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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”。
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太(tai)陽(yang)(Sun)是太(tai)陽(yang)系(xi)(xi)的中心(xin)天(tian)體,占有太(tai)陽(yang)系(xi)(xi)總體質量的99.86%。太(tai)陽(yang)系(xi)(xi)中的八大行(xing)星(xing)、小行(xing)星(xing)、流(liu)星(xing)、彗星(xing)、外海王星(xing)天(tian)體以及星(xing)際塵埃等,都圍繞(rao)著太(tai)陽(yang)公轉,而太(tai)陽(yang)則圍繞(rao)著銀河系(xi)(xi)的中心(xin)公轉。

太(tai)陽是(shi)位(wei)于(yu)太(tai)陽系中心的(de)(de)(de)(de)恒星,它(ta)幾(ji)乎是(shi)熱等離子體(ti)(ti)與(yu)磁場(chang)交織著的(de)(de)(de)(de)一個(ge)理想球(qiu)(qiu)體(ti)(ti)。太(tai)陽直徑大約(yue)是(shi)1392000(1.392×10?)千米,相(xiang)當于(yu)地(di)球(qiu)(qiu)直徑的(de)(de)(de)(de)109倍;體(ti)(ti)積大約(yue)是(shi)地(di)球(qiu)(qiu)的(de)(de)(de)(de)130萬倍;其質量大約(yue)是(shi)2×103?千克(地(di)球(qiu)(qiu)的(de)(de)(de)(de)330000倍)。從(cong)化學(xue)組成來(lai)看,現(xian)在太(tai)陽質量的(de)(de)(de)(de)大約(yue)四(si)分之三是(shi)氫,剩下的(de)(de)(de)(de)幾(ji)乎都是(shi)氦,包括氧、碳(tan)、氖、鐵和其他的(de)(de)(de)(de)重元素質量少于(yu)2%,采用核聚變的(de)(de)(de)(de)方式向太(tai)空釋放光和熱。

太(tai)陽(yang)目前正在穿(chuan)越銀河系內部(bu)邊(bian)緣獵(lie)戶臂的(de)(de)本(ben)地泡區中的(de)(de)本(ben)星(xing)際云。在距離(li)地球17光(guang)年的(de)(de)距離(li)內有50顆最鄰近(jin)的(de)(de)恒星(xing)系(與太(tai)陽(yang)距離(li)最近(jin)的(de)(de)恒星(xing)是稱作比鄰星(xing)的(de)(de)紅矮星(xing),大約(yue)4.2光(guang)年)。

太(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)(yang)是(shi)一(yi)(yi)顆黃矮(ai)星(光譜為(wei)G2V),黃矮(ai)星的(de)壽命大(da)致(zhi)為(wei)100億年,目前太(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)(yang)大(da)約45.7億歲。在大(da)約50至60億年之后,太(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)(yang)內(nei)部的(de)氫(qing)元(yuan)(yuan)素(su)幾乎會(hui)全部消耗盡,太(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)(yang)的(de)核心將(jiang)發生(sheng)坍(tan)縮,導致(zhi)溫度(du)上升,這一(yi)(yi)過程將(jiang)一(yi)(yi)直持續到(dao)(dao)(dao)太(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)(yang)開始把氦(hai)(hai)元(yuan)(yuan)素(su)聚(ju)變(bian)成(cheng)碳元(yuan)(yuan)素(su)。雖然(ran)氦(hai)(hai)聚(ju)變(bian)產生(sheng)的(de)能(neng)量比氫(qing)聚(ju)變(bian)產生(sheng)的(de)能(neng)量少,但溫度(du)也更高,因(yin)此太(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)(yang)的(de)外(wai)層(ceng)(ceng)將(jiang)膨脹,并(bing)且把一(yi)(yi)部分(fen)外(wai)層(ceng)(ceng)大(da)氣釋放到(dao)(dao)(dao)太(tai)(tai)空中。當轉向新元(yuan)(yuan)素(su)的(de)過程結束時,太(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)(yang)的(de)質量將(jiang)稍(shao)微下降(jiang),外(wai)層(ceng)(ceng)將(jiang)延(yan)伸(shen)到(dao)(dao)(dao)地球或者火星目前運行的(de)軌道(dao)處(這時由于太(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)(yang)質量的(de)下降(jiang),這兩顆行星將(jiang)會(hui)離太(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)(yang)更遠)。

演化

太(tai)陽(yang)(yang)(yang)是(shi)在大約(yue)45.7億(yi)年(nian)(nian)前在一個(ge)坍縮的(de)(de)氫分子云內形成。太(tai)陽(yang)(yang)(yang)形成的(de)(de)時間以兩種(zhong)方法測量:太(tai)陽(yang)(yang)(yang)目前在主序(xu)帶(dai)上的(de)(de)年(nian)(nian)齡,使用恒星演(yan)(yan)化(hua)和(he)太(tai)初核(he)合(he)成的(de)(de)電腦模(mo)型確認,大約(yue)就(jiu)是(shi)45.7億(yi)年(nian)(nian)。這與放射性定(ding)年(nian)(nian)法得到(dao)的(de)(de)太(tai)陽(yang)(yang)(yang)最(zui)古(gu)老的(de)(de)物質(zhi)(zhi)是(shi)45.67億(yi)年(nian)(nian)非常(chang)的(de)(de)吻合(he)。太(tai)陽(yang)(yang)(yang)在其(qi)主序(xu)的(de)(de)演(yan)(yan)化(hua)階段已經到(dao)了(le)中年(nian)(nian)期,在這個(ge)階段的(de)(de)核(he)聚變是(shi)在核(he)心將氫聚變成氦。每(mei)秒中有超過400萬噸的(de)(de)物質(zhi)(zhi)在太(tai)陽(yang)(yang)(yang)的(de)(de)核(he)心轉(zhuan)化(hua)成能量,產生中微子和(he)太(tai)陽(yang)(yang)(yang)輻射。以這個(ge)速(su)率,到(dao)目前為(wei)止,太(tai)陽(yang)(yang)(yang)大約(yue)轉(zhuan)化(hua)了(le)100個(ge)地球質(zhi)(zhi)量的(de)(de)物質(zhi)(zhi)成為(wei)能量,太(tai)陽(yang)(yang)(yang)在主序(xu)帶(dai)上耗費的(de)(de)時間總共(gong)大約(yue)為(wei)100億(yi)年(nian)(nian)。

太(tai)陽沒有足夠的(de)質量爆(bao)發成(cheng)為(wei)超新(xin)星(xing)(xing)(xing),替代的(de)是,在(zai)約50億年后(hou)它(ta)將進入紅(hong)(hong)巨(ju)星(xing)(xing)(xing)的(de)階(jie)段(duan),氦核(he)(he)(he)心為(wei)抵抗(kang)引力而(er)收縮(suo),同(tong)時變(bian)熱(re);緊挨核(he)(he)(he)心的(de)氫(qing)包層(ceng)因溫度上升(sheng)而(er)加速聚變(bian),結果產生的(de)熱(re)量持續增(zeng)加,傳導到外層(ceng),使其向(xiang)外膨脹(zhang)。當(dang)核(he)(he)(he)心的(de)溫度達到1億K時,氦聚變(bian)將開始進行(xing)并燃燒生成(cheng)碳(tan)。由于此時的(de)氦核(he)(he)(he)心已(yi)經相(xiang)當(dang)于一(yi)個小(xiao)型“白(bai)矮星(xing)(xing)(xing)”(電子(zi)簡并態(tai)(tai)),熱(re)失控(kong)的(de)氦聚變(bian)將導致氦閃,釋放的(de)巨(ju)大能量使太(tai)陽核(he)(he)(he)心大幅度膨脹(zhang),解除了電子(zi)簡并態(tai)(tai),然后(hou)核(he)(he)(he)心剩余的(de)氦進行(xing)穩定的(de)聚變(bian)。從外部看,太(tai)陽將如新(xin)星(xing)(xing)(xing)般(ban)突然增(zeng)亮5~10個星(xing)(xing)(xing)等(deng)(相(xiang)比(bi)于此前(qian)的(de)“紅(hong)(hong)巨(ju)星(xing)(xing)(xing)”階(jie)段(duan)),接(jie)著體積大幅度縮(suo)小(xiao),變(bian)得比(bi)原先的(de)紅(hong)(hong)巨(ju)星(xing)(xing)(xing)暗淡得多(但仍將比(bi)現在(zai)的(de)太(tai)陽亮),直到核(he)(he)(he)心的(de)碳(tan)逐步(bu)累積,再次進入核(he)(he)(he)心收縮(suo)、外層(ceng)膨脹(zhang)階(jie)段(duan)。這(zhe)就是漸近巨(ju)星(xing)(xing)(xing)分支(zhi)階(jie)段(duan)。

