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業餘太陽觀測

葉宏毅

前言

大太陽底下無新鮮事？熱愛太陽觀測的天文迷可不這麼認為！太陽是離我們最近的恆星，也是太陽系所有行星繞行的中心。自古以來，在世界各地的文明中，太陽總是扮演著至高無上的角色。它的熱推動了地球的大氣循環，它的光催生了生命的節律。而當我說「我們與太陽的關係既熟悉又陌生的大氣球」時，大概你也會點點頭，對吧？

不同於夜晚賞星的浪漫與靜謐，太陽觀測總是充滿極限挑戰：首先你得學會如何在汗水不滴進器材的情況下操作望遠鏡，還得對抗因強光收縮到極小的瞳孔、努力看清昏暗螢幕的痛苦。更別提要在濾光與遮光保護下，努力看清望遠鏡目鏡裡那不算明亮的太陽表面。但好奇心就是這樣――只要你一旦被太陽表面那些瞬息萬變的現象吸引，從日珥、黑子到細絲與閃焰，你就會掉進這個令人著迷的世界。就算你不是太陽控，或許也會在看到別人的觀測影像時發出那聲「哇～咦？這是我們的太陽嗎？」。

四百多年前，牛頓用兩個三稜鏡把陽光拆解成七種色彩，然後再合回原來的白光。從那一刻起，人類第一次明白――看似純白的太陽光，其實是由無數不同顏色的光組成的。這個簡單卻深遠的實驗，開啟了光譜學與太陽物理的大門。

到了 1802 年，威廉·海德·沃拉斯頓 (William Hyde Wollaston)發現太陽光譜中出現了幾條神秘的暗線。十二年後，約瑟夫·弗勞恩霍夫 (Joseph Fraunhofer) 改良了光學儀器，記錄下超過 500 條暗線，並以 A、B、C 等字母命名其中最明顯的幾條。這些「弗勞恩霍夫線」成為後來光譜研究的里程碑。

甲午戰爭的那年，基爾霍夫 (Kirchhoff) 與本生 (Bunsen) 首次指出：這些暗線是太陽大氣中的某些元素，吸走了特定波長的光。從此之後，太陽觀測從「看到光」變成了「解讀光」。科學家們開始嘗試根據光譜中出現的暗線，或是在日食時觀察特定的發射線，來分析太陽中含有哪些物質。 

然而再怎麼努力尋找太陽上的元素，其實我們所看到的，只是整個太陽球體表面上那薄薄的一層氣體外皮，厚度大約 2,500 公里，而太陽的半徑接近 70 萬公里。對於業餘觀測者而言，這代表我們所能研究的，不過是太陽整體中區區不到 0.4% 的深度。