太阳上的“广播电台”
太阳上的“广播电台”
南京东郊风景区,树木葱茏,青山叠翠。巍巍的紫金山三峰上,有几个圆形屋顶隐藏在绿阴丛中,在阳光照耀下,发出晶莹的亮光。这便是紫金山天文台。
紫金山天文台
乘汽车沿着蜿蜒曲折的盘山公路迤逦而上,进了大门,登上天文台最高处——天堡城。放眼眺望东方,几个圆顶内望远镜正指向太阳。同时,几架射电望远镜的抛物面天线也正在对向太阳,接收太阳的“广播”。
太阳上也有“广播电台”吗?当然有啊!1942年,正是第二次世界大战最激烈的阶段,炮火连天,弹痕遍地,将士们在进行着血与肉的搏斗,接受着生死存亡的考验。坦克、装甲车和飞机的发动机声,整天轰轰隆隆,不绝于耳。
为了获得战争的胜利,侦察敌情,防止敌机轰炸,多么需要雷达及时提供信息啊!就在这血与火殊死搏斗中,英国防空部队的4~6米雷达突然受到了电波干扰。当时以为敌机来空袭了,连忙发出防空警报。可是,等了好久,也没见到一架敌机。
那么,这干扰电波来自何处?是“天灾”?是“人祸”?不得而知。于是产生了种种猜想。为了揭露谜底,科学家海伊等人对此进行了深入的研究。
经过仔细分析,他们明白了,这种电波不是敌人发射的,不是地球上所有的。它们来自太阳,是太阳在“广播”。他们还意外地发现,这种电波比具有太阳表面温度的黑体辐射强得多,同黑子、耀斑等太阳活动现象有密切关系。
与此同时,索思沃思应用当时刚制成的新型雷达接收机,在3~10厘米波段发现太阳上也有“广播”。至此,太阳上有“广播电台”确定无疑了。
太阳上无人,也没高大的铁塔架设天线,太阳上的无线电信号从哪里来的呢?是从太阳大气层中发射的。随后,天文学上把太阳发射的无线电信号叫做太阳射电。
在这以后,世界上许多国家广泛地开展了太阳射电的研究工作。现在,射电观测是研究太阳的一个重要部门了。在我国,除紫金山天文台有太阳射电观测和研究以外,北京天文台和云南天文台也都有太阳射电观测和研究。
在第二次世界大战以前,无线电还没有普及。那时,一般的人家不但没有电视,就连收音机也没有,只有作战部队里才有无线电台。在那个时候,当一名无线电台报务员是相当荣耀的。一批德国青年军官当上报务员后,神气十足,走起路来胸脯都挺得高高的。然而好景不长,不久就爆发了第二次世界大战。纳粹德国妄想独霸天下,把许多青年送上战场给他们充当炮灰,报务员们也因此上了沙场。
一天,一名叫布鲁克的报务员在电台前值班操作。前沿战火纷飞,杀声震天,报告战果,下达命令,都由报务员来完成。电讯十分繁忙,布鲁克兢兢业业地做着工作,忙得不亦乐乎。
就在一个命令要下达时,突然耳机里一点声音没有了。奇怪!耳机怎么不响?他检查机器,电台好好的。耳机不响,命令怎么下达?他急忙呼叫,但毫无反应。他赶紧拨动旋钮,改变频率,仍然没有声音。几分钟过去了,始终联系不上。前线德军没有指挥,一片混乱,战役失败了。
战役结束后,布鲁克被军事法庭判处死刑。临刑时,他仰天高呼“冤枉!”为什么在战争的关键时刻无线电通讯会突然中断?布鲁克被判死刑是不是冤枉?当时没人追究。
数年之后,这样的事又发生了。1956年2月23日,一艘英国海军舰只在格陵兰海上值勤,从基地出发后一直和基地保持着联系。突然,联系中断了,不管指挥部怎么呼叫,也听不到回音。
指挥员不知发生了什么事情。想来想去,估计可能是军舰遇难沉没了。于是,为“死难者”料理后事忙碌起来。正当人们为“死难者”忙碌的时候,军舰回到了基地,舰上的人员也都好好的。人们惊异得一个个目瞪口呆,不知所措。
这是怎么回事呢?原来这一天太阳上发生了一次大耀斑,是太阳耀斑开的玩笑。太阳耀斑怎么会影响无线电通讯呢?这要涉及我们地球大气层了。太阳辐射中含有大量的X射线和紫外线。在这些辐射作用下,在离地面80~500千米的区域,形成一个电离层。电离层又可分为D层、E层和F层。D层高度在80~100千米,E层在100~120千米,F层在150~500千米。
太阳耀斑
F层又可分为F1层和F2层。在耀斑爆发的时候,X射线和紫外线急剧增加,D层的电离度也急剧增加。因此,向着太阳的半个地球上,短波或中波无线电讯号衰减很多,甚至完全中断。出现后一种情况时,无线电通讯不能进行,电台的耳机就寂然无声了。
这样的现象大约持续几分钟到1小时。这种现象在军事上和日常通讯中都是不可忽视的。为此,天文台一旦发现太阳上有耀斑爆发,就立即向有关部门报告。这项“报告”是天文台为国民经济服务的一项重要内容。