日冕仪是干什么用的？

太阳有光球层、色球层、日冕，但我们看到的太阳光球层的白光太亮了，导致我们对色球层和日冕“视而不见”。要看见这两个地方，就得等到日食的时候，中间的强光被遮住。太阳大气最外圈的日冕的亮度是光球层的不到一百万分之一，日食的时候可以看到它，也就是图中太阳外圈的一圈白光。

日食不是天天都能有，但我们却可以造出来。1931年，法国天文学家李奥（Lyot）发明了日冕仪。日冕仪最基本的原理是放一个遮挡板把光球层的阳光挡住，遮蔽了太阳光球图像的同时允许日冕的图像通过。遮挡盘通常是一个抛光的金属锥体或者是一个倾斜的反射镜（反射镜可以把来自光球的辐射反射到单独的光热窗）。

为什么我们看月亮上有阴影？

中秋明月好似夜空中的明镜，但镜中总是有暗黑色斑块，也就是奇形怪状的阴影。我们的老祖宗看着月亮上的阴影，发挥想像，给月亮编写了许多神话故事和别称，比如想像月亮上有“广寒宫”“嫦娥”“玉兔”“吴刚伐桂”，还有将蟾蜍视为月亮化身的。

早期人们观察月亮注意到月面有部分地区较暗，在望远镜还不够发达的时候，人们无法清晰观察到月球表面，人们按照对地球的认识，猜测暗的区域是海洋，这也就是很多朋友都听说过的“月海”；相对地把比较光亮的地方称为月陆。其实，月海对应的是月亮上较为平坦的平原地区，它们接近镜面反射，所以从地面上看往往是暗的区域。月亮上的高原地区地形凹凸不平，山头起伏甚至组成了山脉，峰峦峻峭，蜿蜒数百上千公里，它们会把太阳光向四面八方反射开去。这些反射光来地球进入我们眼睛，我们看这些区域就明亮。也就是说，从巨大的尺度来考虑，平原接近镜面，山地较为粗糙，就会出现明暗不同的区域。

什么样的扰动叫地磁暴？

地球像个大磁铁，有自己的磁场，地球磁场的北极在地理的南极附近，地球磁场的南极在地理的北极附近，因此地球周围的磁力线大致从南向北，在坐标系的水平面的强度投影称为水平分量。

地磁暴是全球性的地球磁场扰动，持续十几个小时到几十个小时的时间，其间所有地方的地磁要素都发生剧烈变化。其中地磁水平分量变化最大，其扰动幅度通常在几十纳特斯拉到几百纳特斯拉之间，最能代表磁暴过程特点。在地球赤道附近，按大致均匀的经度间隔选取4个地磁台站，这4个台站每小时地磁水平强度变化的平均值即为Dst指数。这个Dst指数平时往往是负几或者几十，也有正值，都不大；但是在强扰动下变成-50以下，乃至负几百，这就反映了地球整体的磁场出现了强的扰动，也就是地球磁暴。

从宇宙往地球看，极光是什么样的？

极光，是出现在极区天空的绚丽多彩的发光现象，是彩虹般的神奇光带，横越千里，如烟似雾，摇曳不定。早在2000多年前就有对极光的记载，也由于其在空间科学方面的意义，至今仍不断有大量关于极光的观测和研究。

尽管从地面看，极光是天边条带的形状，但从宇宙中向地球俯视，却会发现极光不是在南北极上空完整的一块“锅盖”，而是南北极附近的圆环形区域，还有那么点偏（强的一侧是夜晚），好像一头大一头小的鸡蛋似的，我们管它叫“极光地带”或者“极光卵”。

太阳风可以“刮”到多远？

2012年5月，旅行者1号探测器探测到银河宇宙线在一个月之内上升了9%，这个上升是从2009年1月至2012年1月之间缓慢上升25%之后快速上升的，美国宇航局科学家认为可能这里就是日球层顶。后来美国宇航局宣布“旅行者1号”在2012年8月25日正式穿越了日球层顶，其距离为121个天文单位（180亿公里）。

这个太阳风遭遇到星际介质而停滞的边界叫做日球层顶（Heliopause），也称为太阳风层顶，按照刚才说的“旅行者号”的探测，它的半径为120个天文单位，厚度0.5个天文单位。在它身后，我们把太阳和太阳风影响的区域叫做日球层（Heliosphere）。日球层顶之外，行星际物质被认为可能因日球层顶而产生弓形激波（Bow Shock），在距离太阳230个天文单位的远处，不过也有一些研究认为它不存在。

彗星的构造是什么样的？

彗星自古是地面非常容易观察也受到很多关注的天体。我们看到的“扫把”样子的彗星的构成是怎么样的呢？

简单地说，彗星分为“彗头”、“彗发”和“彗尾”三部分。彗星头部的彗核是它的核心，在彗星头部，由石块、铁、尘埃及氨、甲烷、冰块组成，直径很小，有几公里至十几公里，最小的只有几百米；彗星接近太阳时，彗核的物质升华，在头部彗核周围形成朦胧的一团，叫做彗发，气体的主要成份是中性分子和原子，其中有氢、羟基、氧、硫、碳、一氧化碳、氨基、氰、钠等；彗星挥发物质在太阳风“吹拂”之下，拖成一条稀薄物质流的尾巴，形状好像扫把，就叫彗尾。

为什么母天体彗星周期很长但流星雨每年都有？

流星雨的产生现在多被认为与彗星有关。然而，彗星的周期往往几十年甚至成百上千年，例如产生英仙座流星雨的“母天体”被认为是周期为133年的斯威夫特·塔特尔彗星（109P/Swift–Tuttle），但英仙座流星雨是一年一度的，其他流星雨也是如此。为什么会这样呢？

斯威夫特·塔特尔彗星的周期是133年，指的是这颗彗星绕太阳公转，一圈是133年。在离太阳距离较近的时候（通常是两倍日地距离左右），在太阳光的照射下，彗星母体上冰物质升华，它开始明显地挥发和抛撒物质，迸射出无数彗星尘粒或碎片，它们组成的“尘埃团”在彗星离开后，也一直在绕太阳的轨道上。这些宇宙尘埃（流星体）进入到地球大气时，与大气摩擦、发热、燃烧，就是我们看到的流星。那么，地球每年在运行到跟这些尘埃团相遇时或者所在运行的轨道时就会比平常有更多的几率碰到这些星际尘埃，从而产生更多的流星，形成流星雨。

（中科院空间中心王铮供稿）