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太陽
#恒星# 0 0
太陽(Sun)是太陽系的中心天體,占有太陽系總體質量的99.86%,是距離地球最近的恒星,距離約0.0000158光年。它幾乎是熱等離子體與磁場交織著的一個理想球體,直徑大約是1392000(1.392×10?)千米,相當于地球直徑的109倍;體積大約是地球的130萬倍;其質量大約是2×103?千克(地球的330000倍)。每年1月初,地球會運行到離太陽最近的位置,這個位置被叫作“近日點”。
詳(xiang)細介(jie)紹 PROFILE +

太陽(Sun)是(shi)太陽系(xi)的(de)中(zhong)心(xin)天體,占有太陽系(xi)總體質量的(de)99.86%。太陽系(xi)中(zhong)的(de)八大行(xing)星(xing)(xing)、小行(xing)星(xing)(xing)、流星(xing)(xing)、彗星(xing)(xing)、外海(hai)王星(xing)(xing)天體以及星(xing)(xing)際塵埃等,都(dou)圍繞(rao)著(zhu)太陽公轉,而(er)太陽則圍繞(rao)著(zhu)銀河系(xi)的(de)中(zhong)心(xin)公轉。

太(tai)(tai)陽(yang)是(shi)位(wei)于太(tai)(tai)陽(yang)系(xi)中心的恒星(xing),它(ta)幾乎是(shi)熱等離子體(ti)(ti)與磁場交織著(zhu)的一個理想球(qiu)(qiu)體(ti)(ti)。太(tai)(tai)陽(yang)直徑(jing)大約(yue)(yue)是(shi)1392000(1.392×10?)千(qian)(qian)米,相(xiang)當于地(di)球(qiu)(qiu)直徑(jing)的109倍(bei);體(ti)(ti)積大約(yue)(yue)是(shi)地(di)球(qiu)(qiu)的130萬倍(bei);其質(zhi)量大約(yue)(yue)是(shi)2×103?千(qian)(qian)克(地(di)球(qiu)(qiu)的330000倍(bei))。從化學組成來看(kan),現在太(tai)(tai)陽(yang)質(zhi)量的大約(yue)(yue)四分之三是(shi)氫,剩下的幾乎都是(shi)氦,包括氧、碳(tan)、氖、鐵和(he)其他的重元素質(zhi)量少于2%,采用核聚變(bian)的方(fang)式向太(tai)(tai)空釋放(fang)光和(he)熱。

太陽目前正在(zai)穿越銀(yin)河系(xi)內部(bu)邊緣(yuan)獵戶臂的(de)(de)本地泡區(qu)中的(de)(de)本星(xing)際云。在(zai)距(ju)離地球17光(guang)年的(de)(de)距(ju)離內有50顆最鄰近的(de)(de)恒星(xing)系(xi)(與太陽距(ju)離最近的(de)(de)恒星(xing)是稱作比鄰星(xing)的(de)(de)紅矮星(xing),大約4.2光(guang)年)。

太(tai)(tai)陽(yang)(yang)是一顆黃矮星(xing)(光譜為G2V),黃矮星(xing)的(de)(de)壽命大(da)致(zhi)為100億(yi)年,目前太(tai)(tai)陽(yang)(yang)大(da)約(yue)(yue)45.7億(yi)歲。在大(da)約(yue)(yue)50至60億(yi)年之后,太(tai)(tai)陽(yang)(yang)內部(bu)的(de)(de)氫元素(su)(su)幾(ji)乎會(hui)全部(bu)消耗(hao)盡,太(tai)(tai)陽(yang)(yang)的(de)(de)核(he)心(xin)將(jiang)(jiang)發(fa)生坍縮(suo),導致(zhi)溫(wen)度(du)上升(sheng),這(zhe)一過程將(jiang)(jiang)一直持(chi)續到(dao)太(tai)(tai)陽(yang)(yang)開(kai)始把氦(hai)元素(su)(su)聚(ju)變成碳(tan)元素(su)(su)。雖然氦(hai)聚(ju)變產(chan)生的(de)(de)能量比氫聚(ju)變產(chan)生的(de)(de)能量少,但溫(wen)度(du)也更高,因此太(tai)(tai)陽(yang)(yang)的(de)(de)外層將(jiang)(jiang)膨脹,并且(qie)把一部(bu)分外層大(da)氣(qi)釋(shi)放到(dao)太(tai)(tai)空(kong)中。當轉(zhuan)向新元素(su)(su)的(de)(de)過程結(jie)束(shu)時(shi),太(tai)(tai)陽(yang)(yang)的(de)(de)質量將(jiang)(jiang)稍(shao)微下降,外層將(jiang)(jiang)延伸到(dao)地球或者火星(xing)目前運行(xing)的(de)(de)軌道處(這(zhe)時(shi)由于太(tai)(tai)陽(yang)(yang)質量的(de)(de)下降,這(zhe)兩顆行(xing)星(xing)將(jiang)(jiang)會(hui)離太(tai)(tai)陽(yang)(yang)更遠(yuan))。

演化

太(tai)陽(yang)是(shi)在(zai)(zai)大約45.7億(yi)年(nian)(nian)前在(zai)(zai)一個(ge)坍縮的(de)(de)(de)氫(qing)分子(zi)云內形(xing)成(cheng)(cheng)。太(tai)陽(yang)形(xing)成(cheng)(cheng)的(de)(de)(de)時間以兩種方(fang)法測量(liang):太(tai)陽(yang)目(mu)前在(zai)(zai)主(zhu)序(xu)帶上的(de)(de)(de)年(nian)(nian)齡(ling),使用恒(heng)星演化(hua)(hua)和太(tai)初(chu)核(he)合(he)成(cheng)(cheng)的(de)(de)(de)電腦模型確認,大約就是(shi)45.7億(yi)年(nian)(nian)。這與放射(she)(she)性定年(nian)(nian)法得到的(de)(de)(de)太(tai)陽(yang)最古老的(de)(de)(de)物(wu)質是(shi)45.67億(yi)年(nian)(nian)非常的(de)(de)(de)吻合(he)。太(tai)陽(yang)在(zai)(zai)其主(zhu)序(xu)的(de)(de)(de)演化(hua)(hua)階段已經到了中年(nian)(nian)期(qi),在(zai)(zai)這個(ge)階段的(de)(de)(de)核(he)聚變是(shi)在(zai)(zai)核(he)心(xin)將氫(qing)聚變成(cheng)(cheng)氦。每秒中有超過400萬噸(dun)的(de)(de)(de)物(wu)質在(zai)(zai)太(tai)陽(yang)的(de)(de)(de)核(he)心(xin)轉化(hua)(hua)成(cheng)(cheng)能(neng)量(liang),產生中微子(zi)和太(tai)陽(yang)輻射(she)(she)。以這個(ge)速(su)率(lv),到目(mu)前為止,太(tai)陽(yang)大約轉化(hua)(hua)了100個(ge)地球質量(liang)的(de)(de)(de)物(wu)質成(cheng)(cheng)為能(neng)量(liang),太(tai)陽(yang)在(zai)(zai)主(zhu)序(xu)帶上耗費的(de)(de)(de)時間總共大約為100億(yi)年(nian)(nian)。

太陽(yang)沒有足夠的(de)(de)(de)(de)質(zhi)量(liang)爆發成(cheng)為超新星,替代的(de)(de)(de)(de)是(shi),在約50億(yi)年(nian)后它將(jiang)進入紅巨星的(de)(de)(de)(de)階段,氦(hai)核心(xin)為抵(di)抗(kang)引力而收(shou)縮(suo),同時(shi)變(bian)熱;緊挨(ai)核心(xin)的(de)(de)(de)(de)氫包層因溫度(du)(du)上升而加速聚(ju)變(bian),結(jie)果(guo)產生的(de)(de)(de)(de)熱量(liang)持續(xu)增(zeng)加,傳(chuan)導到外(wai)層,使其向外(wai)膨脹(zhang)(zhang)。當核心(xin)的(de)(de)(de)(de)溫度(du)(du)達到1億(yi)K時(shi),氦(hai)聚(ju)變(bian)將(jiang)開始(shi)進行并燃燒生成(cheng)碳。由于此時(shi)的(de)(de)(de)(de)氦(hai)核心(xin)已經(jing)相(xiang)當于一個小型“白矮星”(電子簡(jian)并態),熱失(shi)控的(de)(de)(de)(de)氦(hai)聚(ju)變(bian)將(jiang)導致氦(hai)閃,釋放的(de)(de)(de)(de)巨大能量(liang)使太陽(yang)核心(xin)大幅度(du)(du)膨脹(zhang)(zhang),解除(chu)了電子簡(jian)并態,然后核心(xin)剩余的(de)(de)(de)(de)氦(hai)進行穩(wen)定的(de)(de)(de)(de)聚(ju)變(bian)。從外(wai)部(bu)看(kan),太陽(yang)將(jiang)如新星般突然增(zeng)亮5~10個星等(相(xiang)比于此前的(de)(de)(de)(de)“紅巨星”階段),接著體(ti)積大幅度(du)(du)縮(suo)小,變(bian)得比原先的(de)(de)(de)(de)紅巨星暗(an)淡(dan)得多(但仍將(jiang)比現在的(de)(de)(de)(de)太陽(yang)亮),直到核心(xin)的(de)(de)(de)(de)碳逐步(bu)累(lei)積,再次進入核心(xin)收(shou)縮(suo)、外(wai)層膨脹(zhang)(zhang)階段。這就是(shi)漸近巨星分支階段。

地(di)(di)球(qiu)的(de)(de)命運是不確定的(de)(de),當太(tai)陽(yang)成(cheng)為紅巨星(xing)(xing)時,其(qi)半徑大(da)約(yue)會(hui)(hui)是現(xian)在的(de)(de)200倍,表面可(ke)能將膨脹(zhang)至地(di)(di)球(qiu)現(xian)在的(de)(de)軌(gui)道(dao)——1AU(1.5×1011m)。然而,當太(tai)陽(yang)成(cheng)為漸近巨星(xing)(xing)分支的(de)(de)恒(heng)(heng)星(xing)(xing)時,由于恒(heng)(heng)星(xing)(xing)風(feng)的(de)(de)作用,它大(da)約(yue)已經流失30%的(de)(de)質量,所以(yi)地(di)(di)球(qiu)的(de)(de)軌(gui)道(dao)會(hui)(hui)向(xiang)外移動。如果只是這(zhe)樣,地(di)(di)球(qiu)或(huo)許可(ke)以(yi)幸免,但新的(de)(de)研究(jiu)認為地(di)(di)球(qiu)可(ke)能會(hui)(hui)因為潮汐(xi)的(de)(de)相互(hu)作用而被(bei)太(tai)陽(yang)吞(tun)噬(shi)掉。但即(ji)使地(di)(di)球(qiu)能逃脫(tuo)被(bei)太(tai)陽(yang)焚(fen)毀的(de)(de)命運,地(di)(di)球(qiu)上的(de)(de)水仍(reng)然都會(hui)(hui)沸騰(teng),大(da)部分的(de)(de)氣體都會(hui)(hui)逃逸入太(tai)空(kong)。

