦旋頂部，因此就產(chǎn)生了強(qiáng)大的偶極磁場(chǎng)，如圖8所示。

另外，由于原太陽極渦覆蓋面巨大，被極渦卷入的云團(tuán)數(shù)量也很多，在下沉過程中又要經(jīng)過漫長(zhǎng)的螺旋路徑，這使得云團(tuán)越積越大、越來越冷，到了旋渦底部時(shí)云團(tuán)凝結(jié)成巨大的晶體，有的晶體體積超過一個(gè)地球的大小，這種晶體在快速旋轉(zhuǎn)過程中，容易發(fā)生劇烈的摩擦和碰撞，產(chǎn)生猛烈的雷暴，釋放出巨大的電能，有時(shí)還發(fā)生猛烈的噴流。例如近來著名天文學(xué)家納西姆·哈拉明從SOHO（日光層探測(cè)器）圖像中發(fā)現(xiàn)一個(gè)白色不明物體從太陽的北極黑子區(qū)域中飛了出來，這個(gè)晶體狀物體的體積和地球差不多大，如圖9所示。

人們已知地球上的強(qiáng)大雷暴釋放的電能可達(dá)到數(shù)十億～上千億瓦特，使周圍空氣溫度迅速上升至1萬～2萬℃，而原太陽的直徑是地球直徑的106倍，體積約為地球的130萬倍，中心壓強(qiáng)為3000億個(gè)大氣壓，所以原太陽上黑子渦旋的體積也是地球上極渦體積的100多萬倍，其中產(chǎn)生的雷電可使周圍空氣溫度上升至1億多℃，即超過1500萬℃，空氣壓力大于2500億個(gè)大氣壓，而且黑子氣旋中吸收了足夠的氫氣，故可在黑子氣旋中點(diǎn)燃?xì)渚圩兂珊さ臒岷朔磻?yīng)，并引起黑子旁邊的一系列熱核反應(yīng)：

發(fā)生熱核反應(yīng)時(shí)，在短時(shí)間內(nèi)釋放大量能量，引起局部區(qū)域瞬時(shí)加熱，產(chǎn)生各種電磁輻射，黑子旁邊還會(huì)突然出現(xiàn)迅速增強(qiáng)的亮斑，這就是所謂的太陽耀斑。由于耀斑表征著太陽熱核反應(yīng)的爆發(fā)，期間會(huì)發(fā)生猛烈的爆炸，因此可能會(huì)改變黑子的結(jié)構(gòu)或使黑子收縮衰退。

一般太陽黑子的形成和消失只能經(jīng)歷幾天到幾個(gè)月，而且一個(gè)黑子氣旋所能吸引氫氣的范圍也是有限的，超出其引力作用范圍的氫氣是得不到處理的，所以在一個(gè)黑子氣旋衰退之后，若沒有其他黑子氣旋接替工作，太陽上的熱核反應(yīng)就會(huì)停止。幸而，太陽撫育成長(zhǎng)了多個(gè)能繞太陽快速旋轉(zhuǎn)的行星，包括水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星和海王星，它們能夠幫助太陽生成一系列遍布太陽的黑子氣旋，接續(xù)前導(dǎo)黑子的熱核反應(yīng)，使太陽能不停地產(chǎn)生光和熱。表1列出了太陽系主要行星對(duì)太陽表面物體引力之比及其公轉(zhuǎn)周期，從中可見木星對(duì)太陽表面物體引力最強(qiáng)，金星的公轉(zhuǎn)周期近似地等于太陽自轉(zhuǎn)周期的9倍。

