5、太阳光斑耀斑光谱

太阳光斑和耀斑的发生直接与太阳黑子关联。我们所认为的太阳黑子产生的光斑和耀斑，并非由于磁场“冻结”物质积蓄能量所致，而是高沸点液相金属浓缩体最终坠落到太阳深内层的结果。光斑、耀斑的发生与高沸点液相金属组成密切相关。

假使太阳黑子真是磁场“冻结”物质的机制，那么那些长时间绕太阳自转轴运动的太阳黑子就会自生成至结束始终在其周围有强烈的光斑，而不会存在光斑的突然出现和突然消失。不仅如此，而且低纬度和高纬度区域的太阳黑子都会存在强烈的带电粒子弯曲线条。尽管目前科学界对太阳黑子的产生机制还不甚明了，看不清楚太阳黑子出现的一瞬间，但是在磁场作用下，放射性物质所产生的带电轻质粒子确定无疑地会有明确的独特运动表征。然而，低纬度太阳黑子周围强烈的带电粒子弯曲线条至今没有见到报道。

随着太阳黑子由太阳光球外层逐步落入到光球内层，其所接触的区域就会同太阳内层高能粒子发生各式核反应，同时因触及太阳内层越来越深，遭遇到的温度也自然愈来愈高，这样组成太阳黑子的高沸点物质的液相汇聚体就会强烈汽化，体积剧烈性膨胀。但是，因太阳黑子所包含物质数量的巨大，最终并不是太阳黑子所有的物质都迅速消解。

在最初坠落时，太阳黑子本影处看不到强烈爆发，而本影边缘处呈现光斑，这一点很符合物质汽化散失的过程。但由于黑子最初接触到太阳浅表层其粒子能量相对较低，因而光斑所产生的光谱能量较低，光谱种类不是很多，其光谱强度也不是很大。

等到太阳黑子进入太阳深层以后，物质汽化、分解、喷发、散失量更大、更迅速，太阳内层的粒子能量和密度都较浅表层的强大，这时候的本影会有所收缩减小，而光斑导致的爆发会更加猛烈，光斑范围更大，光斑产生的光谱其强度和能量都会随之更高。当然，这个阶段，我们不排除来自太阳黑子底部的物质翻腾、喷发到黑子高层后，一部分高沸点物质翻转回流向了黑子的中部区域，通过流动、混合、冷却继续成为黑子的组成体，而另一部分低沸点物质外散逃逸。

同时，黑子越向太阳内层深度坠落，太阳黑子的漏斗锅壳状形态会越来越发生变化，锅底的深度尺寸会变小，来自锅底部的物质汽化、分解、喷发越来越剧烈，而且本影收缩的愈来愈小，半影相对本影可能会略微扩大。太阳黑子在光斑发生时刻所具形状如图6形态所示。当然，整个太阳黑子还会进一步坠落入更深层，但是否仍然有相当部分凸出于光球层，这种情况需当视黑子的大小和坠落速度决定。这时，如果观测来自半影和半影界面的光谱（光斑谱线），可能是相当复杂的。这种光谱不仅含有来自锅壳底部的高沸点金属发射光谱，也含有较高沸点或低沸点混融物的谱线。

图6: 坠落中的黑子结构示意图

等到最后光斑完全浸没太阳黑子本影时，这时太阳黑子的半影也已经完全消失，由此导致的爆发达到最强烈，产生耀斑现象。光斑产生的光谱其强度和能量也将达到最强幅度。前面我们讲过，太阳黑子具有按沸点高低聚集的层次结构，那么太阳黑子中心物质无疑具有最高沸点，这些物质一般可能是钨、铼、铌、钼等高沸点金属物并夹杂高沸点碳化物等一类的物质。这些高沸点物质被太阳内部的高能电子激发就会发射出高硬X射线。

不仅光斑的谱线复杂而重要，而且来自耀斑的谱线信息同样非常复杂而重要。可以肯定地讲，当出现耀斑以后，必定是太阳黑子全部陷于光球之下了。不过，要证实这一点，很有必要对在太阳边际处黑子引发的太阳喷发作精细的观测，但这方面的观测都还没有报道。

太阳黑子产生到消失的全过程，恰似某种通过冷凝后结成的混合物，再经过逐步汽化分解直到挥发殆尽。要证实太阳黑子物质组成上具有按沸点高低布层的特点，那么我们也可以借助分析各个时段的光斑光谱细微结构，尤其是分析这些光斑的某些X射线特征谱更具有非凡的意义。

不仅太阳黑子物质具有层次分布，太阳也存在物质层次分布特点。在太阳表面，高沸点的物质多数都是多核电荷元素，它们更较靠近光球内层，而诸如H、He、N、O、Na、Mg、Al、Si、P、S等低沸点元素，或基于它们形成的低沸点各类化合物，更容易漂浮到光球表层更高的空间。这一点早已经通过对太阳光球光谱、日冕光谱以及日珥光谱的分析得到证实。不过，在能量传递过程中，光球附近或内层那些高沸点物质，它们获得能量后就可能通过光子或衰变中的粒子将能量直接传递给光球更外层的低沸点物质，迫使低沸点物质在光球外层获得激发而退激过程中发光。这样的物理过程可能是容易被忽视的。我们在观测太阳光谱时，可能更多地注意到了光球外在物质的发射光谱，而忽视了光球附近或内层物质发光被遮蔽而不易被观察到的本质。