地(di)球(qiu)(qiu)(qiu)的(de)(de)命運是(shi)不確定的(de)(de),當太(tai)陽成為(wei)紅巨(ju)星(xing)(xing)時(shi)(shi),其(qi)半徑大約會是(shi)現(xian)在的(de)(de)200倍,表面可能(neng)將膨脹(zhang)至地(di)球(qiu)(qiu)(qiu)現(xian)在的(de)(de)軌道(dao)——1AU(1.5×1011m)。然(ran)而(er),當太(tai)陽成為(wei)漸(jian)近巨(ju)星(xing)(xing)分(fen)支的(de)(de)恒星(xing)(xing)時(shi)(shi),由于(yu)恒星(xing)(xing)風的(de)(de)作用(yong),它大約已經流失30%的(de)(de)質量,所以(yi)地(di)球(qiu)(qiu)(qiu)的(de)(de)軌道(dao)會向外移動。如果(guo)只是(shi)這樣,地(di)球(qiu)(qiu)(qiu)或許可以(yi)幸(xing)免,但新的(de)(de)研(yan)究(jiu)認為(wei)地(di)球(qiu)(qiu)(qiu)可能(neng)會因(yin)為(wei)潮汐(xi)的(de)(de)相互(hu)作用(yong)而(er)被太(tai)陽吞噬掉。但即(ji)使地(di)球(qiu)(qiu)(qiu)能(neng)逃脫被太(tai)陽焚毀的(de)(de)命運,地(di)球(qiu)(qiu)(qiu)上的(de)(de)水仍然(ran)都(dou)會沸騰,大部分(fen)的(de)(de)氣體(ti)都(dou)會逃逸入太(tai)空。

即使太陽(yang)仍(reng)在(zai)(zai)主(zhu)序(xu)帶的(de)(de)(de)現(xian)階段(duan),太陽(yang)的(de)(de)(de)光度仍(reng)然在(zai)(zai)緩慢(man)的(de)(de)(de)增(zeng)加(jia)(每10億(yi)(yi)年約增(zeng)加(jia)10%),表面(mian)的(de)(de)(de)溫度也緩緩的(de)(de)(de)提升。太陽(yang)過去的(de)(de)(de)光度比(bi)較(jiao)暗淡,這可(ke)能是生命在(zai)(zai)10億(yi)(yi)年前(qian)才出現(xian)在(zai)(zai)陸地(di)上的(de)(de)(de)原因。太陽(yang)的(de)(de)(de)溫度若依照這樣的(de)(de)(de)速率增(zeng)加(jia),在(zai)(zai)未(wei)來的(de)(de)(de)10億(yi)(yi)年,地(di)球可(ke)能會變得太熱,使水不再能以液態存在(zai)(zai)于地(di)球表面(mian),而使地(di)球上所有(you)的(de)(de)(de)生物(wu)趨于滅(mie)絕(jue)。

繼(ji)紅巨(ju)星階段(duan)之后(hou),激烈(lie)的(de)熱脈動將導(dao)致太陽(yang)外(wai)層(ceng)的(de)氣體逃逸,形成行星狀星云。在外(wai)層(ceng)被剝離(li)后(hou),唯一留存下來的(de)就是恒星炙熱的(de)核心——白(bai)矮星,并在數十億年中逐漸冷卻和黯淡。這是低(di)質量(liang)與中質量(liang)恒星演化(hua)的(de)典型。

質量體積

太(tai)(tai)(tai)陽是一個巨大而(er)熾(chi)熱(re)的(de)(de)氣體星(xing)球(qiu)。知道了(le)日(ri)地(di)距離,再從地(di)球(qiu)上(shang)測(ce)得太(tai)(tai)(tai)陽圓面(mian)的(de)(de)視角直徑,從簡單的(de)(de)三角關系(xi)就可(ke)以(yi)求出太(tai)(tai)(tai)陽的(de)(de)半徑為69.6萬(wan)千米,是地(di)球(qiu)半徑的(de)(de)109倍(bei)。由此可(ke)以(yi)算(suan)出太(tai)(tai)(tai)陽的(de)(de)體積為地(di)球(qiu)的(de)(de)130萬(wan)倍(bei)。

天(tian)文學家根據開普(pu)勒行星運動(dong)的(de)第三定律(lv),利用地球的(de)質(zhi)量(liang)和它環繞太陽運轉的(de)軌道半(ban)徑(jing)及(ji)周期,還可以推算(suan)出太陽的(de)質(zhi)量(liang)為1.989×103?千克(ke),這(zhe)個(ge)質(zhi)量(liang)是(shi)地球的(de)33萬倍(bei)。并且集中(zhong)了(le)太陽系(xi)99.86%的(de)質(zhi)量(liang)。但是(shi),即使這(zhe)樣(yang)一個(ge)龐(pang)然大物(wu),在茫茫宇宙(zhou)之中(zhong),卻也不過只是(shi)一顆質(zhi)量(liang)中(zhong)等(deng)的(de)普(pu)通恒星而已。

由(you)太陽(yang)的(de)體積和質量,可(ke)以(yi)計算出太陽(yang)平(ping)均密(mi)度(du)為(wei)(wei)1.409克/厘米3,約(yue)為(wei)(wei)地(di)球(qiu)平(ping)均密(mi)度(du)的(de)0.26倍(bei)。太陽(yang)表面(mian)的(de)重力(li)加速度(du)等(deng)于(yu)273.9810米/秒2,約(yue)為(wei)(wei)地(di)球(qiu)表面(mian)重力(li)加速度(du)的(de)28倍(bei),如(ru)果一個人站在太陽(yang)表面(mian),那么他的(de)體重將會是在地(di)球(qiu)上的(de)20倍(bei)。太陽(yang)表面(mian)的(de)逃逸速度(du)約(yue)617.7公里/秒,任何一個中性粒子的(de)速度(du)必(bi)須大于(yu)這個值,才能(neng)脫離(li)太陽(yang)的(de)吸引力(li)而跑到宇宙空間中去。

所處位置

太(tai)(tai)(tai)陽(yang)只是(shi)宇宙中一顆(ke)十分普通的(de)恒星,但它(ta)卻是(shi)太(tai)(tai)(tai)陽(yang)系的(de)中心天體(ti)。太(tai)(tai)(tai)陽(yang)系中,包含我們的(de)地球在內的(de)八大行(xing)星、一些(xie)矮行(xing)星、彗星和(he)其它(ta)無數的(de)太(tai)(tai)(tai)陽(yang)系小(xiao)天體(ti),都在太(tai)(tai)(tai)陽(yang)的(de)強大引力作用下環繞(rao)太(tai)(tai)(tai)陽(yang)運行(xing)。太(tai)(tai)(tai)陽(yang)系的(de)疆域(yu)龐大,僅(jin)以(yi)冥王(wang)星為例,其運行(xing)軌道距離太(tai)(tai)(tai)陽(yang)就將(jiang)近(jin)40個天文單位,也就是(shi)60億千米之(zhi)遙遠,而實際上太(tai)(tai)(tai)陽(yang)系的(de)范圍還要數十倍于此。