即使太(tai)陽(yang)仍在(zai)(zai)主序帶的(de)(de)(de)現階段,太(tai)陽(yang)的(de)(de)(de)光(guang)度(du)(du)仍然在(zai)(zai)緩慢(man)的(de)(de)(de)增(zeng)加(每10億年(nian)約(yue)增(zeng)加10%),表(biao)面的(de)(de)(de)溫(wen)度(du)(du)也緩緩的(de)(de)(de)提升。太(tai)陽(yang)過去(qu)的(de)(de)(de)光(guang)度(du)(du)比較暗淡,這可能(neng)是(shi)生命在(zai)(zai)10億年(nian)前才出現在(zai)(zai)陸地上的(de)(de)(de)原因。太(tai)陽(yang)的(de)(de)(de)溫(wen)度(du)(du)若依照這樣的(de)(de)(de)速率增(zeng)加,在(zai)(zai)未來的(de)(de)(de)10億年(nian),地球(qiu)可能(neng)會變得太(tai)熱,使水不(bu)再(zai)能(neng)以液態存在(zai)(zai)于(yu)地球(qiu)表(biao)面,而使地球(qiu)上所有的(de)(de)(de)生物(wu)趨(qu)于(yu)滅絕。

繼紅巨(ju)星階段之后(hou),激烈(lie)的(de)熱脈動將導致太陽外(wai)層(ceng)的(de)氣(qi)體逃逸,形成行星狀(zhuang)星云。在(zai)外(wai)層(ceng)被剝(bo)離后(hou),唯(wei)一(yi)留(liu)存(cun)下來的(de)就是恒星炙熱的(de)核心(xin)——白矮(ai)星,并在(zai)數十億年(nian)中(zhong)逐(zhu)漸冷卻和黯淡。這是低質(zhi)(zhi)量(liang)與中(zhong)質(zhi)(zhi)量(liang)恒星演化的(de)典型。

質量體積

太(tai)陽是一個巨大(da)而熾熱(re)的氣體(ti)星球(qiu)(qiu)。知道了日(ri)地(di)距離(li),再從地(di)球(qiu)(qiu)上測得(de)太(tai)陽圓面(mian)的視角直徑,從簡單的三角關(guan)系就可(ke)以求出太(tai)陽的半(ban)徑為(wei)69.6萬千米(mi),是地(di)球(qiu)(qiu)半(ban)徑的109倍(bei)。由此可(ke)以算(suan)出太(tai)陽的體(ti)積為(wei)地(di)球(qiu)(qiu)的130萬倍(bei)。

天(tian)文學家根據開普勒行星運動的(de)第三(san)定律,利(li)用地球的(de)質(zhi)(zhi)量和它(ta)環繞太陽運轉的(de)軌(gui)道(dao)半徑及周期(qi),還可以推算出太陽的(de)質(zhi)(zhi)量為1.989×103?千克,這個(ge)質(zhi)(zhi)量是(shi)地球的(de)33萬倍。并(bing)且集中(zhong)(zhong)了太陽系99.86%的(de)質(zhi)(zhi)量。但是(shi),即使這樣一個(ge)龐然大(da)物,在茫茫宇(yu)宙之(zhi)中(zhong)(zhong),卻也不(bu)過只是(shi)一顆質(zhi)(zhi)量中(zhong)(zhong)等的(de)普通恒星而已(yi)。

由太(tai)陽(yang)(yang)的(de)(de)體積和質量,可以計算出太(tai)陽(yang)(yang)平均密度(du)為(wei)1.409克/厘米(mi)3,約(yue)為(wei)地球(qiu)平均密度(du)的(de)(de)0.26倍。太(tai)陽(yang)(yang)表(biao)面的(de)(de)重力加速(su)度(du)等于273.9810米(mi)/秒2,約(yue)為(wei)地球(qiu)表(biao)面重力加速(su)度(du)的(de)(de)28倍,如果(guo)一個(ge)人(ren)站在太(tai)陽(yang)(yang)表(biao)面,那么(me)他的(de)(de)體重將會是在地球(qiu)上的(de)(de)20倍。太(tai)陽(yang)(yang)表(biao)面的(de)(de)逃逸速(su)度(du)約(yue)617.7公里/秒,任何一個(ge)中(zhong)性(xing)粒子的(de)(de)速(su)度(du)必須大于這(zhe)個(ge)值,才能脫離太(tai)陽(yang)(yang)的(de)(de)吸引(yin)力而跑到宇宙空間中(zhong)去(qu)。

所處位置

太(tai)(tai)(tai)陽只是(shi)宇宙中一顆十分(fen)普通的(de)(de)(de)恒(heng)星(xing),但它卻是(shi)太(tai)(tai)(tai)陽系(xi)(xi)的(de)(de)(de)中心天體。太(tai)(tai)(tai)陽系(xi)(xi)中,包含我們(men)的(de)(de)(de)地(di)球在內(nei)的(de)(de)(de)八(ba)大(da)行(xing)星(xing)、一些矮行(xing)星(xing)、彗星(xing)和其(qi)它無數的(de)(de)(de)太(tai)(tai)(tai)陽系(xi)(xi)小天體,都在太(tai)(tai)(tai)陽的(de)(de)(de)強大(da)引力作用下環繞太(tai)(tai)(tai)陽運(yun)行(xing)。太(tai)(tai)(tai)陽系(xi)(xi)的(de)(de)(de)疆域龐(pang)大(da),僅(jin)以(yi)冥王星(xing)為例,其(qi)運(yun)行(xing)軌道距離太(tai)(tai)(tai)陽就(jiu)將近40個天文單位,也就(jiu)是(shi)60億千米之遙遠,而實際上太(tai)(tai)(tai)陽系(xi)(xi)的(de)(de)(de)范(fan)圍還(huan)要數十倍于此。

但是這樣一(yi)個龐大的(de)太(tai)陽系家族,在(zai)(zai)銀(yin)河(he)(he)(he)系中(zhong)卻僅僅只(zhi)是十分普通的(de)滄海(hai)一(yi)粟。銀(yin)河(he)(he)(he)系擁有至少1000億(yi)顆以上的(de)恒星,直徑約10萬(wan)光年。太(tai)陽位(wei)于銀(yin)道面(mian)之北(bei)(bei)的(de)獵戶座旋(xuan)臂(bei)上,距離銀(yin)河(he)(he)(he)系中(zhong)心(xin)約30000光年,在(zai)(zai)銀(yin)道面(mian)以北(bei)(bei)約26光年,它一(yi)方(fang)面(mian)繞(rao)著(zhu)銀(yin)心(xin)以每秒250公(gong)里的(de)速度旋(xuan)轉,周(zhou)(zhou)期(qi)大概是2.5億(yi)年,另(ling)一(yi)方(fang)面(mian)又相(xiang)對于周(zhou)(zhou)圍恒星以每秒19.7公(gong)里的(de)速度朝著(zhu)織女星附近方(fang)向(xiang)運動。太(tai)陽也在(zai)(zai)自轉,其周(zhou)(zhou)期(qi)在(zai)(zai)日面(mian)赤道帶約25天;兩(liang)極區約為(wei)35天。

太(tai)陽正在(zai)穿越銀河(he)系(xi)內(nei)部邊緣獵(lie)戶臂的(de)(de)(de)(de)本地泡(pao)區中的(de)(de)(de)(de)本星(xing)際云。在(zai)距(ju)離(li)(li)地球17光年的(de)(de)(de)(de)距(ju)離(li)(li)內(nei)有(you)50顆(ke)(ke)最鄰近的(de)(de)(de)(de)恒星(xing)系(xi)(距(ju)離(li)(li)最近的(de)(de)(de)(de)一顆(ke)(ke)恒星(xing)是紅矮星(xing),被稱為比鄰星(xing),距(ju)太(tai)陽大(da)(da)約(yue)4.2光年),太(tai)陽的(de)(de)(de)(de)質量在(zai)這(zhe)些恒星(xing)中排在(zai)第四。太(tai)陽在(zai)距(ju)離(li)(li)銀河(he)中心24000至26000光年的(de)(de)(de)(de)距(ju)離(li)(li)上繞著銀河(he)公(gong)轉,從銀河(he)北(bei)極鳥瞰,太(tai)陽沿(yan)順時針軌道運行,大(da)(da)約(yue)2億2500萬至2億5000萬年繞行一周。由(you)于銀河(he)系(xi)在(zai)宇宙微(wei)波背景輻射(she)(CMB)中以550公(gong)里/秒的(de)(de)(de)(de)速(su)度朝(chao)向(xiang)長蛇座(zuo)的(de)(de)(de)(de)方(fang)向(xiang)運動(dong),這(zhe)兩個速(su)度合(he)成之后,太(tai)陽相對于CMB的(de)(de)(de)(de)速(su)度是370公(gong)里/秒,朝(chao)向(xiang)巨爵座(zuo)或獅子座(zuo)的(de)(de)(de)(de)方(fang)向(xiang)運動(dong)。

在(zai)南門二(比鄰星(xing)(xing)所在(zai)的三合(he)星(xing)(xing)系統)的位(wei)置觀(guan)看(kan)我們的太陽時,太陽則會(hui)成為仙(xian)后座(zuo)中一顆視星(xing)(xing)等為0.5等的恒(heng)星(xing)(xing)。大體來說,仙(xian)后座(zuo)的外形(xing)將會(hui)從//變成///,太陽將會(hui)位(wei)在(zai)仙(xian)后座(zuo)ε星(xing)(xing)的尾端。

旋轉

公轉

太陽繞銀河系中心公(gong)(gong)(gong)轉,繞銀河系中心公(gong)(gong)(gong)轉周期約(yue)2.5×10?年。銀河系中心可能有巨大黑洞,但它周圍布滿(man)了恒星,所以看(kan)上去象“銀盤(pan)”。這(zhe)些(xie)(xie)恒星都(dou)繞“銀核”公(gong)(gong)(gong)轉。與地(di)球公(gong)(gong)(gong)轉不同,這(zhe)些(xie)(xie)恒星公(gong)(gong)(gong)轉每繞一周離“銀核”會更近。

自轉

太(tai)陽(yang)和其它天(tian)(tian)體一(yi)樣,也在圍(wei)繞自(zi)(zi)(zi)己的軸心自(zi)(zi)(zi)西(xi)向東自(zi)(zi)(zi)轉(zhuan)(zhuan)(zhuan),但觀測和研究表(biao)明,太(tai)陽(yang)表(biao)面不(bu)同的緯度(du)處,自(zi)(zi)(zi)轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)速(su)度(du)不(bu)一(yi)樣。在赤道處,太(tai)陽(yang)自(zi)(zi)(zi)轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)一(yi)周(zhou)需要25.4天(tian)(tian),而在緯度(du)40處需要27.2天(tian)(tian),到了(le)兩極地區,自(zi)(zi)(zi)轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)一(yi)周(zhou)則需要35天(tian)(tian)左(zuo)右。這種自(zi)(zi)(zi)轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)方式被稱(cheng)為“較差自(zi)(zi)(zi)轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)”。

