太陽中最重要的元素是什麼?

題目：

太陽中最重要的元素是什麼?
一個是氫,還有甚?

解答：

「太陽元素」的發現

1842年7月8日,歐洲南部發生了一次日全食.當時,來自英國、法國、德國和俄國的許多天文學家聚集在南歐,觀測這次難得的日全食.
當月球慢慢地遮住太陽,耀眼的日面變黑後,呈現出明亮的日輪.這時,人們發現,日輪的邊緣噴射著非常壯麗的玫瑰色的光暈.同時人們還驚奇地發現,在日輪邊緣有幾團巨大的深紅色的火焰.對此,人們提出了不少疑問：這是月亮上的火山還是太陽的光斑?或是由於眼睛疲勞而引起的幻覺?
1860年初,歐洲又發生了日全食.在觀測中人們確認,日輪邊緣這種「突出物」是太陽噴出的火舌.有的天文學家爲這一現象照了像.有的天文學家甚至還把日輪邊緣的突出物畫了下來.突出物常出現在日輪邊緣,好像太陽長了耳朵一樣.爲此,天文學家把它稱爲「日珥」.「珥」在漢語裡的意思是女子的珠玉耳飾.
1868年8月18日,印度發生日全食,趕去觀測的很多天文學家已裝備了基爾霍夫發明的那種分光鏡.當時,一位名叫詹遜的法國天文學家,決定借這次日全食的機會,用分光鏡研究一下太陽上的突出物——日珥的光譜.與此同時,英國也組織了觀測日全食的遠征隊,其中一名叫洛基爾的天文愛好者,也帶著分光鏡參加了這次觀測.
在這次日全食時,詹遜成功地拍攝了太陽色球的光譜.湊巧的是,他把一個日珥的光譜也拍到了.結果,他發現在日珥的D1、D2鈉線旁邊,還有一條黃色的發射線.「它會不會是鈉的另一條譜線——D3線呢?如果不是,那又是什麼呢?」詹遜這樣想.爲了證實這條新發現的譜線是否確實存在,他決定做進一步的觀測研究.可是這次日全食已經結束了.怎麼才能夠在沒有日全食時再觀測到這條譜線呢?第二天拂曉,詹遜登上了一座高高的塔頂,做好觀測日出的準備.當太陽剛從地平線鑽出來,詹遜就把分光鏡的細縫對準了太陽的最邊緣.他做得既小心,又很巧妙,進入分光細縫的只是太陽突出物的光線.結果,昨天他在日全食時所觀測到的那條譜線又出現了.這時他才確信昨天的觀測結果是真實的.詹遜高興極了,他立即寫了一封信,向法國科學院報告這一重要發現.由於當時交通不方便,信從印度到法國用了兩個多月的時間.
有趣的是,設在巴黎的法國科學院在同一天收到了兩封信,一封來自詹遜,另一封來自英國的天文愛好者洛基爾.兩封信談的是同一發現.洛基爾的信發自英國,他是在不知道詹遜的觀測結果的情況下得出了同一發現的.1868年10月26日,在巴黎科學院會議上同時宣讀了這兩封信.科學家們對這一重要的發現很感興趣.後來,爲了紀念這一重要的歷史發現,法國科學院鑄造了金質獎章.獎章正面刻著詹遜和洛基爾的頭像,下面寫著：「1868年8月18日珥光譜分析」,背面是駕著四匹馬戰車的「阿波羅」太陽神像.
詹遜和洛基爾在日珥光譜中發現的那條橙黃色明線（D3）是從哪兒來的呢?或者說,這條黃線表示了什麼呢?當時的化學家們所具有的物質表中,沒有一種物質的光譜里有這樣的黃線.1869年,洛基爾在實驗中再次作了仔細的檢查,發現這條明線確實與當時地球上已知的任何元素的譜線不相對應.因此他認爲,這是屬於地球上所沒有的太陽物質產生的譜線.洛基爾把這種元素命名爲「Helium」,原意爲「太陽」.這就是後來人們常提到的「氦」.歷史上有一段時間,把氦稱爲「太陽元素」.
地球上真的沒有氦嗎?在日珥D3線發現後的27年,一位名叫雷姆塞的英國化學家終於在地球上也找到了氦.當時,他正在分析一種叫釔鈾礦的礦石,發現它與硫酸作用時可放出一種氣體.雷姆塞很想知道這是什麼氣體,就委託一位物理工作者用分光鏡觀察,結果發現,它在黃區發出的一條明亮的譜線,正是1868年日全食觀測時發現的D3線.就這樣,以往認爲高不可攀的「太陽元素」,總算在地球上也找到了.
科學家的研究表明,不僅僅是太陽,任何一個天體,只要它發出的光有足夠的強度,能產生可以測量的光譜,人們就能夠知道它的化學成分和含量.
1929年,美國天文學家羅素（1877—1957）,在仔細地研究了太陽光譜之後,證明太陽上氫的含量多得驚人.他斷定氫占了太陽總體積的五分之三.美國天文學家門澤爾曾估計,太陽總體積的81.76％是氫,18.17％是氦,其他元素只占0.07％.
人們經過多年來對數以萬計的夫琅和費線進行精細的「普查」,已經在太陽大氣中發現了60多種化學元素.這些元素在地球上都能找到.