但是這(zhe)樣一(yi)(yi)個龐(pang)大(da)的(de)太陽(yang)系(xi)家族,在(zai)銀(yin)河(he)系(xi)中卻僅僅只是十分普通的(de)滄海一(yi)(yi)粟。銀(yin)河(he)系(xi)擁有至少1000億顆以(yi)上的(de)恒星,直徑約(yue)10萬光年。太陽(yang)位于銀(yin)道(dao)面(mian)之北的(de)獵(lie)戶座旋(xuan)(xuan)臂上,距離銀(yin)河(he)系(xi)中心約(yue)30000光年,在(zai)銀(yin)道(dao)面(mian)以(yi)北約(yue)26光年,它一(yi)(yi)方面(mian)繞著銀(yin)心以(yi)每(mei)秒250公里的(de)速(su)度(du)旋(xuan)(xuan)轉,周期大(da)概是2.5億年,另一(yi)(yi)方面(mian)又相對于周圍恒星以(yi)每(mei)秒19.7公里的(de)速(su)度(du)朝著織女(nv)星附近方向運動(dong)。太陽(yang)也在(zai)自轉,其周期在(zai)日面(mian)赤(chi)道(dao)帶約(yue)25天;兩極區約(yue)為(wei)35天。

太(tai)陽(yang)正在(zai)穿越銀河(he)系(xi)內部邊緣獵戶臂(bei)的(de)(de)本(ben)地泡區中的(de)(de)本(ben)星(xing)(xing)際云。在(zai)距(ju)離(li)地球17光年的(de)(de)距(ju)離(li)內有50顆最(zui)(zui)鄰(lin)近(jin)的(de)(de)恒(heng)星(xing)(xing)系(xi)(距(ju)離(li)最(zui)(zui)近(jin)的(de)(de)一顆恒(heng)星(xing)(xing)是(shi)紅矮星(xing)(xing),被稱為比鄰(lin)星(xing)(xing),距(ju)太(tai)陽(yang)大約4.2光年),太(tai)陽(yang)的(de)(de)質量在(zai)這些恒(heng)星(xing)(xing)中排在(zai)第(di)四。太(tai)陽(yang)在(zai)距(ju)離(li)銀河(he)中心24000至(zhi)26000光年的(de)(de)距(ju)離(li)上(shang)繞著(zhu)銀河(he)公轉,從銀河(he)北(bei)極(ji)鳥瞰,太(tai)陽(yang)沿順時針軌(gui)道運行(xing),大約2億2500萬(wan)至(zhi)2億5000萬(wan)年繞行(xing)一周(zhou)。由(you)于銀河(he)系(xi)在(zai)宇宙微波背景輻射(CMB)中以550公里/秒的(de)(de)速(su)度(du)朝向長(chang)蛇座(zuo)的(de)(de)方向運動(dong),這兩(liang)個(ge)速(su)度(du)合(he)成之后,太(tai)陽(yang)相對(dui)于CMB的(de)(de)速(su)度(du)是(shi)370公里/秒,朝向巨爵座(zuo)或獅子座(zuo)的(de)(de)方向運動(dong)。

在(zai)南門(men)二(比鄰星(xing)(xing)所在(zai)的三合星(xing)(xing)系統(tong))的位(wei)(wei)置觀看我們的太(tai)(tai)陽時,太(tai)(tai)陽則會成為仙后座(zuo)(zuo)中(zhong)一顆視星(xing)(xing)等(deng)為0.5等(deng)的恒星(xing)(xing)。大(da)體來說(shuo),仙后座(zuo)(zuo)的外(wai)形將會從//變成///,太(tai)(tai)陽將會位(wei)(wei)在(zai)仙后座(zuo)(zuo)ε星(xing)(xing)的尾(wei)端。

旋轉

公轉

太陽繞(rao)銀(yin)河系(xi)中心(xin)公(gong)(gong)轉,繞(rao)銀(yin)河系(xi)中心(xin)公(gong)(gong)轉周(zhou)期(qi)約2.5×10?年。銀(yin)河系(xi)中心(xin)可能有(you)巨(ju)大黑洞(dong),但它周(zhou)圍布滿了恒(heng)星(xing),所以看上去象“銀(yin)盤”。這(zhe)些(xie)恒(heng)星(xing)都繞(rao)“銀(yin)核”公(gong)(gong)轉。與地(di)球公(gong)(gong)轉不同,這(zhe)些(xie)恒(heng)星(xing)公(gong)(gong)轉每繞(rao)一周(zhou)離“銀(yin)核”會更近。

自轉

太(tai)陽(yang)和(he)其它天(tian)體一樣,也(ye)在圍繞(rao)自(zi)己的(de)軸心(xin)自(zi)西向東自(zi)轉(zhuan),但觀測和(he)研究(jiu)表(biao)明(ming),太(tai)陽(yang)表(biao)面不(bu)(bu)同的(de)緯度處(chu),自(zi)轉(zhuan)速度不(bu)(bu)一樣。在赤(chi)道處(chu),太(tai)陽(yang)自(zi)轉(zhuan)一周需(xu)要25.4天(tian),而在緯度40處(chu)需(xu)要27.2天(tian),到了兩極地區,自(zi)轉(zhuan)一周則需(xu)要35天(tian)左右。這種自(zi)轉(zhuan)方式被稱(cheng)為“較差自(zi)轉(zhuan)”。

構造

根據太(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)活動(dong)的(de)相對(dui)強弱,太(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)可(ke)分為寧靜太(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)和活動(dong)太(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)兩大類。寧靜太(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)是(shi)一個理(li)論上(shang)假定寧靜的(de)球(qiu)(qiu)對(dui)稱(cheng)熱氣體(ti)球(qiu)(qiu),其性(xing)質(zhi)只(zhi)隨(sui)半徑而(er)變,而(er)且在(zai)任(ren)一球(qiu)(qiu)層中都是(shi)均勻(yun)的(de),其目的(de)在(zai)于研究(jiu)太(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)的(de)總體(ti)結(jie)構和一般性(xing)質(zhi)。在(zai)這種假定下,按(an)照由里往外的(de)順序,太(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)是(shi)由核心(xin)、輻射區(qu)、對(dui)流(liu)層、光(guang)球(qiu)(qiu)層、色球(qiu)(qiu)層、日冕層構成。光(guang)球(qiu)(qiu)層之(zhi)下稱(cheng)為太(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)內部(bu);光(guang)球(qiu)(qiu)層之(zhi)上(shang)稱(cheng)為太(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)大氣。

磁場

太陽(yang)(yang)圈電流片延伸到太陽(yang)(yang)系外(wai),結果(guo)是來自(zi)太陽(yang)(yang)的旋(xuan)轉(zhuan)磁場影(ying)響到星際物質中的等離子體。