構造

根(gen)據太(tai)(tai)陽(yang)(yang)活動的(de)相對強弱,太(tai)(tai)陽(yang)(yang)可分為寧靜(jing)太(tai)(tai)陽(yang)(yang)和(he)(he)活動太(tai)(tai)陽(yang)(yang)兩大類。寧靜(jing)太(tai)(tai)陽(yang)(yang)是(shi)(shi)一個理論上假(jia)定寧靜(jing)的(de)球對稱(cheng)熱氣(qi)體球,其性質只隨半徑而變,而且在任一球層(ceng)(ceng)(ceng)中(zhong)都是(shi)(shi)均勻的(de),其目的(de)在于研究太(tai)(tai)陽(yang)(yang)的(de)總體結構(gou)和(he)(he)一般性質。在這種假(jia)定下,按(an)照(zhao)由(you)里往外(wai)的(de)順(shun)序(xu),太(tai)(tai)陽(yang)(yang)是(shi)(shi)由(you)核心、輻(fu)射區(qu)、對流層(ceng)(ceng)(ceng)、光(guang)球層(ceng)(ceng)(ceng)、色球層(ceng)(ceng)(ceng)、日冕層(ceng)(ceng)(ceng)構(gou)成。光(guang)球層(ceng)(ceng)(ceng)之下稱(cheng)為太(tai)(tai)陽(yang)(yang)內部(bu);光(guang)球層(ceng)(ceng)(ceng)之上稱(cheng)為太(tai)(tai)陽(yang)(yang)大氣(qi)。

磁場

太陽圈(quan)電流(liu)片(pian)延伸到太陽系(xi)外(wai),結果是(shi)來自(zi)太陽的旋(xuan)轉(zhuan)磁場影響到星際物(wu)質中(zhong)的等離子體。

太(tai)(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)是(shi)磁(ci)(ci)力活(huo)躍的(de)(de)恒星,它(ta)(ta)支(zhi)撐一個強大、年復一年在(zai)(zai)(zai)變(bian)化的(de)(de)磁(ci)(ci)場(chang),并(bing)且大約(yue)每11年環繞著太(tai)(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)極(ji)大期(qi)反轉(zhuan)它(ta)(ta)的(de)(de)方向(xiang)太(tai)(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)磁(ci)(ci)場(chang)會(hui)導致(zhi)很多影響(xiang),稱為(wei)太(tai)(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)活(huo)動(dong),包(bao)括在(zai)(zai)(zai)太(tai)(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)表面的(de)(de)太(tai)(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)黑子(zi)、太(tai)(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)耀斑、和攜帶(dai)著物(wu)質穿越太(tai)(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)系(xi)(xi)且不(bu)斷(duan)變(bian)化的(de)(de)太(tai)(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)風。太(tai)(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)活(huo)動(dong)對地球的(de)(de)影響(xiang)包(bao)括在(zai)(zai)(zai)高緯度(du)的(de)(de)極(ji)光,和擾亂無線電通(tong)訊(xun)和電力。太(tai)(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)活(huo)動(dong)被認為(wei)在(zai)(zai)(zai)太(tai)(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)系(xi)(xi)的(de)(de)形(xing)成和演(yan)化扮演(yan)了(le)很重要的(de)(de)角色,太(tai)(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)因為(wei)高溫的(de)(de)緣故(gu),所有的(de)(de)物(wu)質都是(shi)氣體和等離子(zi)體,這使得太(tai)(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)的(de)(de)轉(zhuan)速可能(neng)在(zai)(zai)(zai)赤道(大約(yue)25天)較(jiao)快,而不(bu)是(shi)高緯度(du)(在(zai)(zai)(zai)兩極(ji)約(yue)為(wei)35天)太(tai)(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)因緯度(du)不(bu)同的(de)(de)較(jiao)差自(zi)轉(zhuan)造(zao)成它(ta)(ta)的(de)(de)磁(ci)(ci)場(chang)線隨(sui)著時(shi)間而糾纏在(zai)(zai)(zai)一起,造(zao)成磁(ci)(ci)場(chang)圈(quan)從(cong)太(tai)(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)表面噴發(fa)出來,并(bing)觸發(fa)太(tai)(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)形(xing)成系(xi)(xi)距性的(de)(de)太(tai)(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)黑子(zi)和日珥(er)(參見磁(ci)(ci)重聯)。隨(sui)著太(tai)(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)每11年反轉(zhuan)它(ta)(ta)本身的(de)(de)磁(ci)(ci)場(chang),這種(zhong)糾纏創造(zao)了(le)太(tai)(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)發(fa)電機(ji)和11年的(de)(de)太(tai)(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)磁(ci)(ci)場(chang)活(huo)動(dong)太(tai)(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)周期(qi)。

太(tai)(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)磁(ci)場(chang)(chang)(chang)朝太(tai)(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)本體外更(geng)遠(yuan)處(chu)延伸,磁(ci)化的(de)(de)太(tai)(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)風等離子體攜帶著(zhu)太(tai)(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)的(de)(de)磁(ci)場(chang)(chang)(chang)進入太(tai)(tai)(tai)(tai)空(kong),形成所謂的(de)(de)行星(xing)際磁(ci)場(chang)(chang)(chang)由(you)于(yu)等離子體只能沿著(zhu)磁(ci)場(chang)(chang)(chang)線移(yi)動,離開太(tai)(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)的(de)(de)行星(xing)際磁(ci)場(chang)(chang)(chang)起初是(shi)沿著(zhu)徑(jing)向伸展(zhan)的(de)(de)。因(yin)位(wei)在太(tai)(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)赤(chi)道上方和下方離開太(tai)(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)的(de)(de)磁(ci)場(chang)(chang)(chang)具(ju)有(you)不(bu)同的(de)(de)極性,因(yin)此在太(tai)(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)的(de)(de)赤(chi)道平面存(cun)在著(zhu)一層(ceng)薄薄的(de)(de)電(dian)流層(ceng),稱(cheng)為太(tai)(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)圈(quan)電(dian)流片。太(tai)(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)的(de)(de)自轉使(shi)得遠(yuan)距離的(de)(de)磁(ci)場(chang)(chang)(chang)和電(dian)流片旋轉成像是(shi)阿基米德螺(luo)(luo)旋結構,稱(cheng)為派克螺(luo)(luo)旋。行星(xing)際磁(ci)場(chang)(chang)(chang)的(de)(de)強度遠(yuan)比太(tai)(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)的(de)(de)偶(ou)極性磁(ci)場(chang)(chang)(chang)強大。太(tai)(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)50-400μT的(de)(de)磁(ci)偶(ou)極(在光球)隨著(zhu)距離的(de)(de)三次方衰減,在地球的(de)(de)距離上只有(you)0.1nT。然而依據(ju)太(tai)(tai)(tai)(tai)空(kong)船的(de)(de)觀測(ce),在地球附(fu)近的(de)(de)行星(xing)際磁(ci)場(chang)(chang)(chang)是(shi)這(zhe)個數值的(de)(de)100倍,大約是(shi)5nT。

內部

核反應區

從中(zhong)心(xin)(xin)到0.25太(tai)(tai)陽(yang)半徑是(shi)太(tai)(tai)陽(yang)發射巨大(da)(da)能量(liang)的(de)(de)(de)真正(zheng)源頭,也稱為(wei)核(he)(he)反(fan)應區。在(zai)這(zhe)里,太(tai)(tai)陽(yang)核(he)(he)心(xin)(xin)處溫度高達1500萬度,壓力相當于3000億個(ge)大(da)(da)氣壓,隨時都(dou)在(zai)進(jin)行著四個(ge)氫(qing)(qing)核(he)(he)聚變成一(yi)個(ge)氦(hai)核(he)(he)的(de)(de)(de)熱核(he)(he)反(fan)應。根據原子核(he)(he)物理學(xue)和愛因(yin)斯坦的(de)(de)(de)質能轉(zhuan)換關系式E=mc2,每秒鐘有(you)質量(liang)為(wei)6億噸的(de)(de)(de)氫(qing)(qing)經(jing)過熱核(he)(he)聚變反(fan)應為(wei)5.96億噸的(de)(de)(de)氦(hai),并釋放出相當于400萬噸氫(qing)(qing)的(de)(de)(de)能量(liang),正(zheng)是(shi)這(zhe)巨大(da)(da)的(de)(de)(de)能源帶給了我(wo)們光和熱,但這(zhe)損失的(de)(de)(de)質量(liang)與太(tai)(tai)陽(yang)的(de)(de)(de)總(zong)質量(liang)相比,卻是(shi)不(bu)值(zhi)一(yi)提的(de)(de)(de)。根據對太(tai)(tai)陽(yang)內(nei)部(bu)氫(qing)(qing)含量(liang)的(de)(de)(de)估(gu)計(ji),太(tai)(tai)陽(yang)至少還有(you)50億年的(de)(de)(de)正(zheng)常壽命。

輻射區

0.25太(tai)(tai)陽半徑~0.86太(tai)(tai)陽半徑是(shi)(shi)太(tai)(tai)陽輻射區(qu),它包含了各種電磁(ci)輻射和粒子(zi)流(liu)。輻射從內部向外(wai)部傳遞(di)過(guo)程(cheng)是(shi)(shi)多次(ci)被物(wu)質吸(xi)收而又(you)再次(ci)發射的(de)過(guo)程(cheng)。從核反應區(qu)到太(tai)(tai)陽表面的(de)行程(cheng)中,能(neng)量依次(ci)以X射線、遠紫(zi)外(wai)線、紫(zi)外(wai)線,最后是(shi)(shi)可見光的(de)形式向外(wai)輻射。太(tai)(tai)陽是(shi)(shi)一個取之(zhi)難盡,用之(zhi)不竭(jie)的(de)能(neng)量源(yuan)泉。

對流層

對流層是輻射(she)區的(de)外側區域,其厚(hou)度(du)(du)約有十幾萬千米(mi),由(you)于這(zhe)里的(de)溫度(du)(du)、壓(ya)力(li)和密度(du)(du)梯度(du)(du)都很大,太(tai)陽氣體呈對流的(de)不(bu)穩定狀態。使物質(zhi)的(de)徑向(xiang)(xiang)對流運動強烈,熱的(de)物質(zhi)向(xiang)(xiang)外運動,冷的(de)物質(zhi)沉入內(nei)部,太(tai)陽內(nei)部能量就是靠(kao)物質(zhi)的(de)這(zhe)種(zhong)對流,由(you)內(nei)部向(xiang)(xiang)外部傳輸。

大氣層

太(tai)(tai)陽(yang)(yang)光球以(yi)上的(de)(de)部分統稱(cheng)為(wei)太(tai)(tai)陽(yang)(yang)大(da)氣(qi)(qi)層,跨過(guo)整(zheng)個(ge)電磁頻譜,從(cong)無線(xian)電、可見光到伽馬(ma)射線(xian),都可以(yi)觀察它們分為(wei)5個(ge)主(zhu)要的(de)(de)部分:溫(wen)度極(ji)小區、色(se)(se)球、過(guo)渡區、日冕(mian)、和太(tai)(tai)陽(yang)(yang)圈(quan),太(tai)(tai)陽(yang)(yang)圈(quan)可能(neng)是太(tai)(tai)陽(yang)(yang)大(da)氣(qi)(qi)層最稀薄的(de)(de)外緣并(bing)且延伸(shen)到冥(ming)王星軌道(dao)之外與星際物(wu)質交界(jie),交界(jie)處稱(cheng)為(wei)日鞘,并(bing)且在那兒形(xing)成剪(jian)切的(de)(de)激波前緣。色(se)(se)球、過(guo)渡區和日冕(mian)的(de)(de)溫(wen)度都比太(tai)(tai)陽(yang)(yang)表面(mian)高(gao),原因還沒有獲得(de)證實,但證據指向(xiang)阿爾(er)文波可能(neng)攜(xie)帶(dai)了足夠的(de)(de)能(neng)量將日冕(mian)加熱。