尤其是C这种元素很容易同许多金属物直接形成混合物，大量碳元素在激发后退激中发光就会使我们认为太阳的主要能量就是来源于“碳循环”。又比如，H、He、N、O等一类低沸点轻质元素物质，它们于太阳光球以外更高的空间中受到激发就很容易发射光谱，He就是最先在日珥中发现的，仅凭这些来自光球以外物质的光谱来理解太阳结构确实有很大的片面性，这完全可能是蒙蔽我们真实了解太阳物质组份的一个重要因素。因此，可以毫不夸张地说，太阳黑子所引发的光斑光谱为我们正确认识太阳结构打开了一扇明亮的窗户。

值得注意的是，太阳内部的物质都具有放射线，任何一种元素都具有奇多的同位素核素，各种同位素核素所受激发产生的光谱可能会表现为光谱分裂的特征。也许，根据太阳光斑所呈现的同位素反常丰度特征可能有利于找到太阳黑子的真实物质组分。

6、太阳黑子激射磁场

当然，我们都认为太阳黑子的磁场物质不是由铁磁物质构成，因为太阳黑子的温度早已经高过了居里点。但是，我们确实很疑惑至少有来自太阳黑子活动过程中这样两个与磁场密切相关的重要事实：一是太阳黑子光斑、耀斑光谱中的那些谱线分裂现象很符合磁场下发光物质的谱线分裂特征；二是太阳黑子引发的太阳爆发过程中表现出的弯曲线条很符合磁场下特征带电粒子的运动轨迹。基于这样的事实，加之太阳黑子周围确实存在大量的发散线，许多科学家都认为太阳黑子具有很强的磁场，太阳黑子是物质被冻结在磁力线的结果。但是，在太阳黑子尚未处于耀斑这一完全爆发状态的前期状态中，至今没有报道观测到带电粒子流的运动曲线轨迹。

前面已有表述，太阳黑子周围所存在的那些纤维状发散线，不是太阳黑子磁场的表征，而是太阳黑子作为液态集聚体在坠落向太阳深层时受到太阳内层高温作用使得黑子界面物质不断被汽化、分解和喷发所形成的结果，包括黑子自身所具有的自旋特征性的漩涡结构也是如此条件下形成的。太阳黑子并不是物质被冻结于磁力线形成的结果，但是，这样的看法并没有否认太阳黑子具有一定磁场。

太阳黑子的磁场是存在的，但是没有许多人认为的那样强大。当太阳黑子周围大量某种带电粒子流趋于一致方向运动的条件下，太阳黑子外围就会表现出磁场。太阳黑子周围的物质总存在不同的表现特征，重的带电粒子运动缓慢，轻的带电粒子运动快速，这样在太阳内层高温作用下，太阳黑子周围物质的运动因粒子多寡和快慢不一而表现出电荷聚集差异，这就产生了电流。有了电流，就必然会产生磁场。不同带电粒子发生偏转产生电势的事实在电磁学中普遍存在，所演变出的技术并已经为人类应用到很广的领域。

特别是当光斑形成以后，太阳黑子周围带电粒子会流动得非常剧烈，也自然存在更强的磁场，但其磁场强度是不够稳定的，分布也可能各向异性。这种情况的出现完全是由于粒子的运动特性所导致。

在太阳黑子周围，磁场和粒子的运动总是相互影响的。粒子运动产生磁场，磁场又反制粒子运动。所以，只有两者达成动态平衡以后才可能出现稳定的磁场，但是，在黑子内部这一动态平衡的建立是非常困难的。

我们在太阳耀斑发生不久，就可以在地球外层空间探测到来自太阳黑子爆发的强烈太阳风，但是，太阳风的成分确实在速度上有很大的不一致，先后到达地球的粒子流性质也很不一样。这就表明太阳黑子爆发阶段太阳黑子周围电荷确实存在不均衡性。太阳黑子周围形形色色的爆发正是太阳黑子周围千差万别粒子的重要表现。

    我们总是在太阳黑子爆发时能够观察到各种交叉性的粒子轨道线，这些曲线实际上就是各种粒子在强大激射磁场作用下的不同运动表现。如果负电荷粒子流向外偏转运动，正电荷粒子流向太阳黑子内层偏转运动，交叉线就会这样出现。应当说，太阳黑子爆发越剧烈，产生的粒子溅射磁场就更加强大，规则运动粒子群的弯曲现象也就会愈发表现强烈。当然，这之中发生的磁场震荡效应也会非常强烈。太阳黑子爆发过程中所表现出的不同交织曲线更是表明太阳黑子爆发所生成粒子激射磁场种类的千姿百态，如图7、图8所示。

图7: 2002年5月15日NASA公布的日冕环景象照片。

图8: 2007年3月21日NASA公布太阳爆发结构照片。