太(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)是磁(ci)(ci)(ci)力活躍的(de)(de)(de)(de)恒星,它(ta)(ta)支撐一(yi)個(ge)強大(da)、年(nian)復一(yi)年(nian)在變化(hua)的(de)(de)(de)(de)磁(ci)(ci)(ci)場(chang),并(bing)且(qie)大(da)約每11年(nian)環繞著太(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)極大(da)期反(fan)轉它(ta)(ta)的(de)(de)(de)(de)方(fang)向太(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)磁(ci)(ci)(ci)場(chang)會導致很(hen)(hen)多(duo)影(ying)響,稱為太(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)活動,包(bao)括在太(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)表(biao)面的(de)(de)(de)(de)太(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)黑(hei)子、太(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)耀斑、和(he)(he)攜帶著物(wu)質穿越太(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)系(xi)且(qie)不(bu)斷變化(hua)的(de)(de)(de)(de)太(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)風。太(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)活動對地球的(de)(de)(de)(de)影(ying)響包(bao)括在高緯(wei)度(du)(du)(du)的(de)(de)(de)(de)極光,和(he)(he)擾亂無線(xian)(xian)電通訊和(he)(he)電力。太(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)活動被(bei)認為在太(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)系(xi)的(de)(de)(de)(de)形成和(he)(he)演化(hua)扮演了很(hen)(hen)重要的(de)(de)(de)(de)角(jiao)色,太(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)因(yin)為高溫的(de)(de)(de)(de)緣故,所有的(de)(de)(de)(de)物(wu)質都是氣體(ti)和(he)(he)等(deng)離子體(ti),這(zhe)使得太(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)的(de)(de)(de)(de)轉速可能在赤道(大(da)約25天(tian))較快,而(er)不(bu)是高緯(wei)度(du)(du)(du)(在兩(liang)極約為35天(tian))太(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)因(yin)緯(wei)度(du)(du)(du)不(bu)同的(de)(de)(de)(de)較差自(zi)轉造(zao)成它(ta)(ta)的(de)(de)(de)(de)磁(ci)(ci)(ci)場(chang)線(xian)(xian)隨著時(shi)間而(er)糾纏在一(yi)起(qi),造(zao)成磁(ci)(ci)(ci)場(chang)圈從太(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)表(biao)面噴(pen)發出來,并(bing)觸發太(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)形成系(xi)距(ju)性的(de)(de)(de)(de)太(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)黑(hei)子和(he)(he)日珥(參見磁(ci)(ci)(ci)重聯)。隨著太(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)每11年(nian)反(fan)轉它(ta)(ta)本身的(de)(de)(de)(de)磁(ci)(ci)(ci)場(chang),這(zhe)種糾纏創造(zao)了太(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)發電機(ji)和(he)(he)11年(nian)的(de)(de)(de)(de)太(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)磁(ci)(ci)(ci)場(chang)活動太(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)周期。

太(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)陽(yang)磁(ci)場(chang)朝太(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)陽(yang)本(ben)體外更遠處延伸,磁(ci)化的(de)(de)太(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)陽(yang)風等離(li)(li)子體攜帶(dai)著太(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)陽(yang)的(de)(de)磁(ci)場(chang)進入太(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)空(kong),形成(cheng)所謂的(de)(de)行(xing)(xing)星際(ji)磁(ci)場(chang)由于等離(li)(li)子體只能沿(yan)著磁(ci)場(chang)線移動,離(li)(li)開(kai)太(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)陽(yang)的(de)(de)行(xing)(xing)星際(ji)磁(ci)場(chang)起初是(shi)沿(yan)著徑向伸展的(de)(de)。因(yin)位在太(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)陽(yang)赤道(dao)上(shang)方和下方離(li)(li)開(kai)太(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)陽(yang)的(de)(de)磁(ci)場(chang)具有(you)不同的(de)(de)極(ji)(ji)性,因(yin)此在太(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)陽(yang)的(de)(de)赤道(dao)平面(mian)存在著一層薄(bo)薄(bo)的(de)(de)電流層,稱為(wei)太(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)陽(yang)圈電流片。太(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)陽(yang)的(de)(de)自轉使得遠距離(li)(li)的(de)(de)磁(ci)場(chang)和電流片旋(xuan)轉成(cheng)像(xiang)是(shi)阿基米德螺(luo)旋(xuan)結構(gou),稱為(wei)派克螺(luo)旋(xuan)。行(xing)(xing)星際(ji)磁(ci)場(chang)的(de)(de)強(qiang)度(du)遠比(bi)太(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)陽(yang)的(de)(de)偶極(ji)(ji)性磁(ci)場(chang)強(qiang)大。太(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)陽(yang)50-400μT的(de)(de)磁(ci)偶極(ji)(ji)(在光球)隨著距離(li)(li)的(de)(de)三次方衰(shuai)減(jian),在地球的(de)(de)距離(li)(li)上(shang)只有(you)0.1nT。然而依據太(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)空(kong)船的(de)(de)觀測(ce),在地球附近的(de)(de)行(xing)(xing)星際(ji)磁(ci)場(chang)是(shi)這個數值的(de)(de)100倍,大約是(shi)5nT。

內部

核反應區

從中心到0.25太(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)半(ban)徑是(shi)太(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)發射巨大能量的(de)(de)(de)真正源(yuan)頭,也稱為(wei)核(he)反應(ying)區。在這(zhe)里,太(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)核(he)心處溫度高達(da)1500萬度,壓力(li)相當(dang)于(yu)3000億個大氣壓,隨時都(dou)在進行(xing)著四個氫核(he)聚變成一(yi)個氦(hai)核(he)的(de)(de)(de)熱核(he)反應(ying)。根(gen)據原(yuan)子核(he)物理學和(he)愛因斯坦的(de)(de)(de)質能轉(zhuan)換(huan)關系(xi)式E=mc2,每秒鐘有質量為(wei)6億噸(dun)的(de)(de)(de)氫經(jing)過熱核(he)聚變反應(ying)為(wei)5.96億噸(dun)的(de)(de)(de)氦(hai),并釋放出(chu)相當(dang)于(yu)400萬噸(dun)氫的(de)(de)(de)能量,正是(shi)這(zhe)巨大的(de)(de)(de)能源(yuan)帶(dai)給了我們光和(he)熱,但這(zhe)損失的(de)(de)(de)質量與太(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)的(de)(de)(de)總(zong)質量相比,卻(que)是(shi)不值一(yi)提的(de)(de)(de)。根(gen)據對太(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)內部氫含量的(de)(de)(de)估計(ji),太(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)至(zhi)少(shao)還有50億年的(de)(de)(de)正常壽命(ming)。

輻射區

0.25太(tai)陽(yang)半徑(jing)~0.86太(tai)陽(yang)半徑(jing)是(shi)(shi)太(tai)陽(yang)輻(fu)射(she)(she)(she)區,它包含了各種(zhong)電磁輻(fu)射(she)(she)(she)和粒(li)子流。輻(fu)射(she)(she)(she)從內(nei)部向外部傳遞過(guo)程(cheng)是(shi)(shi)多次(ci)(ci)被物質吸收而(er)又再次(ci)(ci)發射(she)(she)(she)的(de)過(guo)程(cheng)。從核反應區到太(tai)陽(yang)表面的(de)行(xing)程(cheng)中,能(neng)量依次(ci)(ci)以X射(she)(she)(she)線(xian)、遠紫外線(xian)、紫外線(xian),最后是(shi)(shi)可(ke)見光的(de)形(xing)式向外輻(fu)射(she)(she)(she)。太(tai)陽(yang)是(shi)(shi)一個取(qu)之難盡,用之不竭的(de)能(neng)量源泉。

對流層

對流層是輻(fu)射區的(de)外(wai)側區域,其厚度約(yue)有十(shi)幾萬千米,由于(yu)這里的(de)溫度、壓力和密度梯(ti)度都(dou)很大,太陽氣體(ti)呈對流的(de)不(bu)穩定狀態(tai)。使(shi)物(wu)(wu)質(zhi)(zhi)(zhi)的(de)徑向對流運(yun)動(dong)強烈,熱的(de)物(wu)(wu)質(zhi)(zhi)(zhi)向外(wai)運(yun)動(dong),冷的(de)物(wu)(wu)質(zhi)(zhi)(zhi)沉入內部(bu)(bu),太陽內部(bu)(bu)能(neng)量就是靠物(wu)(wu)質(zhi)(zhi)(zhi)的(de)這種對流,由內部(bu)(bu)向外(wai)部(bu)(bu)傳輸。

大氣層

太(tai)(tai)陽(yang)光球以(yi)上的(de)(de)(de)(de)部(bu)分(fen)統稱為(wei)太(tai)(tai)陽(yang)大氣層,跨過(guo)整(zheng)個電磁頻譜,從無線(xian)電、可(ke)見光到伽馬射線(xian),都(dou)可(ke)以(yi)觀(guan)察它們分(fen)為(wei)5個主要(yao)的(de)(de)(de)(de)部(bu)分(fen):溫(wen)度極小區、色(se)球、過(guo)渡區、日冕(mian)(mian)、和太(tai)(tai)陽(yang)圈(quan),太(tai)(tai)陽(yang)圈(quan)可(ke)能是太(tai)(tai)陽(yang)大氣層最稀(xi)薄(bo)的(de)(de)(de)(de)外緣(yuan)并且延(yan)伸到冥王(wang)星(xing)軌道(dao)之外與(yu)星(xing)際物質交(jiao)界(jie),交(jiao)界(jie)處稱為(wei)日鞘(qiao),并且在那兒形成剪(jian)切(qie)的(de)(de)(de)(de)激波(bo)前緣(yuan)。色(se)球、過(guo)渡區和日冕(mian)(mian)的(de)(de)(de)(de)溫(wen)度都(dou)比太(tai)(tai)陽(yang)表面(mian)高,原因還沒有獲得證實,但證據指向(xiang)阿爾文(wen)波(bo)可(ke)能攜帶了(le)足夠(gou)的(de)(de)(de)(de)能量將日冕(mian)(mian)加熱(re)。

