穿越日冕之门

自古以来，人类就对太空充满了敬畏和好奇，而太阳，作为太阳系的核心，更是激发了无数人的探索欲望。太阳观测的历史，可以说是一部人类智慧的史诗，它记录了我们的疑问、探索、发现和突破。

古代太阳观测

太阳崇拜

在古人的观念中，太阳不仅给世界带来光明，更是生命和力量的源泉，是宇宙的主宰和神秘的存在。因此，许多古代文明都将太阳视为至高无上的神祇来崇拜和祭祀。

19 世纪，西方宗教研究领域自然神话学派的代表人物麦克斯·缪勒提出，人类所塑造出的最早的神是太阳神，最早的崇拜形式是太阳崇拜。

在中国上古神话中，太阳女神羲和为太阳洗完澡后，便驾驶着溢彩流金的神车，与太阳一起，在苍穹上，从容优雅地驶向西方的家：崦嵫（yānzī）。我国首颗太阳探测科学技术试验卫星的名字就是“羲和号”。

这张图片是出土于三星堆遗址的“青铜太阳轮”，它是一个圆形青铜制品，看上去就像是一轮喷薄而出的太阳。专家们推测，这可能是古蜀人祭祀太阳神的一种法器，寓意太阳永恒运转，生生不息。

这张图片是金沙遗址出土的太阳神鸟金箔，制成年代相当于商代晚期。仔细看图，“四”只长颈长腿的神鸟首足前后相接，围着太阳逆时针方向飞行，而构成这个太阳的正好是“十二”道象牙状光芒。“四”是春夏秋冬四季轮回，“十二”则是一年十二个月周而复始，“四”和“十二”的运用，显示出古蜀人在天文历法上的深刻理解。

图中描绘的是古希腊神话中的太阳神赫利俄斯，他是泰坦神许珀里翁和忒亚的儿子，也是月亮女神塞勒涅的兄弟。每天黎明时分，赫利俄斯会登上太阳马车，由火焰马拉拽，从东方到西方，为世间万物带来光明。

除了崇拜，古人也早早开始了对太阳的观测。古代天文学家通过长期的观察和数据记录，形成了初步的太阳知识体系，并对农业生产和社会生活产生了深远影响，这种认识虽然充满了神秘和想象，但它却孕育了人类对太阳的理性认识，并逐渐发展成了近现代太阳观测的基石。我国古人通过观察日影的长度、星宿的位置，以及植物的生长等现象，来认识季节的变化。他们发现，随着时间的推移，太阳在天空中的位置也在变化，从而导致不同的气候和季节。

公转与季节变化

中国古代的天文学家和天文观测者经过长期观察、记录并分析，总结出了春分、夏至、秋分和冬至四个重要节气。现代科学家研究发现，春分和秋分时，太阳直射点落在赤道上，这时昼夜长短相等，是昼夜平分的时刻。夏至时，太阳直射点位于北回归线上，北半球白昼最长；冬至时，太阳直射点位于南回归线上，北半球白昼最短。

我们在夏季会感觉很热，这是因为太阳直射点在北半球，我们所在地区获得的太阳光照更强、时间更长。冬至时太阳直射点位于南回归线，北半球接受的日照量减少，我们就会感觉比较寒冷。

这些节气的变化反映了地球绕太阳公转的周期性运动。人们根据这些节气变化来确定种植、收获、祭祀等活动的时间，对于农业生产和文化活动具有重要的指导意义。

日晷——测量时间

日晷是中国古代最早的时间计量工具之一。日晷通过一个带有刻度的晷盘和一根垂直于晷盘的晷针来显示时间。太阳照射晷针，在晷盘上投下影子，根据观察影子的位置和长度，人们可以确定时间。例如，在正午时，太阳位于最高点，影子最短，此时可以确定为中午。古时候，日晷被广泛应用于农业、商业和科学等领域，帮助人们确定时间，也被用于推算天文参数。

近代太阳观测

望远镜

望远镜的出现极大地提升了人类观测太阳的能力。1608 年， 荷兰眼镜商汉斯·利伯希提交了一份专利，描述了一种能让使用者看清楚遥远物体细节的设备。伽利略使用这种望远镜观测了月球、木星等天体，接着发现了木星的四大卫星，而后又顺利观测到了太阳黑子，据此提出了太阳存在自转行为。这些发现对当时的科学界产生了深远影响，并为后来的天文学发展奠定了基础。