光球

對流層(ceng)上面的太陽(yang)(yang)大氣(qi),稱為太陽(yang)(yang)光球(qiu)。光球(qiu)是一(yi)(yi)層(ceng)不透(tou)明(ming)的氣(qi)體薄層(ceng),厚度(du)約500千米。它確定了(le)太陽(yang)(yang)非常清晰的邊界(jie),幾乎(hu)所(suo)有的可見光都是從這一(yi)(yi)層(ceng)發(fa)射出來(lai)的。

色球

色(se)(se)(se)(se)(se)球(qiu)(qiu)(qiu)位(wei)于光球(qiu)(qiu)(qiu)之(zhi)上。厚度(du)約2000千(qian)米。太(tai)陽的(de)溫(wen)度(du)分布從核心向(xiang)外直到光球(qiu)(qiu)(qiu)層,都是逐漸下降的(de),但到了(le)色(se)(se)(se)(se)(se)球(qiu)(qiu)(qiu)層,卻又反常上升,到色(se)(se)(se)(se)(se)球(qiu)(qiu)(qiu)頂(ding)部時已(yi)達幾(ji)(ji)(ji)萬度(du)。由于色(se)(se)(se)(se)(se)球(qiu)(qiu)(qiu)層發出的(de)可見光總量不及光球(qiu)(qiu)(qiu)的(de)1%,因此人(ren)們(men)平常看不到它。只(zhi)有在發生(sheng)日(ri)全食(shi)時,即食(shi)既之(zhi)前幾(ji)(ji)(ji)秒種或者生(sheng)光以后幾(ji)(ji)(ji)秒鐘,當光球(qiu)(qiu)(qiu)所發射的(de)明亮(liang)光線(xian)被(bei)月影完全遮掩的(de)短(duan)暫時間內,在日(ri)面邊緣(yuan)呈現出狹窄的(de)玫瑰紅色(se)(se)(se)(se)(se)的(de)發光圈層,這就是色(se)(se)(se)(se)(se)球(qiu)(qiu)(qiu)層。平時,科學家們(men)要通過單(dan)色(se)(se)(se)(se)(se)光(波長為6563埃)色(se)(se)(se)(se)(se)球(qiu)(qiu)(qiu)望遠鏡才能觀測(ce)到太(tai)陽色(se)(se)(se)(se)(se)球(qiu)(qiu)(qiu)層。

日冕

日(ri)(ri)冕(mian)是(shi)太(tai)陽(yang)大氣的(de)(de)(de)最(zui)(zui)外(wai)層(ceng),由高(gao)溫(wen)、低(di)密度(du)的(de)(de)(de)等離子體所組成。亮(liang)(liang)度(du)微弱,在(zai)白(bai)光中的(de)(de)(de)總亮(liang)(liang)度(du)比太(tai)陽(yang)圓(yuan)面(mian)亮(liang)(liang)度(du)的(de)(de)(de)百分之一還(huan)低(di),約相當于(yu)滿(man)月的(de)(de)(de)亮(liang)(liang)度(du),因此只(zhi)有在(zai)日(ri)(ri)全食時(shi)才(cai)能(neng)展(zhan)現其光彩,平時(shi)觀測(ce)則要使用專門(men)的(de)(de)(de)日(ri)(ri)冕(mian)儀。日(ri)(ri)冕(mian)的(de)(de)(de)溫(wen)度(du)高(gao)達百萬(wan)度(du),其大小和形(xing)狀(zhuang)與太(tai)陽(yang)活動(dong)有關(guan),在(zai)太(tai)陽(yang)活動(dong)極(ji)大年(nian)時(shi),日(ri)(ri)冕(mian)接近圓(yuan)形(xing);在(zai)太(tai)陽(yang)寧靜(jing)年(nian)則呈橢圓(yuan)形(xing)。自古以來(lai),觀測(ce)日(ri)(ri)冕(mian)的(de)(de)(de)傳統(tong)方法都是(shi)等待一次罕見的(de)(de)(de)日(ri)(ri)全食——在(zai)黑暗的(de)(de)(de)天空背(bei)景上,月面(mian)把明亮(liang)(liang)的(de)(de)(de)太(tai)陽(yang)光球面(mian)遮掩(yan)住(zhu),而在(zai)日(ri)(ri)面(mian)周圍(wei)呈現出青(qing)白(bai)色的(de)(de)(de)光區,就(jiu)是(shi)人們期待觀測(ce)的(de)(de)(de)太(tai)陽(yang)最(zui)(zui)外(wai)層(ceng)大氣——日(ri)(ri)冕(mian)。

太陽圈

太(tai)(tai)(tai)陽(yang)圈,從大約20太(tai)(tai)(tai)陽(yang)半徑(0.1天文單位)到(dao)太(tai)(tai)(tai)陽(yang)系的(de)(de)(de)邊緣,這(zhe)一大片環繞著太(tai)(tai)(tai)陽(yang)的(de)(de)(de)空間充滿(man)了伴(ban)隨太(tai)(tai)(tai)陽(yang)風離(li)開太(tai)(tai)(tai)陽(yang)的(de)(de)(de)等離(li)子體(ti)。他(ta)的(de)(de)(de)內側邊界是太(tai)(tai)(tai)陽(yang)風成為(wei)超阿(a)(a)耳(er)芬(fen)波的(de)(de)(de)那層位置(zhi)-流(liu)體(ti)的(de)(de)(de)速(su)度超過(guo)阿(a)(a)耳(er)芬(fen)波。因為(wei)訊息只能以阿(a)(a)耳(er)芬(fen)波的(de)(de)(de)速(su)度傳遞,所以在這(zhe)個(ge)界限(xian)之(zhi)(zhi)外(wai)的(de)(de)(de)湍流(liu)和動(dong)力學(xue)的(de)(de)(de)力量不(bu)再能影響到(dao)內部的(de)(de)(de)日冕形(xing)狀。太(tai)(tai)(tai)陽(yang)風源(yuan)源(yuan)不(bu)斷的(de)(de)(de)進(jin)入太(tai)(tai)(tai)陽(yang)圈之(zhi)(zhi)中并向外(wai)吹拂,使得太(tai)(tai)(tai)陽(yang)的(de)(de)(de)磁(ci)場形(xing)成螺旋的(de)(de)(de)形(xing)狀,直到(dao)在距離(li)太(tai)(tai)(tai)陽(yang)超過(guo)50天文單位之(zhi)(zhi)外(wai)撞擊(ji)到(dao)日鞘為(wei)止。

在2004年12月(yue),旅行者1號探測器(qi)已穿越(yue)過被認(ren)為是日鞘部分的(de)激波(bo)前緣。兩(liang)艘航海家太空船在穿越(yue)邊界(jie)時都偵測與記錄(lu)到能(neng)量超過一般微(wei)粒的(de)高能(neng)粒子(zi)。

太陽光

陽(yang)光是地球(qiu)(qiu)能量的主要來源。太陽(yang)常(chang)數(shu)是在(zai)(zai)距離太陽(yang)1天(tian)文單位(wei)的位(wei)置(也(ye)就是在(zai)(zai)或(huo)接(jie)近(jin)地球(qiu)(qiu)),直接(jie)暴露在(zai)(zai)陽(yang)光下的每(mei)單位(wei)面積(ji)接(jie)收到的能量,其值約(yue)相當于1,368W/m2(瓦(wa)每(mei)平方米)。經過大氣層(ceng)的吸(xi)收后,抵達地球(qiu)(qiu)表(biao)面的陽(yang)光已(yi)經衰減——在(zai)(zai)大氣清澈且太陽(yang)接(jie)近(jin)天(tian)頂的條(tiao)件下也(ye)只有(you)約(yue)1,000W/m2。

有許(xu)多種天然的(de)(de)合(he)(he)成過(guo)程(cheng)可以(yi)利(li)用太(tai)(tai)(tai)陽能(neng)(neng)-光合(he)(he)作(zuo)用是植(zhi)物以(yi)化(hua)學的(de)(de)方式從陽光中(zhong)擷取能(neng)(neng)量(liang)(氧(yang)的(de)(de)釋出和碳化(hua)合(he)(he)物的(de)(de)減少),直(zhi)接加熱或使用太(tai)(tai)(tai)陽電池轉換(huan)(huan)成電的(de)(de)儀器被使用在太(tai)(tai)(tai)陽能(neng)(neng)發(fa)電的(de)(de)設備上,或進行其他的(de)(de)工(gong)作(zuo);有時也會使用集光式太(tai)(tai)(tai)陽能(neng)(neng)(也就(jiu)是凝(ning)聚陽光)。儲存在原油和其它(ta)化(hua)石(shi)燃料中(zhong)的(de)(de)能(neng)(neng)量(liang)是來自遙(yao)遠的(de)(de)過(guo)去經(jing)由(you)光合(he)(he)作(zuo)用轉換(huan)(huan)的(de)(de)太(tai)(tai)(tai)陽能(neng)(neng)。

對流層

太(tai)陽(yang)的(de)(de)外(wai)層,從它的(de)(de)表面向(xiang)下(xia)至大約200,000公里(li)(或是(shi)70%的(de)(de)太(tai)陽(yang)半(ban)徑(jing)),太(tai)陽(yang)的(de)(de)等離子體(ti)已(yi)(yi)經(jing)不夠(gou)稠密(mi)或不夠(gou)熱(re)(re)不再(zai)能經(jing)由傳導作用有(you)效的(de)(de)將內部(bu)的(de)(de)熱(re)(re)向(xiang)外(wai)傳送;換言(yan)之,它已(yi)(yi)經(jing)不夠(gou)透明了。結果是(shi),當熱(re)(re)柱攜(xie)帶熱(re)(re)物質(zhi)前(qian)往表面(光(guang)球)產生(sheng)了熱(re)(re)對流。一旦這些物質(zhi)在表面變冷(leng),它會(hui)向(xiang)下(xia)切(qie)入(ru)對流帶的(de)(de)底部(bu),再(zai)從輻(fu)射(she)帶的(de)(de)頂部(bu)獲得(de)更多(duo)的(de)(de)熱(re)(re)量在可見的(de)(de)太(tai)陽(yang)表面,溫度已(yi)(yi)經(jing)降至5700K,而且密(mi)度也只有(you)0.2公克/立方米(mi)(大約是(shi)海平面密(mi)度的(de)(de)六(liu)千分之一)。

在(zai)(zai)對(dui)流(liu)帶(dai)的(de)熱(re)柱形成在(zai)(zai)太(tai)(tai)陽(yang)表面(mian)上非(fei)常重(zhong)要的(de),像(xiang)是米粒組織和超米粒組織。在(zai)(zai)對(dui)流(liu)帶(dai)的(de)湍流(liu)會(hui)在(zai)(zai)太(tai)(tai)陽(yang)內(nei)部(bu)的(de)外圍(wei)部(bu)分(fen)造成“小尺度”的(de)發電機,這會(hui)在(zai)(zai)太(tai)(tai)陽(yang)表面(mian)的(de)各(ge)處產生磁(ci)南(nan)極(ji)和磁(ci)北極(ji)。太(tai)(tai)陽(yang)的(de)熱(re)柱是貝納(na)得穴流(liu)因此往往像(xiang)六角型的(de)棱鏡。