光球

對流(liu)層(ceng)上面的(de)太(tai)陽(yang)大氣,稱(cheng)為太(tai)陽(yang)光(guang)球。光(guang)球是(shi)(shi)一層(ceng)不透明的(de)氣體薄層(ceng),厚度(du)約500千米。它確(que)定了(le)太(tai)陽(yang)非常清晰的(de)邊(bian)界,幾乎(hu)所(suo)有的(de)可(ke)見光(guang)都是(shi)(shi)從這一層(ceng)發射出來的(de)。

色球

色(se)球(qiu)(qiu)位于(yu)光(guang)球(qiu)(qiu)之(zhi)上(shang)。厚(hou)度(du)(du)約2000千米。太陽的(de)(de)溫度(du)(du)分布(bu)從核心向外(wai)直到(dao)光(guang)球(qiu)(qiu)層(ceng),都是逐漸下(xia)降(jiang)的(de)(de),但到(dao)了色(se)球(qiu)(qiu)層(ceng),卻又反常(chang)上(shang)升,到(dao)色(se)球(qiu)(qiu)頂部時已達(da)幾萬(wan)度(du)(du)。由于(yu)色(se)球(qiu)(qiu)層(ceng)發(fa)出的(de)(de)可見光(guang)總量不(bu)及(ji)光(guang)球(qiu)(qiu)的(de)(de)1%,因此人們(men)平(ping)常(chang)看(kan)不(bu)到(dao)它(ta)。只有在(zai)發(fa)生日(ri)全(quan)食時,即食既之(zhi)前幾秒種或者生光(guang)以后幾秒鐘,當光(guang)球(qiu)(qiu)所(suo)發(fa)射的(de)(de)明亮光(guang)線(xian)被月影完全(quan)遮掩的(de)(de)短暫(zan)時間內,在(zai)日(ri)面邊緣呈(cheng)現出狹窄的(de)(de)玫瑰紅色(se)的(de)(de)發(fa)光(guang)圈層(ceng),這就(jiu)是色(se)球(qiu)(qiu)層(ceng)。平(ping)時,科學家們(men)要通過單(dan)色(se)光(guang)(波(bo)長為6563埃)色(se)球(qiu)(qiu)望遠鏡才能觀測到(dao)太陽色(se)球(qiu)(qiu)層(ceng)。

日冕

日(ri)(ri)冕(mian)(mian)是太(tai)陽大(da)氣的(de)(de)(de)(de)最外(wai)層,由高溫(wen)、低(di)密度的(de)(de)(de)(de)等離子體所組成。亮(liang)度微弱,在白光(guang)中的(de)(de)(de)(de)總(zong)亮(liang)度比太(tai)陽圓面(mian)亮(liang)度的(de)(de)(de)(de)百(bai)分(fen)之(zhi)一還低(di),約相當于滿月的(de)(de)(de)(de)亮(liang)度,因此(ci)只有在日(ri)(ri)全(quan)食(shi)時(shi)才能(neng)展(zhan)現(xian)其光(guang)彩,平時(shi)觀(guan)測則要(yao)使用專門(men)的(de)(de)(de)(de)日(ri)(ri)冕(mian)(mian)儀。日(ri)(ri)冕(mian)(mian)的(de)(de)(de)(de)溫(wen)度高達百(bai)萬度,其大(da)小(xiao)和形狀與太(tai)陽活動有關(guan),在太(tai)陽活動極大(da)年(nian)時(shi),日(ri)(ri)冕(mian)(mian)接(jie)近圓形;在太(tai)陽寧靜年(nian)則呈橢(tuo)圓形。自古以來,觀(guan)測日(ri)(ri)冕(mian)(mian)的(de)(de)(de)(de)傳統方法都是等待一次罕(han)見的(de)(de)(de)(de)日(ri)(ri)全(quan)食(shi)——在黑(hei)暗的(de)(de)(de)(de)天空背景上(shang),月面(mian)把明亮(liang)的(de)(de)(de)(de)太(tai)陽光(guang)球(qiu)面(mian)遮掩住(zhu),而(er)在日(ri)(ri)面(mian)周圍呈現(xian)出(chu)青白色的(de)(de)(de)(de)光(guang)區,就是人們(men)期待觀(guan)測的(de)(de)(de)(de)太(tai)陽最外(wai)層大(da)氣——日(ri)(ri)冕(mian)(mian)。

太陽圈

太(tai)(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)圈,從大(da)約(yue)20太(tai)(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)半徑(0.1天(tian)文單位(wei))到太(tai)(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)系(xi)的(de)(de)(de)(de)邊緣,這一大(da)片環(huan)繞著(zhu)太(tai)(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)的(de)(de)(de)(de)空(kong)間充滿了伴隨太(tai)(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)風(feng)離(li)開太(tai)(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)的(de)(de)(de)(de)等離(li)子體。他的(de)(de)(de)(de)內側邊界是(shi)太(tai)(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)風(feng)成為(wei)超(chao)阿(a)耳芬波的(de)(de)(de)(de)那層位(wei)置-流體的(de)(de)(de)(de)速(su)度超(chao)過(guo)阿(a)耳芬波。因為(wei)訊(xun)息只能以阿(a)耳芬波的(de)(de)(de)(de)速(su)度傳遞,所(suo)以在這個界限之外(wai)的(de)(de)(de)(de)湍流和(he)動力學(xue)的(de)(de)(de)(de)力量(liang)不再能影響到內部(bu)的(de)(de)(de)(de)日冕形狀。太(tai)(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)風(feng)源(yuan)(yuan)源(yuan)(yuan)不斷的(de)(de)(de)(de)進入太(tai)(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)圈之中并向外(wai)吹(chui)拂(fu),使得太(tai)(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)的(de)(de)(de)(de)磁場(chang)形成螺旋的(de)(de)(de)(de)形狀,直到在距離(li)太(tai)(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)超(chao)過(guo)50天(tian)文單位(wei)之外(wai)撞擊到日鞘為(wei)止(zhi)。

在(zai)2004年12月,旅行者(zhe)1號探(tan)測器已穿(chuan)越(yue)過(guo)被認為(wei)是日鞘部(bu)分的(de)激波前緣。兩艘(sou)航海家太空船(chuan)在(zai)穿(chuan)越(yue)邊(bian)界時都偵測與記錄到能(neng)量超過(guo)一般微粒的(de)高(gao)能(neng)粒子(zi)。

太陽光

陽光是地球(qiu)能(neng)量的(de)主要(yao)來源。太陽常數是在距離太陽1天文(wen)單位(wei)的(de)位(wei)置(也(ye)就(jiu)是在或接近(jin)地球(qiu)),直接暴露在陽光下(xia)的(de)每單位(wei)面(mian)積接收(shou)到的(de)能(neng)量,其值約(yue)相當(dang)于1,368W/m2(瓦每平(ping)方(fang)米(mi))。經過大(da)氣層的(de)吸收(shou)后(hou),抵達地球(qiu)表面(mian)的(de)陽光已經衰減——在大(da)氣清澈且太陽接近(jin)天頂(ding)的(de)條件下(xia)也(ye)只有約(yue)1,000W/m2。