但在太陽系的八大行星中，水星、金星、地球、火星的軌道平面均不跨越太陽南北兩極，只有木星、土星、天王星和海王星的軌道平面跨越太陽南北兩極，如圖9所示，且木星是后四個(gè)行星中質(zhì)量最大且離太陽最近的行星，所以木星對(duì)于太陽南北兩極的大氣渦旋影響最大。事實(shí)上，由太陽自轉(zhuǎn)在兩極產(chǎn)生了第一批黑子氣旋之后，當(dāng)木星經(jīng)過太陽極地上空向低緯度方向運(yùn)行時(shí)，它會(huì)像月球吸引地球海潮那樣，吸引這些黑子上部的子氣旋并把它們帶向低緯度區(qū)域甚至赤道附近，在這些子氣旋吸收了充足氣流之后便長(zhǎng)大成后隨黑子，繼續(xù)前導(dǎo)黑子的熱核反應(yīng)。由于木星體形又長(zhǎng)又大，因此當(dāng)它經(jīng)過太陽極地上空向低緯度方向運(yùn)行時(shí)，它不僅能復(fù)制極地渦旋產(chǎn)生第一代后隨黑子，而且可以復(fù)制成熟的第一代后隨黑子產(chǎn)生第二代后隨黑子，如此重復(fù)，直到赤道附近可產(chǎn)生多代后隨黑子。然后，由公轉(zhuǎn)速度較快的的水星、金星和地球?qū)碜阅媳眱蓸O且分布于赤道兩側(cè)的黑子沿著它們的軌道方向復(fù)制，使黑子環(huán)繞全球。比如，有一次木星從太陽北半球上空南下運(yùn)行時(shí)將一個(gè)來自北半球的黑子復(fù)制到太陽赤道附近，生成一個(gè)黑子SP1，其磁北極指向太陽南極而磁南極指向太陽北極;另一次木星從太陽南半球上空北上運(yùn)行時(shí)又將一個(gè)來自太陽南半球的黑子復(fù)制到太陽赤道附近，生成另一個(gè)黑子SP2;如果SP2位于SP1的東邊且緊鄰SP1，則SP1和SP2是磁極性相反的一對(duì)黑子。從遙遠(yuǎn)的地球上觀測(cè)，SP2很像是SP1的后隨黑子。當(dāng)水星、金星、地球和火星經(jīng)過這對(duì)黑子的上空時(shí)就會(huì)復(fù)制這個(gè)黑子對(duì)，產(chǎn)生一系列磁極相反的黑子對(duì)。這就是為什么磁極相反的黑子成群結(jié)對(duì)，而且沿行星的公轉(zhuǎn)方向延伸。由于木星對(duì)太陽黑子影響最大且產(chǎn)生黑子最多，而木星繞太陽的公轉(zhuǎn)周期是11.86年，所以太陽黑子活動(dòng)的周期約為11年。

當(dāng)黑子環(huán)繞全球時(shí)，太陽就變成了光芒四射的恒星，其表面溫度達(dá)6000℃，內(nèi)部溫度高達(dá)1500萬℃。它幾乎是熱等離子體與磁場(chǎng)交織著的一個(gè)球體，但在這種高溫環(huán)境中，太陽大氣旋渦照樣可以產(chǎn)生和活動(dòng)。這是因?yàn)樘柡谧託庑纳疃瓤蛇_(dá)幾萬公里，直徑為幾千到幾萬公里，是由成千上萬重螺旋云帶組成的，每一重螺旋云帶都可形成一些導(dǎo)電性能極佳的螺旋電路，從而產(chǎn)生相應(yīng)的偶極磁場(chǎng)，所以黑子氣旋的磁場(chǎng)是由千萬重偶極磁場(chǎng)合成的強(qiáng)大磁場(chǎng)，磁場(chǎng)強(qiáng)度約在1000高斯～4000高斯之間，比地球上的磁場(chǎng)強(qiáng)度高上一萬倍[14]。這種強(qiáng)磁場(chǎng)能夠抑制太陽內(nèi)部能量通過對(duì)流的方式傳遞進(jìn)來，因此黑子氣旋的內(nèi)部溫度較低，從遙遠(yuǎn)的地球看上去就像一個(gè)小小的黑子。另外，由于被卷入黑子旋渦的氣團(tuán)在下沉過程中會(huì)轉(zhuǎn)得越來越快而且變得越來越冷，經(jīng)過漫長(zhǎng)的螺旋下降，到了旋渦底部氣流的速度比地球上12級(jí)臺(tái)風(fēng)的速度還要快幾十倍，云團(tuán)早已凝結(jié)成晶體，頻繁地發(fā)生劇烈的晶體碰撞，產(chǎn)生猛烈的雷暴，釋放出巨大的電能，在黑子旁邊點(diǎn)燃一系列的熱核反應(yīng)。這就是恒星上的黑子氣旋。