參數

能量

作為(wei)一(yi)顆(ke)恒星(xing),太陽(yang)(yang),其(qi)總(zong)體外觀性質(zhi)(zhi)是(shi),光度為(wei)383億(yi)(yi)億(yi)(yi)億(yi)(yi)瓦,絕對(dui)星(xing)等(deng)(deng)為(wei)4.8。是(shi)一(yi)顆(ke)黃色(se)G2型矮星(xing),有(you)效溫度等(deng)(deng)于(yu)開氏(shi)5800度。太陽(yang)(yang)與在軌道上(shang)繞(rao)它公轉的(de)地球的(de)平(ping)均距離為(wei)149597870千米(499.005光秒或1天文單(dan)位(wei))。按質(zhi)(zhi)量(liang)計,它的(de)物(wu)質(zhi)(zhi)構成是(shi)71%的(de)氫、26%的(de)氦(hai)和少量(liang)較重元素。它們都(dou)是(shi)通過核(he)聚(ju)變來釋(shi)放(fang)能(neng)量(liang)的(de),根據理論太陽(yang)(yang)最后核(he)聚(ju)變反應產生的(de)物(wu)質(zhi)(zhi)是(shi)鐵(tie)和銅等(deng)(deng)金屬。

觀測

日(ri)地平均的距離(1天文單(dan)位):1.49597870×1011米(1億5千萬公里)

日地最遠的距離:1.5210×1011米

日地最近的距離:1.4710×1011米

遠日點與近日點距離(li)相差500萬千米

視星(xing)等:-26.74等

絕對星等(deng):4.83等(deng)

熱(re)星等(deng)(deng):-26.82等(deng)(deng)

絕對熱星等(deng):4.75等(deng)

物理

太陽

日地平均距離 149,598,000千米

半徑 696,000千米(mi)

質量 1.989×1033克

平均密度 1.409克/立(li)方厘米

有效(xiao)溫(wen)度(du) 5,770K

自轉會(hui)合周期 26.9日(ri)(赤(chi)道(dao));31.1日(ri)(極區)

光譜型 G2V

目(mu)視星等 -26.74等

目視絕對星(xing)等 4.83等

表面重(zhong)力加速度 27,400厘米(mi)/平方秒

表(biao)面(mian)逃逸速度 617.7千米/秒(miao)

中(zhong)心溫(wen)度 約(yue)15,000,000K

中心密(mi)度 約160克/立方厘(li)米

年齡 50億年

表面面積 大約(yue)6.09×1012平方千(qian)米(mi)

體積(ji) 大約(yue)1.412×101?立(li)方千米

日冕層(ceng)溫度 5×200K

發光度(LS) 大(da)約3.827×102?Js?1

太陽(yang)壽命 約(yue)100億年

天文符號 ☉

太陽活(huo)動周(zhou)期 11.04年(nian)

總(zong)輻射功率 3.86×102?瓦(wa)特

光球成分(質量)

名稱 所占百分比

氫 73.46%

氦 24.85%

氧 0.77%

碳 0.29%

鐵 0.16%

氖 0.12%

氮 0.09%

硅 0.07%

鎂 0.05%

硫 0.04%

太(tai)陽(yang)輻(fu)射的(de)(de)峰值波長(chang)(500納(na)米(mi))介于(yu)光(guang)譜中(zhong)藍光(guang)和綠光(guang)的(de)(de)過渡區(qu)域。恒星的(de)(de)溫度(du)與其(qi)(qi)輻(fu)射中(zhong)占主要地位的(de)(de)波長(chang)有密(mi)切關系(xi)。就太(tai)陽(yang)來(lai)說,其(qi)(qi)表(biao)面的(de)(de)溫度(du)大約在5800K。然而,由于(yu)人(ren)的(de)(de)眼睛(jing)對峰值波長(chang)周圍的(de)(de)其(qi)(qi)它顏(yan)色更敏感,所以太(tai)陽(yang)看起來(lai)呈(cheng)現出(chu)白色或是黃白色。

溫度

核心

核(he)心是(shi)太陽內唯一能經由核(he)聚(ju)變(bian)產生大量(liang)能量(liang)的區域,溫度高達1570萬K。99%的能量(liang)產生在太陽半(ban)徑的24%以內,而在30%半(ban)徑處,核(he)聚(ju)變(bian)反應幾乎(hu)完全(quan)停止。

光球層

光球(qiu)層上(shang)最顯著(zhu)的(de)現象就(jiu)是太陽(yang)黑子(zi),所謂太陽(yang)黑子(zi),只指太陽(yang)光球(qiu)層上(shang)的(de)溫(wen)(wen)度(du)(du)相對較低的(de)區域,其溫(wen)(wen)度(du)(du)約(yue)(yue)為(wei)4500K,而光球(qiu)其余部分的(de)溫(wen)(wen)度(du)(du)約(yue)(yue)為(wei)5777K。

色球層

色(se)球厚度(du)(du)約2000千米,太陽的(de)溫度(du)(du)分布從核心向外直到光球層,都(dou)是逐漸下降的(de),但到了色(se)球層,卻又(you)反常上升(sheng),到接(jie)近頂端的(de)溫度(du)(du)大(da)約在20000K。

日冕

日冕是太陽大氣的(de)最外層,它(ta)由高溫、低密度的(de)等(deng)離子(zi)體所組成,日冕的(de)溫度高達百萬度。

活動

太(tai)(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)看起來很平靜,實際上(shang)無時無刻(ke)不在發(fa)生劇烈的活動。太(tai)(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)由里向外分別(bie)為太(tai)(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)核反應區(qu)、太(tai)(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)對流層(ceng)、太(tai)(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)大(da)(da)氣層(ceng)。其中(zhong)22億分之一的能量輻射到地(di)球,成(cheng)為地(di)球上(shang)光(guang)和(he)熱的主要來源。太(tai)(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)表面和(he)大(da)(da)氣層(ceng)中(zhong)的活動現(xian)象(xiang),諸(zhu)如(ru)太(tai)(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)黑子(zi)、耀斑(ban)和(he)日冕(mian)物(wu)質噴(pen)發(fa)(日珥(er))等,會(hui)使太(tai)(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)風大(da)(da)大(da)(da)增強(qiang),造(zao)成(cheng)許多地(di)球物(wu)理現(xian)象(xiang)──例(li)如(ru)極光(guang)增多、大(da)(da)氣電離層(ceng)和(he)地(di)磁的變化。

太陽(yang)活(huo)動和(he)太陽(yang)風的(de)(de)(de)增強(qiang)還會嚴(yan)重(zhong)干擾地球上無線電(dian)通(tong)訊及航(hang)(hang)天設備的(de)(de)(de)正常(chang)工(gong)作,使衛星上的(de)(de)(de)精密電(dian)子儀器(qi)遭(zao)受損害,地面通(tong)訊網(wang)絡、電(dian)力控制網(wang)絡發生(sheng)混亂,甚(shen)至可能對(dui)航(hang)(hang)天飛機(ji)和(he)空間站中宇航(hang)(hang)員(yuan)的(de)(de)(de)生(sheng)命構成威脅(xie)。因此,監測太陽(yang)活(huo)動和(he)太陽(yang)風的(de)(de)(de)強(qiang)度,適時(shi)作出“空間氣象”預報(bao),越(yue)來越(yue)顯得重(zhong)要。

黑子

4000年(nian)(nian)(nian)前(qian)古(gu)時候祖先肉眼都(dou)看(kan)到(dao)了像3條腿的(de)(de)(de)(de)(de)烏鴉(ya)的(de)(de)(de)(de)(de)黑(hei)(hei)子(zi),通過一般的(de)(de)(de)(de)(de)光(guang)(guang)學望遠鏡觀(guan)測(ce)太(tai)(tai)(tai)(tai)陽(yang),觀(guan)測(ce)到(dao)的(de)(de)(de)(de)(de)是(shi)光(guang)(guang)球層的(de)(de)(de)(de)(de)活(huo)(huo)動(dong)(dong)。在光(guang)(guang)球上常常可以(yi)看(kan)到(dao)很多(duo)黑(hei)(hei)色斑點(dian),它們(men)叫做“太(tai)(tai)(tai)(tai)陽(yang)黑(hei)(hei)子(zi)”。太(tai)(tai)(tai)(tai)陽(yang)黑(hei)(hei)子(zi)在日(ri)(ri)面上的(de)(de)(de)(de)(de)大(da)小、多(duo)少、位置和(he)形態(tai)等,每天(tian)都(dou)不(bu)同。太(tai)(tai)(tai)(tai)陽(yang)黑(hei)(hei)子(zi)是(shi)光(guang)(guang)球層物質(zhi)劇烈運動(dong)(dong)而形成的(de)(de)(de)(de)(de)局部(bu)強(qiang)磁場區域,也是(shi)光(guang)(guang)球層活(huo)(huo)動(dong)(dong)的(de)(de)(de)(de)(de)重要(yao)標志。長(chang)期觀(guan)測(ce)太(tai)(tai)(tai)(tai)陽(yang)黑(hei)(hei)子(zi)就(jiu)會發現,有的(de)(de)(de)(de)(de)年(nian)(nian)(nian)份(fen)(fen)(fen)黑(hei)(hei)子(zi)多(duo),有的(de)(de)(de)(de)(de)年(nian)(nian)(nian)份(fen)(fen)(fen)黑(hei)(hei)子(zi)少,有時甚至幾天(tian),幾十天(tian)日(ri)(ri)面上都(dou)沒有黑(hei)(hei)子(zi)。天(tian)文(wen)學家們(men)早(zao)就(jiu)注(zhu)意到(dao),太(tai)(tai)(tai)(tai)陽(yang)黑(hei)(hei)子(zi)從(cong)最多(duo)或最少的(de)(de)(de)(de)(de)年(nian)(nian)(nian)份(fen)(fen)(fen)到(dao)下一次最多(duo)或最少的(de)(de)(de)(de)(de)年(nian)(nian)(nian)份(fen)(fen)(fen),大(da)約相隔11年(nian)(nian)(nian)。也就(jiu)是(shi)說,太(tai)(tai)(tai)(tai)陽(yang)黑(hei)(hei)子(zi)有平均11年(nian)(nian)(nian)的(de)(de)(de)(de)(de)活(huo)(huo)動(dong)(dong)周期,這也是(shi)整(zheng)個太(tai)(tai)(tai)(tai)陽(yang)的(de)(de)(de)(de)(de)活(huo)(huo)動(dong)(dong)周期。天(tian)文(wen)學家把(ba)太(tai)(tai)(tai)(tai)陽(yang)黑(hei)(hei)子(zi)最多(duo)的(de)(de)(de)(de)(de)年(nian)(nian)(nian)份(fen)(fen)(fen)稱之為“太(tai)(tai)(tai)(tai)陽(yang)活(huo)(huo)動(dong)(dong)峰年(nian)(nian)(nian)”,把(ba)太(tai)(tai)(tai)(tai)陽(yang)黑(hei)(hei)子(zi)最少的(de)(de)(de)(de)(de)年(nian)(nian)(nian)份(fen)(fen)(fen)稱之為“太(tai)(tai)(tai)(tai)陽(yang)活(huo)(huo)動(dong)(dong)谷年(nian)(nian)(nian)”。