有(you)許(xu)多種(zhong)天(tian)然的(de)合成過程可(ke)以利(li)用(yong)(yong)太(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)能(neng)-光合作(zuo)用(yong)(yong)是(shi)植物以化(hua)學的(de)方式從(cong)陽(yang)(yang)(yang)光中(zhong)擷取能(neng)量(氧的(de)釋(shi)出(chu)和碳化(hua)合物的(de)減(jian)少),直(zhi)接加熱(re)或使(shi)用(yong)(yong)太(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)電(dian)池轉換(huan)成電(dian)的(de)儀器被使(shi)用(yong)(yong)在太(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)能(neng)發電(dian)的(de)設(she)備上,或進行其(qi)他的(de)工作(zuo);有(you)時也(ye)會使(shi)用(yong)(yong)集(ji)光式太(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)能(neng)(也(ye)就是(shi)凝聚陽(yang)(yang)(yang)光)。儲存(cun)在原(yuan)油和其(qi)它化(hua)石燃料中(zhong)的(de)能(neng)量是(shi)來自(zi)遙遠(yuan)的(de)過去經由(you)光合作(zuo)用(yong)(yong)轉換(huan)的(de)太(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)能(neng)。

對流層

太陽(yang)的(de)(de)(de)(de)外(wai)層,從它(ta)的(de)(de)(de)(de)表(biao)面向下至大約(yue)200,000公里(li)(或(huo)是(shi)70%的(de)(de)(de)(de)太陽(yang)半徑),太陽(yang)的(de)(de)(de)(de)等離子體已(yi)(yi)經(jing)(jing)不夠稠密(mi)(mi)或(huo)不夠熱(re)不再(zai)能經(jing)(jing)由傳導作用(yong)有效的(de)(de)(de)(de)將內部的(de)(de)(de)(de)熱(re)向外(wai)傳送;換言之(zhi),它(ta)已(yi)(yi)經(jing)(jing)不夠透明了。結果是(shi),當(dang)熱(re)柱(zhu)攜帶(dai)(dai)熱(re)物(wu)質前往(wang)表(biao)面(光球)產生了熱(re)對流。一旦(dan)這些(xie)物(wu)質在(zai)(zai)表(biao)面變冷,它(ta)會向下切(qie)入對流帶(dai)(dai)的(de)(de)(de)(de)底(di)部,再(zai)從輻射帶(dai)(dai)的(de)(de)(de)(de)頂部獲得更(geng)多的(de)(de)(de)(de)熱(re)量(liang)在(zai)(zai)可見的(de)(de)(de)(de)太陽(yang)表(biao)面,溫度(du)已(yi)(yi)經(jing)(jing)降至5700K,而且密(mi)(mi)度(du)也只有0.2公克/立(li)方米(大約(yue)是(shi)海平(ping)面密(mi)(mi)度(du)的(de)(de)(de)(de)六千分之(zhi)一)。

在(zai)對(dui)流(liu)(liu)(liu)帶的(de)熱柱(zhu)形成(cheng)在(zai)太陽(yang)(yang)(yang)表面(mian)上非常重要的(de),像是米(mi)粒(li)組(zu)織和超米(mi)粒(li)組(zu)織。在(zai)對(dui)流(liu)(liu)(liu)帶的(de)湍流(liu)(liu)(liu)會(hui)(hui)在(zai)太陽(yang)(yang)(yang)內部(bu)的(de)外(wai)圍部(bu)分造成(cheng)“小尺度”的(de)發電機,這會(hui)(hui)在(zai)太陽(yang)(yang)(yang)表面(mian)的(de)各(ge)處產生磁南極和磁北極。太陽(yang)(yang)(yang)的(de)熱柱(zhu)是貝納(na)得(de)穴流(liu)(liu)(liu)因此往(wang)往(wang)像六(liu)角型的(de)棱鏡。

參數

能量

作為(wei)一顆恒星,太陽(yang),其總(zong)體(ti)外觀性質(zhi)是(shi)(shi)(shi),光(guang)度(du)(du)為(wei)383億(yi)億(yi)億(yi)瓦,絕對星等(deng)為(wei)4.8。是(shi)(shi)(shi)一顆黃色(se)G2型矮星,有效溫度(du)(du)等(deng)于開氏5800度(du)(du)。太陽(yang)與在軌道上繞(rao)它公轉(zhuan)的地球的平(ping)均(jun)距離為(wei)149597870千米(499.005光(guang)秒(miao)或(huo)1天文單位)。按質(zhi)量(liang)計,它的物質(zhi)構成是(shi)(shi)(shi)71%的氫、26%的氦和少量(liang)較重元(yuan)素(su)。它們都是(shi)(shi)(shi)通過核聚變來(lai)釋放能(neng)量(liang)的,根(gen)據理論(lun)太陽(yang)最后核聚變反應產生的物質(zhi)是(shi)(shi)(shi)鐵和銅(tong)等(deng)金屬。

觀測

日(ri)地(di)平(ping)均的距離(1天文單位):1.49597870×1011米(1億5千萬公(gong)里)

日地最遠的距離:1.5210×1011米

日地最近的(de)距(ju)離:1.4710×1011米

遠(yuan)日(ri)(ri)點(dian)與(yu)近日(ri)(ri)點(dian)距(ju)離相差500萬千米

視星等:-26.74等

絕對星等(deng):4.83等(deng)

熱星(xing)等(deng):-26.82等(deng)

絕對熱(re)星等(deng):4.75等(deng)

物理

太陽

日地(di)平均距離 149,598,000千米(mi)

半(ban)徑(jing) 696,000千(qian)米(mi)

質量(liang) 1.989×1033克

平均密度(du) 1.409克/立(li)方厘米(mi)

有效溫度 5,770K

自轉會合周期 26.9日(ri)(赤道);31.1日(ri)(極(ji)區)

光譜型 G2V

目視星等(deng) -26.74等(deng)

目視絕對星等(deng) 4.83等(deng)

表面重力加(jia)速度(du) 27,400厘米(mi)/平方秒

表面逃逸(yi)速度 617.7千米/秒

中(zhong)心(xin)溫度 約15,000,000K

中(zhong)心密度 約160克/立方厘(li)米

年齡 50億年

表面(mian)面(mian)積 大(da)約(yue)6.09×1012平方千米

體積 大約1.412×101?立方千米

日冕層溫度 5×200K

發光度(LS) 大約3.827×102?Js?1

太陽(yang)壽命 約100億年

天文符號 ☉

太陽(yang)活動周期(qi) 11.04年(nian)

總輻射功率 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%

太陽輻射的(de)(de)峰值(zhi)波(bo)(bo)長(chang)(500納米)介于光譜中藍光和(he)綠光的(de)(de)過渡區(qu)域。恒星(xing)的(de)(de)溫(wen)度(du)與其輻射中占主要地位的(de)(de)波(bo)(bo)長(chang)有(you)密切關系(xi)。就太陽來(lai)說,其表面的(de)(de)溫(wen)度(du)大約(yue)在5800K。然而,由于人(ren)的(de)(de)眼睛對(dui)峰值(zhi)波(bo)(bo)長(chang)周圍的(de)(de)其它顏色(se)更敏感,所以(yi)太陽看起(qi)來(lai)呈(cheng)現出白色(se)或是黃白色(se)。

溫度

核心

核(he)心是太陽(yang)內唯一能(neng)經由核(he)聚變(bian)(bian)產生大量(liang)能(neng)量(liang)的(de)(de)區域,溫度高達1570萬K。99%的(de)(de)能(neng)量(liang)產生在太陽(yang)半徑(jing)的(de)(de)24%以內,而在30%半徑(jing)處(chu),核(he)聚變(bian)(bian)反應幾(ji)乎(hu)完全停止(zhi)。

光球層

光球層上(shang)最顯著的(de)現象就是太陽(yang)黑子(zi),所謂太陽(yang)黑子(zi),只指太陽(yang)光球層上(shang)的(de)溫度相對(dui)較低的(de)區域,其溫度約(yue)為(wei)4500K,而光球其余(yu)部分的(de)溫度約(yue)為(wei)5777K。