为了纪念伽利略对天文学做出的杰出贡献，后人将他所使用的望远镜类型称为“伽利略望远镜”，具体而言，是指物镜是凸透镜而目镜是凹透镜的望远镜。

太阳谱线

除望远镜之外，太阳谱线观测也是重要的太阳观测手段之一。1802 年，英国化学家威廉·海德·渥拉斯顿首次观察到太阳光谱中的暗线。然而，他并未对这些暗线进行深入研究。

后来，德国物理学家约瑟夫·冯·夫琅和费再度发现了这些暗线，并开始对其进行系统性的研究和测量。他使用分光仪，在太阳光的光谱中发现了574 条暗线，并将这些线命名为夫琅和费线。

夫琅和费的研究成果为光谱学的发展奠定了基础。他的发现表明，太阳光谱中的暗线是由太阳大气层中的元素吸收特定波长的光而产生的。通过分析这些暗线，可以确定太阳大气层中存在哪些元素。

现代太阳观测

太阳射电成像

太阳射电成像是一种利用射电波段观测太阳的技术。那么射电成像和光学成像有什么区别呢？射电成像处理的电磁波长为3 毫米～40 米。可见光波成像处理的电磁波长范围大约在400 纳米～ 700 纳米。射电望远镜可以观测到太阳日冕的丰富信息，尤其适用于研究太阳活动及其对日地空间环境的影响，且太阳发射的射电波可以透过云层，这使得射电成像可以不受气象条件影响。

太阳与日球层观测卫星（SOHO）

进入现代，人类观测太阳的设备和手段愈发先进：空间观测等先进技术开始崭露头角。其中，太阳与日球层观测卫星（SOHO）就是空间观测技术的代表。SOHO 是一个在太空中飞行的超级观测站，专门观测太阳和它周围的空间，收集着太阳活动的各种数据。

发射SOHO 的初衷是为了更全面地了解太阳，确定太阳内部的结构和动力学，了解更多关于日冕的知识，并找出太阳风的发源区域及加速机制。

SOHO 配备了12 台科学设施，例如大视场分光日冕仪（LASCO）、极紫外成像望远镜（EIT）、迈克耳孙- 多普勒成像仪（MDI）和太阳红外辐射与重力振荡变化监测仪（VIRGO），等等。

通过SOHO 在1998年拍摄到的太阳活动照片，我们可以看到日冕物质抛射过程中令人惊叹的螺旋结构。SOHO 在空间天气预测领域发挥了重要作用，极大提升了人类的空间天气预测能力。截至2024 年3 月28 日，SOHO 总共发现了5000颗彗星，已经超过了过去300 年内发现的彗星数量总和。

SOHO 也是现代太阳物理学的基石，大量太阳物理学论文是基于SOHO数据发表的。

太阳射电成像观测台先接收来自太阳的射电波，然后将这些人眼看不见的射电波转换为可见图像。这些图像可以显示太阳表面和大气层的不同特征，如耀斑、日冕物质抛射等。这样一来，科学家就可以研究太阳活动的性质和变化，从而更好地理解太阳的内部结构和活动机制。此外，太阳射电成像还有助于研究太阳与其他恒星的不同之处，从而深化我们对恒星演化等宇宙学的理解。

“千眼天珠”——圆环阵太阳射电成像望远镜

在四川省稻城县一处海拔3820 米的开阔地，313 部直径6 米的抛物面天线均匀排布，围成一个直径1 千米的大圆环，它就是我国的圆环阵太阳射电成像望远镜，被当地居民形象地称为“千眼天珠”。圆环阵太阳射电成像望远镜是国家重大科技基础设施空间环境地基综合监测网（子午工程二期）的标志性设备之一，它的建成有望为我国太阳物理和空间天气研究提供高质量观测数据。

圆环阵太阳射电成像望远镜是目前全球规模最大的综合孔径射电望远镜，不仅能监测太阳的各种爆发活动，还能监测太阳风暴进入行星际空间的过程，对理解太阳爆发机制、太阳风暴的日地传播规律、预测太阳活动对地球的影响具有重要作用。