經過數世紀的(de)(de)研究(jiu)(jiu),人類對(dui)太陽黑子(zi)的(de)(de)研究(jiu)(jiu)已經有了一定的(de)(de)成(cheng)果。

分為以下幾點:

1.太陽黑子是太陽表面溫度相對(dui)較低而顯得(de)黑的區域(yu)。

2.黑子會對(dui)地球的(de)磁場(chang)和電離層(ceng)產(chan)生干(gan)擾,指南針(zhen)不能正確(que)指示方向,動(dong)物迷(mi)路,無線電通訊受到嚴重影響或中(zhong)斷,直接危害飛機、輪船、人造(zao)衛(wei)星等通訊系統安全。

太陽(yang)黑子活動的高峰期,太陽(yang)會發(fa)射大(da)量的高能粒子流(liu)與(yu)X射線,引起地球磁暴現象(xiang),導致氣候(hou)異常(chang),地球上微生(sheng)物因此大(da)量繁(fan)殖(zhi),這就為(wei)流(liu)行疾病(bing)提供了溫(wen)床(chuang)。

同時,太陽黑子的(de)(de)活動(dong),還會(hui)引(yin)起(qi)生(sheng)物(wu)體物(wu)質出(chu)現(xian)電離現(xian)象,引(yin)起(qi)感冒病毒中遺傳因子變(bian)異,或者發(fa)生(sheng)突變(bian)性(xing)的(de)(de)遺傳,產(chan)生(sheng)強感染力的(de)(de)亞型流感病毒,形成流行性(xing)感冒,或者導(dao)致(zhi)人(ren)體的(de)(de)生(sheng)理發(fa)生(sheng)其他復雜(za)的(de)(de)生(sheng)化反(fan)應,影響健康。

因此(ci),太(tai)陽黑子量達到(dao)高峰期時,人類要及早預防流行(xing)性(xing)疾(ji)病(bing)。

有(you)趣的(de)是,一位瑞士(shi)天文學(xue)家發(fa)現(xian)(xian),太(tai)陽(yang)(yang)黑子(zi)(zi)(zi)多(duo)的(de)時候(hou),氣候(hou)干燥,農(nong)業(ye)豐收,黑子(zi)(zi)(zi)少(shao)的(de)時候(hou),暴雨成災。地震(zhen)工(gong)作(zuo)者發(fa)現(xian)(xian),太(tai)陽(yang)(yang)黑子(zi)(zi)(zi)數目(mu)增多(duo)的(de)時候(hou),地球(qiu)上的(de)地震(zhen)也(ye)多(duo)。植物學(xue)家發(fa)現(xian)(xian),植物的(de)生長也(ye)隨著太(tai)陽(yang)(yang)黑子(zi)(zi)(zi)的(de)出現(xian)(xian)而呈現(xian)(xian)11年周期(qi)的(de)變化,黑子(zi)(zi)(zi)多(duo)長得快,黑子(zi)(zi)(zi)少(shao)長得慢。

耀斑

太(tai)陽(yang)耀斑是一種劇烈的太(tai)陽(yang)活(huo)動,是太(tai)陽(yang)能量高度集中(zhong)釋(shi)放的過程(cheng)。一般認為發(fa)(fa)生在(zai)色球層中(zhong),所以也叫“色球爆(bao)發(fa)(fa)”。其主(zhu)要觀測特征是,日面(mian)上(常在(zai)黑(hei)子群上空)突然出(chu)現迅速發(fa)(fa)展的亮(liang)斑閃耀,其壽命僅(jin)在(zai)幾分鐘到幾十分鐘之間,亮(liang)度上升迅速,下(xia)降較(jiao)慢。特別是在(zai)太(tai)陽(yang)活(huo)動峰(feng)年,耀斑出(chu)現頻(pin)繁且強(qiang)度變強(qiang)。

別看(kan)它只是(shi)一(yi)個亮(liang)點(dian),一(yi)旦出現,簡直是(shi)一(yi)次(ci)(ci)驚(jing)天動地的(de)大爆(bao)發。這一(yi)增(zeng)亮(liang)釋放(fang)的(de)能量(liang)相(xiang)當于10萬(wan)至100萬(wan)次(ci)(ci)強(qiang)火山爆(bao)發的(de)總(zong)能量(liang),或相(xiang)當于上(shang)百億枚百噸級(ji)氫彈的(de)爆(bao)炸;而一(yi)次(ci)(ci)較大的(de)耀斑爆(bao)發,在一(yi)二十分鐘(zhong)內可釋放(fang)10的(de)25次(ci)(ci)冪焦耳的(de)巨大能量(liang)。

除了日面局部突(tu)然增亮的(de)(de)現(xian)象外,耀斑更主要表現(xian)在(zai)從射(she)電波(bo)(bo)段(duan)直到(dao)X射(she)線(xian)的(de)(de)輻(fu)射(she)通量的(de)(de)突(tu)然增強;耀斑所(suo)發射(she)的(de)(de)輻(fu)射(she)種類繁多,除可見光外,有紫外線(xian)、X射(she)線(xian)和伽瑪(ma)射(she)線(xian),有紅外線(xian)和射(she)電輻(fu)射(she),還有沖(chong)擊波(bo)(bo)和高(gao)能(neng)粒子流,甚(shen)至(zhi)有能(neng)量特高(gao)的(de)(de)宇宙射(she)線(xian)。

耀(yao)(yao)斑對地(di)(di)(di)球空間環境造成很大(da)影響。太(tai)陽色(se)球層(ceng)中一聲(sheng)爆炸,地(di)(di)(di)球大(da)氣層(ceng)即刻出現繚繞余音。耀(yao)(yao)斑爆發(fa)(fa)(fa)時,發(fa)(fa)(fa)出大(da)量的(de)(de)高(gao)(gao)能粒(li)子到達地(di)(di)(di)球軌道(dao)附(fu)近時,將會(hui)嚴(yan)重危及宇宙飛行器內(nei)的(de)(de)宇航員(yuan)和(he)儀器的(de)(de)安全(quan)。當耀(yao)(yao)斑輻射(she)來到地(di)(di)(di)球附(fu)近時,與(yu)大(da)氣分子發(fa)(fa)(fa)生劇(ju)烈碰撞,破壞電(dian)(dian)(dian)離層(ceng),使它失去反射(she)無(wu)線電(dian)(dian)(dian)電(dian)(dian)(dian)波的(de)(de)功(gong)能。無(wu)線電(dian)(dian)(dian)通信(xin)尤(you)其是短(duan)波通信(xin),以及電(dian)(dian)(dian)視臺、電(dian)(dian)(dian)臺廣播,會(hui)受到干(gan)擾甚至中斷。耀(yao)(yao)斑發(fa)(fa)(fa)射(she)的(de)(de)高(gao)(gao)能帶(dai)電(dian)(dian)(dian)粒(li)子流與(yu)地(di)(di)(di)球高(gao)(gao)層(ceng)大(da)氣作用,產生極(ji)光,并干(gan)擾地(di)(di)(di)球磁場而引起磁暴。

此外,耀(yao)斑(ban)對氣象和水文等方面(mian)也(ye)有著不同(tong)程度(du)的直(zhi)接或間接影響正(zheng)因為如此,人們對耀(yao)斑(ban)爆發的探測和預(yu)報的關(guan)切程度(du)與日俱增,正(zheng)在(zai)努力揭(jie)開耀(yao)斑(ban)的奧秘。

光斑

太(tai)陽(yang)光(guang)(guang)球(qiu)(qiu)層(ceng)(ceng)上(shang)比(bi)(bi)周(zhou)圍更(geng)明亮(liang)(liang)的(de)(de)斑(ban)狀組織。用天文(wen)望(wang)遠(yuan)鏡對它觀測時,常常可以發現:在光(guang)(guang)球(qiu)(qiu)層(ceng)(ceng)的(de)(de)表面有的(de)(de)明亮(liang)(liang)有的(de)(de)深(shen)暗。這(zhe)種明暗斑(ban)點(dian)是由于這(zhe)里的(de)(de)溫度高低不同而(er)形(xing)成(cheng)的(de)(de),比(bi)(bi)較深(shen)暗的(de)(de)斑(ban)點(dian)叫(jiao)做“太(tai)陽(yang)黑子”,比(bi)(bi)較明亮(liang)(liang)的(de)(de)斑(ban)點(dian)叫(jiao)做“光(guang)(guang)斑(ban)”。光(guang)(guang)斑(ban)常在太(tai)陽(yang)表面的(de)(de)邊(bian)緣(yuan)“表演”,卻很(hen)少在太(tai)陽(yang)表面的(de)(de)中心區露面。因為(wei)太(tai)陽(yang)表面中心區的(de)(de)輻射屬于光(guang)(guang)球(qiu)(qiu)層(ceng)(ceng)的(de)(de)較深(shen)氣層(ceng)(ceng),而(er)邊(bian)緣(yuan)的(de)(de)光(guang)(guang)主要來源光(guang)(guang)球(qiu)(qiu)層(ceng)(ceng)較高部(bu)位,所以,光(guang)(guang)斑(ban)比(bi)(bi)太(tai)陽(yang)表面高些(xie),可以算得上(shang)是光(guang)(guang)球(qiu)(qiu)層(ceng)(ceng)上(shang)的(de)(de)“高原”。

光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)斑(ban)(ban)(ban)也(ye)(ye)是(shi)太(tai)陽上(shang)(shang)(shang)一(yi)(yi)種強烈風(feng)暴(bao),天文(wen)學(xue)家把它(ta)戲稱為(wei)“高(gao)(gao)原(yuan)風(feng)暴(bao)”。不過(guo),與(yu)烏云翻滾,大(da)(da)雨滂沱,狂風(feng)卷地百草折的(de)(de)地面風(feng)暴(bao)相比(bi),“高(gao)(gao)原(yuan)風(feng)暴(bao)”的(de)(de)性格要溫(wen)和得多(duo)。光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)斑(ban)(ban)(ban)的(de)(de)亮(liang)度(du)只比(bi)寧(ning)靜光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)球層(ceng)(ceng)(ceng)略強一(yi)(yi)些,一(yi)(yi)般(ban)只大(da)(da)10%;溫(wen)度(du)比(bi)寧(ning)靜光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)球層(ceng)(ceng)(ceng)高(gao)(gao)300℃。許多(duo)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)斑(ban)(ban)(ban)與(yu)太(tai)陽黑(hei)子還結下(xia)不解之緣,常常環繞在(zai)太(tai)陽黑(hei)子周圍“表(biao)演(yan)”。少部分光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)斑(ban)(ban)(ban)與(yu)太(tai)陽黑(hei)子無關,活躍(yue)在(zai)70°高(gao)(gao)緯區域,面積(ji)比(bi)較(jiao)小,光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)斑(ban)(ban)(ban)平均壽命約為(wei)15天,較(jiao)大(da)(da)的(de)(de)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)斑(ban)(ban)(ban)壽命可達三個月。光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)斑(ban)(ban)(ban)不僅出現在(zai)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)球層(ceng)(ceng)(ceng)上(shang)(shang)(shang),色球層(ceng)(ceng)(ceng)上(shang)(shang)(shang)也(ye)(ye)有它(ta)活動(dong)的(de)(de)場所(suo)。當(dang)它(ta)在(zai)色球層(ceng)(ceng)(ceng)上(shang)(shang)(shang)“表(biao)演(yan)”時(shi),活動(dong)的(de)(de)位置與(yu)在(zai)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)球層(ceng)(ceng)(ceng)上(shang)(shang)(shang)露面時(shi)大(da)(da)致(zhi)吻合。不過(guo),出現在(zai)色球層(ceng)(ceng)(ceng)上(shang)(shang)(shang)的(de)(de)不叫“光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)斑(ban)(ban)(ban)”,而叫“譜斑(ban)(ban)(ban)”。實際上(shang)(shang)(shang),光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)斑(ban)(ban)(ban)與(yu)譜斑(ban)(ban)(ban)是(shi)同一(yi)(yi)個整體,只是(shi)因為(wei)它(ta)們(men)的(de)(de)“住(zhu)所(suo)”高(gao)(gao)度(du)不同而已,這(zhe)就(jiu)好比(bi)是(shi)一(yi)(yi)幢樓房,光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)斑(ban)(ban)(ban)住(zhu)在(zai)樓下(xia),譜斑(ban)(ban)(ban)住(zhu)在(zai)樓上(shang)(shang)(shang)。