色球層

色球厚度(du)約2000千米,太陽的(de)溫度(du)分布從核心向外直到光球層(ceng),都是(shi)逐漸下降的(de),但到了(le)色球層(ceng),卻(que)又(you)反常上升,到接近頂端的(de)溫度(du)大約在20000K。

日冕

日冕是太(tai)陽(yang)大(da)氣(qi)的(de)最外層,它(ta)由(you)高溫、低密(mi)度的(de)等離(li)子(zi)體所組(zu)成(cheng),日冕的(de)溫度高達百萬度。

活動

太(tai)(tai)(tai)(tai)陽(yang)看起來很平靜(jing),實際上無時無刻(ke)不(bu)在發生劇烈的活(huo)(huo)動(dong)。太(tai)(tai)(tai)(tai)陽(yang)由里(li)向外分別為太(tai)(tai)(tai)(tai)陽(yang)核反應區(qu)、太(tai)(tai)(tai)(tai)陽(yang)對流層、太(tai)(tai)(tai)(tai)陽(yang)大(da)(da)氣層。其中22億分之一的能量輻射到地(di)球(qiu),成為地(di)球(qiu)上光(guang)和(he)熱的主要來源。太(tai)(tai)(tai)(tai)陽(yang)表面和(he)大(da)(da)氣層中的活(huo)(huo)動(dong)現象,諸如太(tai)(tai)(tai)(tai)陽(yang)黑子、耀斑和(he)日冕物(wu)質噴發(日珥(er))等,會使太(tai)(tai)(tai)(tai)陽(yang)風大(da)(da)大(da)(da)增強,造成許多地(di)球(qiu)物(wu)理現象──例如極光(guang)增多、大(da)(da)氣電離層和(he)地(di)磁的變化。

太陽(yang)活(huo)動和(he)太陽(yang)風(feng)的(de)增強(qiang)還(huan)會嚴重干擾地球上無線電通訊及航天(tian)設備的(de)正(zheng)常(chang)工作(zuo),使衛星上的(de)精密電子儀器遭(zao)受損害,地面通訊網絡(luo)、電力控制(zhi)網絡(luo)發生(sheng)混亂,甚(shen)至(zhi)可能(neng)對航天(tian)飛機和(he)空間站中宇航員的(de)生(sheng)命(ming)構成威脅。因此,監測太陽(yang)活(huo)動和(he)太陽(yang)風(feng)的(de)強(qiang)度(du),適(shi)時作(zuo)出“空間氣(qi)象(xiang)”預報,越(yue)來越(yue)顯得重要。

黑子

4000年(nian)(nian)(nian)前古時候(hou)祖先肉(rou)眼都(dou)(dou)看(kan)到了像3條腿的(de)(de)(de)(de)烏鴉的(de)(de)(de)(de)黑(hei)(hei)(hei)子,通(tong)過一般的(de)(de)(de)(de)光(guang)(guang)學(xue)望遠鏡(jing)觀(guan)(guan)測太(tai)(tai)(tai)(tai)陽,觀(guan)(guan)測到的(de)(de)(de)(de)是(shi)(shi)(shi)光(guang)(guang)球(qiu)層(ceng)(ceng)的(de)(de)(de)(de)活(huo)(huo)(huo)動(dong)(dong)。在(zai)光(guang)(guang)球(qiu)上常常可以看(kan)到很多黑(hei)(hei)(hei)色(se)斑點,它們叫做“太(tai)(tai)(tai)(tai)陽黑(hei)(hei)(hei)子”。太(tai)(tai)(tai)(tai)陽黑(hei)(hei)(hei)子在(zai)日(ri)面上的(de)(de)(de)(de)大小、多少(shao)、位置(zhi)和形態等,每(mei)天都(dou)(dou)不同。太(tai)(tai)(tai)(tai)陽黑(hei)(hei)(hei)子是(shi)(shi)(shi)光(guang)(guang)球(qiu)層(ceng)(ceng)物(wu)質劇烈運動(dong)(dong)而形成的(de)(de)(de)(de)局(ju)部強磁場(chang)區域,也是(shi)(shi)(shi)光(guang)(guang)球(qiu)層(ceng)(ceng)活(huo)(huo)(huo)動(dong)(dong)的(de)(de)(de)(de)重要標志。長期(qi)觀(guan)(guan)測太(tai)(tai)(tai)(tai)陽黑(hei)(hei)(hei)子就會發(fa)現(xian),有(you)(you)(you)的(de)(de)(de)(de)年(nian)(nian)(nian)份(fen)(fen)黑(hei)(hei)(hei)子多,有(you)(you)(you)的(de)(de)(de)(de)年(nian)(nian)(nian)份(fen)(fen)黑(hei)(hei)(hei)子少(shao),有(you)(you)(you)時甚至幾天,幾十天日(ri)面上都(dou)(dou)沒有(you)(you)(you)黑(hei)(hei)(hei)子。天文學(xue)家們早就注意到,太(tai)(tai)(tai)(tai)陽黑(hei)(hei)(hei)子從(cong)最(zui)多或(huo)最(zui)少(shao)的(de)(de)(de)(de)年(nian)(nian)(nian)份(fen)(fen)到下(xia)一次(ci)最(zui)多或(huo)最(zui)少(shao)的(de)(de)(de)(de)年(nian)(nian)(nian)份(fen)(fen),大約相隔11年(nian)(nian)(nian)。也就是(shi)(shi)(shi)說,太(tai)(tai)(tai)(tai)陽黑(hei)(hei)(hei)子有(you)(you)(you)平均(jun)11年(nian)(nian)(nian)的(de)(de)(de)(de)活(huo)(huo)(huo)動(dong)(dong)周期(qi),這也是(shi)(shi)(shi)整個太(tai)(tai)(tai)(tai)陽的(de)(de)(de)(de)活(huo)(huo)(huo)動(dong)(dong)周期(qi)。天文學(xue)家把(ba)太(tai)(tai)(tai)(tai)陽黑(hei)(hei)(hei)子最(zui)多的(de)(de)(de)(de)年(nian)(nian)(nian)份(fen)(fen)稱之為“太(tai)(tai)(tai)(tai)陽活(huo)(huo)(huo)動(dong)(dong)峰年(nian)(nian)(nian)”,把(ba)太(tai)(tai)(tai)(tai)陽黑(hei)(hei)(hei)子最(zui)少(shao)的(de)(de)(de)(de)年(nian)(nian)(nian)份(fen)(fen)稱之為“太(tai)(tai)(tai)(tai)陽活(huo)(huo)(huo)動(dong)(dong)谷(gu)年(nian)(nian)(nian)”。

經過數世紀的(de)(de)研(yan)究,人類(lei)對太陽黑子的(de)(de)研(yan)究已經有了一(yi)定的(de)(de)成果。

分為以下幾點:

1.太陽黑子(zi)是(shi)太陽表(biao)面溫(wen)度相對較低而顯得黑的區域(yu)。

2.黑(hei)子會(hui)對地球的磁場和電離層(ceng)產(chan)生(sheng)干(gan)擾,指南針不能正確指示(shi)方向,動物迷路,無線電通(tong)(tong)訊受到嚴重影響或中斷(duan),直接危害飛機、輪(lun)船、人造衛星等(deng)通(tong)(tong)訊系統安全。

太陽(yang)黑子活動(dong)的(de)高峰期,太陽(yang)會發射(she)大量的(de)高能粒子流與(yu)X射(she)線,引起地球(qiu)磁暴(bao)現象,導致氣(qi)候異常,地球(qiu)上微生物(wu)因此大量繁殖,這(zhe)就(jiu)為流行疾病提供了溫(wen)床。

同時,太陽黑子(zi)的活(huo)動,還(huan)會引起(qi)生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)物體(ti)物質出現(xian)(xian)電離現(xian)(xian)象,引起(qi)感冒病(bing)毒(du)中遺傳因子(zi)變異,或者(zhe)發生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)突變性(xing)的遺傳,產(chan)生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)強感染力的亞型流(liu)感病(bing)毒(du),形成流(liu)行性(xing)感冒,或者(zhe)導致人(ren)體(ti)的生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)理發生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)其他復雜的生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)化反應,影響健康。