「化驗」太陽

看了這個題目,少年朋友一定會感到奇怪,太陽離我們那麼遙遠,怎麼進行化驗呢?我說的可不是「天方夜譚」,早在1859年,就有科學家對太陽「化驗」過了.
1859年的一天夜裡,本生和基爾霍夫在實驗室窗前向外眺望,發現16千米外的曼海姆城發生了大火災.兩位科學家好奇地用分光鏡觀察這片火光,竟在大火的光譜中找到了鋇和鍶的光譜線.由此,本生突然想到,既然可以用分光鏡分析曼海姆城的火光,爲什麼不能用它「化驗」太陽呢?
他們首先遇到的就是30多年前夫琅和費留下的太陽光譜中的暗線之謎.基爾霍夫對暗線中的D線最感興趣,因爲那是太陽光譜里最明顯的暗線之一.1859年10月,基爾霍夫用自己的試驗證明了D線是在鈉的光譜位置上.實驗是怎樣進行的呢?他首先用分光鏡看太陽的光譜,記下了D線的位置,然後遮住陽光,點燃了本生燈,在燈上燃起鈉鹽.果然,鈉的粗亮的黃線正好出現在D線的位置上.
在進一步的實驗中,基爾霍夫注意到,一團較冷的物質蒸氣所吸收的波長,恰恰等於這種物質熾熱發光時所發射的波長,也就是「吸收光譜」.例如冷的鈉蒸氣吸收的暗線與熾熱的鈉蒸氣發出的亮線位置絲毫不差.所以吸收光譜的暗線與發射光譜的亮線一樣,都可以作為鑑別元素的標誌.基爾霍夫由此證明了太陽上存在著鈉.
夫琅和費「暗線之謎」終於被解開.原來是太陽表面發出的白光,能產生連續光譜.當白光通過太陽外圍的大氣時,太陽外圍大氣中的某些元素,會把連續光譜中相應的譜線吸收掉.正是由於這個原因,當初夫琅和費接收的太陽光譜中才出現了暗黑的譜線.
在解開夫琅和費「暗線之謎」以後,基爾霍夫和本生又用鐵作了實驗.鐵的光譜有60多條亮線,而在太陽光譜中60多條亮線的位置上,正好有60多條夫琅和費暗線.由此說明太陽上有鐵.不久,基爾霍夫用同樣的方法,又證明了太陽光譜中H和K這兩條暗線是由鈣產生的,說明太陽大氣里存在著鈣.
兩位科學家竟然在離太陽1.5億千米之遙的地球上,測出了太陽的化學成分!真是了不起的成就.1862年,瑞典的化學家昂格斯特羅姆又證明了太陽上存在著氫元素.從那以後,天文學家們開始以光譜分析作爲一種強有力的天文研究手段,「化驗」太陽的工作不斷地取得新的成果.