米粒組織

米粒(li)(li)組(zu)織(zhi)是太(tai)陽光球層上(shang)的(de)(de)(de)一種日面(mian)結(jie)構。呈多角形小顆(ke)粒(li)(li)形狀,得用天文望遠鏡(jing)才能(neng)觀測到。米粒(li)(li)組(zu)織(zhi)的(de)(de)(de)溫(wen)度比(bi)米粒(li)(li)間區域的(de)(de)(de)溫(wen)度約(yue)高300℃,因此(ci),顯得比(bi)較明亮(liang)易見。雖說它們是小顆(ke)粒(li)(li),實際的(de)(de)(de)直(zhi)徑(jing)也有1000公(gong)里~2000公(gong)里。

明亮的(de)米粒組織很可(ke)能是從(cong)對(dui)流層上升到光球(qiu)的(de)熱氣(qi)團,不(bu)隨時間(jian)變(bian)化且均(jun)勻(yun)分布,且呈現激烈的(de)起(qi)伏(fu)運動。米粒組織上升到一定的(de)高度時很快就(jiu)會變(bian)冷,并馬上沿著上升熱氣(qi)流之間(jian)的(de)空隙處下降;壽(shou)(shou)命也非常短暫來(lai)去匆匆,從(cong)產生到消(xiao)失,幾(ji)乎比地球(qiu)大氣(qi)層中(zhong)的(de)云消(xiao)煙散(san)還要(yao)快平均(jun)壽(shou)(shou)命只(zhi)有幾(ji)分鐘,此外,發現的(de)超米粒組織,其(qi)尺度達3萬公里左右,壽(shou)(shou)命約(yue)為20小時。

太陽風

太陽(yang)風是(shi)一(yi)種連續存在(zai),來(lai)自太陽(yang)并以(yi)200-800km/s的(de)(de)速度(du)運(yun)動(dong)的(de)(de)等(deng)(deng)離子(zi)體流(liu)這種物(wu)質(zhi)雖(sui)然與(yu)地球上的(de)(de)空氣(qi)不(bu)(bu)同(tong),不(bu)(bu)是(shi)由氣(qi)體的(de)(de)分(fen)子(zi)組成(cheng),而是(shi)由更簡(jian)單(dan)的(de)(de)比原(yuan)子(zi)還小一(yi)個(ge)層次的(de)(de)基本粒子(zi)——質(zhi)子(zi)和電(dian)子(zi)等(deng)(deng)組成(cheng),但它們流(liu)動(dong)時所產生的(de)(de)效(xiao)應與(yu)空氣(qi)流(liu)動(dong)十分(fen)相似,所以(yi)稱(cheng)它為太陽(yang)風。

當然(ran),太陽(yang)風(feng)(feng)的密度(du)與地球(qiu)上(shang)(shang)的風(feng)(feng)的密度(du)相比(bi),是非常非常稀(xi)薄(bo)而(er)微(wei)不足道(dao)的,一般情況(kuang)下(xia),在地球(qiu)附(fu)近(jin)(jin)的行(xing)星際空間中,每(mei)立方厘(li)米(mi)有(you)幾個(ge)到(dao)幾十個(ge)粒子(zi)。而(er)地球(qiu)上(shang)(shang)風(feng)(feng)的密度(du)則為(wei)每(mei)立方厘(li)米(mi)有(you)2687億(yi)億(yi)個(ge)分(fen)子(zi)。太陽(yang)風(feng)(feng)雖然(ran)十分(fen)稀(xi)薄(bo),但它刮起(qi)來(lai)的猛烈勁卻遠遠勝過地球(qiu)上(shang)(shang)的風(feng)(feng)。在地球(qiu)上(shang)(shang),12級(ji)臺風(feng)(feng)的風(feng)(feng)速是每(mei)秒(miao)32.5米(mi)以上(shang)(shang)而(er)太陽(yang)風(feng)(feng)的風(feng)(feng)速,在地球(qiu)附(fu)近(jin)(jin)卻經常保(bao)持在每(mei)秒(miao)350~450千(qian)米(mi),是地球(qiu)風(feng)(feng)速的上(shang)(shang)萬倍(bei),最猛烈時可達每(mei)秒(miao)800千(qian)米(mi)以上(shang)(shang)。

太(tai)陽(yang)風(feng)(feng)從太(tai)陽(yang)大(da)氣最外層(ceng)的(de)日冕(mian),向(xiang)空間持(chi)續(xu)(xu)拋(pao)射出來(lai)(lai)(lai)的(de)物質粒子(zi)流。這種(zhong)(zhong)粒子(zi)流是(shi)(shi)(shi)從冕(mian)洞中噴射出來(lai)(lai)(lai)的(de),其主(zhu)要成分是(shi)(shi)(shi)氫粒子(zi)和氦粒子(zi)。太(tai)陽(yang)風(feng)(feng)有(you)兩種(zhong)(zhong):一(yi)種(zhong)(zhong)持(chi)續(xu)(xu)不(bu)斷地(di)輻射出來(lai)(lai)(lai),速度(du)較(jiao)(jiao)小,粒子(zi)含(han)(han)量(liang)也較(jiao)(jiao)少,被稱為“持(chi)續(xu)(xu)太(tai)陽(yang)風(feng)(feng)”;另(ling)一(yi)種(zhong)(zhong)是(shi)(shi)(shi)在太(tai)陽(yang)活(huo)動時(shi)輻射出來(lai)(lai)(lai),速度(du)較(jiao)(jiao)大(da),粒子(zi)含(han)(han)量(liang)也較(jiao)(jiao)多,這種(zhong)(zhong)太(tai)陽(yang)風(feng)(feng)被稱為“擾動太(tai)陽(yang)風(feng)(feng)”。擾動太(tai)陽(yang)風(feng)(feng)對地(di)球的(de)影響(xiang)很大(da),當它抵(di)達地(di)球時(shi),往(wang)往(wang)引起很大(da)的(de)磁(ci)暴與強烈的(de)極光,同(tong)時(shi)也產生電(dian)離(li)層(ceng)騷(sao)擾。

冕洞

冕(mian)洞(dong)(dong)的(de)(de)分布區(qu)(qu)域(yu)可(ke)達太陽表面多數地(di)區(qu)(qu),尤其是在太陽的(de)(de)兩極地(di)區(qu)(qu),科學家已(yi)經發現(xian)(xian)冕(mian)洞(dong)(dong)內部存在磁場線的(de)(de)閉合和開(kai)放(fang)(fang),如果磁場線突然打開(kai)或者(zhe)閉合,那么太陽表面就會出(chu)現(xian)(xian)較大范圍(wei)(wei)的(de)(de)冕(mian)洞(dong)(dong)覆蓋現(xian)(xian)象,其分布區(qu)(qu)域(yu)遠大于兩極地(di)區(qu)(qu),冕(mian)洞(dong)(dong)形成時可(ke)攜帶大量的(de)(de)炙熱等離(li)子體,磁場線開(kai)放(fang)(fang)的(de)(de)區(qu)(qu)域(yu)可(ke)以看到冕(mian)洞(dong)(dong)的(de)(de)一(yi)些細節(jie)上變(bian)化,比如冕(mian)洞(dong)(dong)周(zhou)圍(wei)(wei)出(chu)現(xian)(xian)類似浪花狀的(de)(de)結構等。

事實上,冕洞分(fen)布在日冕物質(zhi)中密(mi)度(du)(du)較低的空(kong)間,而(er)且溫度(du)(du)極高,可(ke)達到(dao)數(shu)百萬度(du)(du)。

太(tai)陽(yang)動(dong)力學(xue)天(tian)文臺目前(qian)正在(zai)監視太(tai)陽(yang)表面的異常變化,太(tai)陽(yang)正處于為期11年的活動(dong)周期高(gao)峰時段,未來我們還將(jiang)看(kan)到強烈的太(tai)陽(yang)耀斑以及(ji)日冕物(wu)質拋射等現象。

這些太陽(yang)活(huo)動的(de)(de)背后(hou)都有(you)磁(ci)場因素的(de)(de)介入(ru),對太陽(yang)活(huo)動的(de)(de)判斷似乎較為(wei)困難。科學家還發現如(ru)果冕洞發生的(de)(de)區域分布(bu)在(zai)太陽(yang)表面的(de)(de)高緯度(du)地區,那(nei)么可形(xing)成(cheng)速(su)度(du)較快的(de)(de)太陽(yang)風。

太陽的未來

太陽(yang)(yang)(yang)上絕大多數的(de)(de)氫正逐漸(jian)燃燒(shao)轉(zhuan)變(bian)為氦,可以說太陽(yang)(yang)(yang)正處于最穩定的(de)(de)主(zhu)序星階段(duan)。對太陽(yang)(yang)(yang)這樣質量的(de)(de)恒(heng)星而(er)言,主(zhu)序星階段(duan)約(yue)可持續110億年。恒(heng)星由于放出光而(er)慢慢地(di)在收縮,而(er)在收縮過程中,中心部分的(de)(de)密度就會(hui)(hui)增(zeng)加,壓力也會(hui)(hui)升高(gao),使(shi)(shi)得(de)氫會(hui)(hui)燃燒(shao)得(de)更厲(li)害,這樣一來溫(wen)度就會(hui)(hui)升高(gao),太陽(yang)(yang)(yang)的(de)(de)亮度也會(hui)(hui)逐漸(jian)增(zeng)強(qiang)。太陽(yang)(yang)(yang)自(zi)從45億年前進入(ru)主(zhu)序星階段(duan)到如今,太陽(yang)(yang)(yang)光的(de)(de)亮度增(zeng)強(qiang)了30%,預計今后還會(hui)(hui)繼續增(zeng)強(qiang),使(shi)(shi)地(di)球(qiu)溫(wen)度不斷(duan)升高(gao)。