在太陽上不僅不停地進(jìn)行著核聚變而且不停地進(jìn)行著核裂變。因?yàn)橛奢^輕的原子核聚合成較重的原子核時(shí)，除了形成重原子核之外，還會(huì)產(chǎn)生多余的高能量中子;如果在核聚變的反應(yīng)體中具有一定比例的重原子核，那么核聚變產(chǎn)生的中子就會(huì)轟擊重原子核，發(fā)生核裂變，產(chǎn)生新的輕原子，這種輕原子可繼續(xù)參與熱核反應(yīng)，產(chǎn)生新的中子，從而形成鏈?zhǔn)椒磻?yīng)。比如，在氫聚變成氦的反應(yīng)體中，氚和氘反應(yīng)后，除了形成一個(gè)氦原子核之外，還有一個(gè)多余的高能中子;由于黑子氣旋吸收了一定比例的鋰原子核，核聚變產(chǎn)生的中子就會(huì)轟擊鋰核，促使鋰核裂變，產(chǎn)生一個(gè)新的氚：

這個(gè)氚可繼續(xù)參與氚-氘反應(yīng)，產(chǎn)生新的中子，從而形成鏈?zhǔn)椒磻?yīng)，為核聚變提供源源不斷的燃料。

2.3 恒星能量的來源

由于太陽不停地自轉(zhuǎn)，因此它能連續(xù)不斷地產(chǎn)生極地渦旋，形成高緯度黑子。加上太陽系八大行星的不停公轉(zhuǎn)，能復(fù)制產(chǎn)生環(huán)繞太陽的黑子群。通過這些黑子氣旋不僅能源源不斷地吸收空間中的氫氣及其他星際物質(zhì)，為太陽的熱核反應(yīng)補(bǔ)充燃料，而且通過這些黑子氣旋能夠卷入大量的云團(tuán)，使這些云團(tuán)經(jīng)過漫長(zhǎng)的下沉路徑溫度劇降且凝結(jié)成巨大的晶體，這些晶體又經(jīng)過漫長(zhǎng)的螺旋式下沉將晶體的引力勢(shì)能轉(zhuǎn)化成巨大的動(dòng)能，最后發(fā)生晶體相撞，將動(dòng)能轉(zhuǎn)化成巨大的電能和熱能，在黑子旁邊點(diǎn)燃一系列核聚變反應(yīng)，釋放大量的能量。可見，太陽的自轉(zhuǎn)動(dòng)能、引力勢(shì)能、核聚變和核裂變產(chǎn)生的能量就是太陽這顆恒星的能量來源。由于太陽的質(zhì)量只增不減，物體的引力勢(shì)能也只增不減;由于太陽自轉(zhuǎn)不停，黑子氣渦旋能不斷地吸收氫氣及其他星際物質(zhì)，核裂變又能回收氫元素，因此維持太陽熱核反應(yīng)的燃料源源不斷;由于八大行星不停地快速自轉(zhuǎn)，能周而復(fù)始地生成黑子群來接續(xù)太陽的熱核反應(yīng)，因此太陽的熱核反應(yīng)是永恒的。如果真如某些科學(xué)家所預(yù)言的那樣，大約在50億年之后太陽將變成一顆紅巨星，體積大大膨脹，它可能吞噬一些內(nèi)層行星，如水星和金星，到那時(shí)飛馳如梭的行星被毀掉了，就沒有能及時(shí)播火傳薪的行星了，太陽上的熱核反應(yīng)就可能終止，最終變成一顆白矮星[15]。

3 結(jié)論

由于現(xiàn)有的太陽形成假說存在著嚴(yán)重缺陷，因此作者重新研究了月球、地球和太陽的形成和演進(jìn)過程，發(fā)現(xiàn)了太陽的形成規(guī)律、恒星的能量來源及恒星永恒的原因，并科學(xué)地解釋了諸如太陽黑子、耀斑、日珥等太陽活動(dòng)現(xiàn)象。

致謝：

特別感謝世界著名天體化學(xué)與地球化學(xué)家，中國月球探測(cè)工程首席科學(xué)家，中國科學(xué)院院士、第三世界科學(xué)院院士、國際宇航科學(xué)院院士、中國科學(xué)家協(xié)會(huì)榮譽(yù)會(huì)長(zhǎng)歐陽自遠(yuǎn)教授的諸多關(guān)心和指導(dǎo)。

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