65億年后,當太(tai)陽的(de)(de)(de)(de)主序星(xing)階(jie)段(duan)結束時,預(yu)計太(tai)陽光的(de)(de)(de)(de)亮度(du)(du)(du)將是(shi)如(ru)今(jin)(jin)的(de)(de)(de)(de)2.2倍(bei)(bei),而(er)(er)地球(qiu)(qiu)的(de)(de)(de)(de)平(ping)均溫度(du)(du)(du)要比如(ru)今(jin)(jin)高(gao)(gao)60℃左右(you)。屆時就(jiu)算地球(qiu)(qiu)上仍有(you)海水,恐怕也(ye)快被蒸(zheng)發光了。若(ruo)僅從(cong)平(ping)均溫度(du)(du)(du)來看,火星(xing)反而(er)(er)會(hui)(hui)是(shi)最(zui)適宜人類(lei)居住的(de)(de)(de)(de)星(xing)球(qiu)(qiu)。在(zai)主序星(xing)階(jie)段(duan),因(yin)恒星(xing)自(zi)身引(yin)力而(er)(er)造成收(shou)縮(suo)(suo)的(de)(de)(de)(de)這股向(xiang)內(nei)的(de)(de)(de)(de)力和(he)因(yin)燃(ran)燒而(er)(er)引(yin)起的(de)(de)(de)(de)向(xiang)外(wai)的(de)(de)(de)(de)力會(hui)(hui)互相牽制而(er)(er)達(da)到(dao)平(ping)衡。但(dan)在(zai)65億年后,太(tai)陽中(zhong)心(xin)部(bu)(bu)分的(de)(de)(de)(de)氫會(hui)(hui)燃(ran)盡,最(zui)后只剩下其周圍的(de)(de)(de)(de)球(qiu)(qiu)殼(ke)狀部(bu)(bu)分有(you)氫燃(ran)燒。在(zai)球(qiu)(qiu)殼(ke)內(nei)不再燃(ran)燒的(de)(de)(de)(de)區(qu)域,由于抵消(xiao)引(yin)力的(de)(de)(de)(de)向(xiang)外(wai)的(de)(de)(de)(de)力減(jian)弱(ruo)而(er)(er)開始(shi)急速(su)收(shou)縮(suo)(suo),此時太(tai)陽會(hui)(hui)越來越亮,球(qiu)(qiu)殼(ke)外(wai)側部(bu)(bu)分因(yin)受到(dao)影(ying)響而(er)(er)導致溫度(du)(du)(du)升(sheng)高(gao)(gao)并(bing)開始(shi)膨脹(zhang),這便(bian)是(shi)另一個(ge)階(jie)段(duan)--紅巨星(xing)階(jie)段(duan)的(de)(de)(de)(de)開始(shi)。紅巨星(xing)階(jie)段(duan)會(hui)(hui)持(chi)續(xu)數億年,其間太(tai)陽的(de)(de)(de)(de)亮度(du)(du)(du)會(hui)(hui)達(da)到(dao)如(ru)今(jin)(jin)的(de)(de)(de)(de)2000倍(bei)(bei),木星(xing)和(he)土星(xing)周圍的(de)(de)(de)(de)溫度(du)(du)(du)也(ye)會(hui)(hui)升(sheng)高(gao)(gao),木星(xing)的(de)(de)(de)(de)冰衛(wei)星(xing)以及(ji)作(zuo)為土星(xing)特征的(de)(de)(de)(de)環都會(hui)(hui)被蒸(zheng)發得無(wu)(wu)影(ying)無(wu)(wu)蹤(zong),最(zui)后,太(tai)陽的(de)(de)(de)(de)外(wai)層部(bu)(bu)分甚至會(hui)(hui)膨脹(zhang)到(dao)如(ru)今(jin)(jin)的(de)(de)(de)(de)地球(qiu)(qiu)軌道附近(jin)。

另一方面(mian),從外層部分(fen)會(hui)不斷(duan)放出氣體,最終太陽(yang)的(de)(de)質(zhi)(zhi)量會(hui)減至(zhi)主序星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)階段的(de)(de)60%。因太陽(yang)引力減弱之故,行星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)開始遠離太陽(yang)。當(dang)太陽(yang)質(zhi)(zhi)量減至(zhi)原來(lai)(lai)的(de)(de)60%時,行星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)和(he)(he)太陽(yang)的(de)(de)距(ju)離要比(bi)現在擴大(da)(da)70%。這(zhe)樣一來(lai)(lai),雖(sui)然水星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)和(he)(he)金星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)被吞(tun)沒(mei)的(de)(de)可(ke)能性(xing)極大(da)(da),但(dan)地球在太陽(yang)外層部分(fen)到(dao)達之前應該會(hui)拉大(da)(da)距(ju)離而存(cun)活下來(lai)(lai),火星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)和(he)(he)木(mu)(mu)星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)型行星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(木(mu)(mu)星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing),土星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing),天王星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing),海王星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing))也會(hui)存(cun)活下來(lai)(lai)。

像太(tai)陽(yang)(yang)這般(ban)質(zhi)量的星球,在其密度已變得非常高(gao)(gao)的中心部(bu)(bu)分只(zhi)會(hui)收(shou)縮(suo)到一定程度,也就是(shi)溫度只(zhi)會(hui)升高(gao)(gao)到某(mou)種程度,中心部(bu)(bu)分的火會(hui)漸漸消失(shi)。太(tai)陽(yang)(yang)逐漸失(shi)去(qu)光芒,膨(peng)脹的外層部(bu)(bu)分將(jiang)收(shou)縮(suo),冷卻成致(zhi)密的白矮星。通過(guo)紅巨星時代考驗而存留下(xia)來的行星將(jiang)會(hui)繼續(xu)圍繞太(tai)陽(yang)(yang)運行,所有一切都(dou)將(jiang)被凍結,最后太(tai)陽(yang)(yang)系(xi)迎接的將(jiang)會(hui)是(shi)寂靜(jing)狀態(tai)的結束。

若太(tai)陽這種(zhong)恒(heng)星變為(wei)白矮星,每(mei)秒自(zi)轉(zhuan)一周(zhou)。密(mi)度至(zhi)少為(wei)1.41×1011kg/m3。

探測歷史

太陽受探測歷史

時間(年) 探測器(qi)名(ming)稱 國家 成就

1960-1968 先驅者(zhe)5-9號 美國 繞太陽(yang)運行,研究太陽(yang)風(feng)、耀斑

1974-1976 太(tai)陽神1-2號 美(mei)德合作 近距離(li)高(gao)速(su)掠過太(tai)陽表面(mian),測量太(tai)陽風與磁(ci)場

1980 太陽(yang)極大(da)使(shi)者 美國 收集了耀斑(ban)、太陽(yang)黑子和(he)日珥發出的X射(she)線(xian)。伽馬射(she)線(xian)、紫外輻射(she)的資料。

1990 尤利(li)西(xi)斯 美歐合作 在太陽極區上方的太陽風以及太陽磁(ci)場

1991 陽(yang)光 日英美合(he)作 測量了太陽(yang)耀斑發出的(de)X射(she)線和伽馬射(she)線以及耀斑爆發前的(de)狀況

1995 SOHO 美歐(ou)合(he)作 研究太(tai)陽內部(bu)結構和表面發(fa)生的事(shi)件(jian)

1998 TRACE 美國(guo) 了解(jie)太陽磁場與(yu)日冕加熱(re)之間的(de)聯系

2006 STEREO 美國 全方位提(ti)供太(tai)陽爆發和太(tai)陽風的星系

2010 SDO 美國 預測太陽活(huo)動對地球(qiu)的影響

2018 Parker Solar Probe 美(mei)國 探索太陽運行(xing)機制

2021 羲和(he)號 中(zhong)(zhong)國(guo) 2021年10月14日18時(shi)51分,中(zhong)(zhong)國(guo)在太原衛星(xing)發(fa)射中(zhong)(zhong)心采(cai)用(yong)長征(zheng)二號丁(ding)運載(zai)火(huo)箭,成功發(fa)射首顆太陽探(tan)測科學技(ji)術試驗(yan)衛星(xing)“羲和(he)號”,實現中(zhong)(zhong)國(guo)太陽探(tan)測零(ling)的突(tu)破。

2021 風云三號E星 中國 空間日(ri)冕(mian)探測(ce)

2022 空(kong)間新技術試驗衛(wei)星 中國(guo) 太陽過渡區的(de)探測

圖像

2021年9月2日,中國“黎明(ming)星”風云三號E星(以下簡(jian)稱“E星”)發(fa)布首批高精度、多波段太陽圖像(xiang)。在(zai)太陽極紫外動(dong)畫圖像(xiang)上(shang),太陽最外層(ceng)大氣——日冕數天(tian)內的變化被(bei)精準捕捉,太陽活(huo)動(dong)區(qu)、冕洞等也清晰可見。

這段風(feng)云三號E星太(tai)陽極紫外圖像(xiang)做成的(de)動畫展示了日(ri)(ri)冕2021年8月24日(ri)(ri)至31日(ri)(ri)的(de)變(bian)化(hua),隨著太(tai)陽緩緩地自轉,太(tai)陽上的(de)活動區(qu)、冕洞等(deng)特征也一(yi)一(yi)呈現在我們面前,宛若一(yi)幅壯美的(de)畫卷。耀斑類似于地球(qiu)上的(de)閃電。

2022年3月(yue),歐洲(zhou)航天(tian)局發布了一張太陽(yang)的(de)高分(fen)辨率(lv)圖(tu)(tu)像(xiang)(xiang)(xiang),號稱有史(shi)以來最高分(fen)辨率(lv)的(de)太陽(yang)圖(tu)(tu)像(xiang)(xiang)(xiang),大(da)小為56.26MB。這是(shi)太陽(yang)軌道飛行器在(zai)(zai)大(da)約(yue)7500萬公里的(de)距離在(zai)(zai)極紫外(wai)光下看到的(de)太陽(yang)。該(gai)圖(tu)(tu)像(xiang)(xiang)(xiang)是(shi)3月(yue)7日由極紫外(wai)成像(xiang)(xiang)(xiang)儀(EUI)儀器的(de)高分(fen)辨率(lv)望遠鏡拍攝,將25張單(dan)幅圖(tu)(tu)像(xiang)(xiang)(xiang)進行了拼接,每張圖(tu)(tu)像(xiang)(xiang)(xiang)拍攝耗時10分(fen)鐘,總共花了4個(ge)多小時。

2022年8月30日,中國首顆太(tai)(tai)陽(yang)探測科學技(ji)術試驗衛星(xing)“羲和號”在國際上(shang)首次(ci)實現了對太(tai)(tai)陽(yang)Hα(氫阿爾法)波(bo)段(duan)的光(guang)(guang)譜(pu)掃(sao)描成(cheng)像,記錄(lu)了太(tai)(tai)陽(yang)活動(dong)在光(guang)(guang)球層和色(se)球層的響(xiang)應過(guo)(guo)程(cheng)(cheng),通過(guo)(guo)一次(ci)掃(sao)描,可(ke)獲取376個波(bo)長位置的太(tai)(tai)陽(yang)圖像,不(bu)同波(bo)長對應了光(guang)(guang)球和色(se)球不(bu)同層次(ci)的太(tai)(tai)陽(yang)大氣(qi)。根據這些譜(pu)線的精細(xi)結構,可(ke)反演出高精度的全日面色(se)球和光(guang)(guang)球多普勒速度場,發(fa)生在太(tai)(tai)陽(yang)大氣(qi)中的活動(dong)可(ke)被(bei)詳細(xi)記錄(lu)到,進而(er)研究太(tai)(tai)陽(yang)活動(dong)的物理過(guo)(guo)程(cheng)(cheng)。

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