因此,太陽(yang)黑子(zi)量達到高峰期時(shi),人(ren)類要(yao)及(ji)早預防流行性疾病。

有趣的(de)是,一位瑞士天文學(xue)家(jia)發現(xian),太(tai)陽黑子(zi)(zi)多(duo)(duo)的(de)時候,氣候干燥,農(nong)業豐收,黑子(zi)(zi)少(shao)的(de)時候,暴雨成災。地震工作者發現(xian),太(tai)陽黑子(zi)(zi)數目增多(duo)(duo)的(de)時候,地球上的(de)地震也多(duo)(duo)。植(zhi)物(wu)學(xue)家(jia)發現(xian),植(zhi)物(wu)的(de)生(sheng)長也隨(sui)著太(tai)陽黑子(zi)(zi)的(de)出現(xian)而(er)呈(cheng)現(xian)11年周(zhou)期的(de)變(bian)化,黑子(zi)(zi)多(duo)(duo)長得快,黑子(zi)(zi)少(shao)長得慢(man)。

耀斑

太陽(yang)耀(yao)斑(ban)是一(yi)種劇烈的太陽(yang)活動,是太陽(yang)能量高度(du)集(ji)中釋放的過程(cheng)。一(yi)般認為(wei)發(fa)生在(zai)(zai)(zai)色(se)球層中,所以(yi)也叫“色(se)球爆發(fa)”。其(qi)主要觀測特(te)征是,日面上(常在(zai)(zai)(zai)黑子群上空)突然出現(xian)迅速(su)發(fa)展的亮斑(ban)閃耀(yao),其(qi)壽命(ming)僅在(zai)(zai)(zai)幾分鐘(zhong)到幾十分鐘(zhong)之間(jian),亮度(du)上升迅速(su),下(xia)降(jiang)較(jiao)慢。特(te)別是在(zai)(zai)(zai)太陽(yang)活動峰年,耀(yao)斑(ban)出現(xian)頻(pin)繁且強度(du)變強。

別看(kan)它(ta)只(zhi)是(shi)一(yi)個亮(liang)點,一(yi)旦出(chu)現,簡直是(shi)一(yi)次(ci)驚天動地的大(da)爆發。這一(yi)增亮(liang)釋(shi)放的能量(liang)相(xiang)當(dang)(dang)于(yu)10萬至100萬次(ci)強火山(shan)爆發的總能量(liang),或相(xiang)當(dang)(dang)于(yu)上百億枚百噸級氫(qing)彈的爆炸;而一(yi)次(ci)較大(da)的耀斑爆發,在一(yi)二十分鐘內(nei)可(ke)釋(shi)放10的25次(ci)冪焦(jiao)耳(er)的巨(ju)大(da)能量(liang)。

除了日面局部(bu)突(tu)然增亮的現(xian)(xian)象外(wai),耀斑更主要表現(xian)(xian)在從(cong)射(she)(she)電波(bo)段直到X射(she)(she)線(xian)的輻射(she)(she)通量的突(tu)然增強;耀斑所發射(she)(she)的輻射(she)(she)種類繁多,除可(ke)見光外(wai),有紫(zi)外(wai)線(xian)、X射(she)(she)線(xian)和伽瑪射(she)(she)線(xian),有紅外(wai)線(xian)和射(she)(she)電輻射(she)(she),還有沖擊(ji)波(bo)和高能粒子流(liu),甚至(zhi)有能量特(te)高的宇宙(zhou)射(she)(she)線(xian)。

耀(yao)斑(ban)對(dui)地球空間環境造成很大影(ying)響。太陽(yang)色(se)球層中一(yi)聲爆炸(zha),地球大氣層即刻出現繚(liao)繞(rao)余音(yin)。耀(yao)斑(ban)爆發(fa)(fa)時(shi),發(fa)(fa)出大量的(de)(de)(de)(de)高能(neng)粒子(zi)到(dao)達地球軌道附近時(shi),將(jiang)會嚴(yan)重危及宇(yu)宙(zhou)飛行器內(nei)的(de)(de)(de)(de)宇(yu)航員和儀器的(de)(de)(de)(de)安全。當耀(yao)斑(ban)輻射來(lai)到(dao)地球附近時(shi),與大氣分子(zi)發(fa)(fa)生劇烈碰撞,破壞電(dian)離層,使它失去反射無(wu)線電(dian)電(dian)波的(de)(de)(de)(de)功能(neng)。無(wu)線電(dian)通信尤(you)其是短波通信,以及電(dian)視(shi)臺、電(dian)臺廣播(bo),會受(shou)到(dao)干擾(rao)甚至中斷。耀(yao)斑(ban)發(fa)(fa)射的(de)(de)(de)(de)高能(neng)帶(dai)電(dian)粒子(zi)流與地球高層大氣作用,產生極光,并干擾(rao)地球磁(ci)場而引起磁(ci)暴(bao)。

此外,耀斑(ban)對氣象和(he)水文等方面(mian)也有(you)著不同程度(du)(du)的(de)直(zhi)接或間接影響正因為(wei)如(ru)此,人們對耀斑(ban)爆(bao)發的(de)探測和(he)預報的(de)關切程度(du)(du)與日俱增,正在努力揭開耀斑(ban)的(de)奧秘。

光斑

太陽(yang)光(guang)(guang)(guang)(guang)球(qiu)層上比周(zhou)圍更明亮(liang)的(de)斑(ban)狀組織(zhi)。用天文望遠鏡對它(ta)觀測時,常(chang)常(chang)可(ke)以(yi)發現:在(zai)(zai)光(guang)(guang)(guang)(guang)球(qiu)層的(de)表(biao)面有(you)的(de)明亮(liang)有(you)的(de)深(shen)暗(an)。這種明暗(an)斑(ban)點(dian)(dian)是由(you)于這里的(de)溫(wen)度(du)高低不同而(er)形成的(de),比較深(shen)暗(an)的(de)斑(ban)點(dian)(dian)叫(jiao)做“太陽(yang)黑子”,比較明亮(liang)的(de)斑(ban)點(dian)(dian)叫(jiao)做“光(guang)(guang)(guang)(guang)斑(ban)”。光(guang)(guang)(guang)(guang)斑(ban)常(chang)在(zai)(zai)太陽(yang)表(biao)面的(de)邊緣“表(biao)演”,卻很(hen)少在(zai)(zai)太陽(yang)表(biao)面的(de)中心區露(lu)面。因(yin)為(wei)太陽(yang)表(biao)面中心區的(de)輻(fu)射屬于光(guang)(guang)(guang)(guang)球(qiu)層的(de)較深(shen)氣層,而(er)邊緣的(de)光(guang)(guang)(guang)(guang)主要來源(yuan)光(guang)(guang)(guang)(guang)球(qiu)層較高部位(wei),所以(yi),光(guang)(guang)(guang)(guang)斑(ban)比太陽(yang)表(biao)面高些,可(ke)以(yi)算(suan)得(de)上是光(guang)(guang)(guang)(guang)球(qiu)層上的(de)“高原”。

光(guang)(guang)(guang)(guang)斑(ban)(ban)(ban)(ban)(ban)也是(shi)太陽上(shang)(shang)(shang)(shang)一(yi)種強烈風暴(bao)(bao)(bao)(bao),天文(wen)學(xue)家把(ba)它(ta)(ta)戲稱為(wei)(wei)“高(gao)原(yuan)風暴(bao)(bao)(bao)(bao)”。不過,與(yu)(yu)烏云翻滾(gun),大(da)雨滂沱,狂風卷地(di)百(bai)草折的(de)地(di)面風暴(bao)(bao)(bao)(bao)相(xiang)比(bi),“高(gao)原(yuan)風暴(bao)(bao)(bao)(bao)”的(de)性格要(yao)溫(wen)和得多(duo)。光(guang)(guang)(guang)(guang)斑(ban)(ban)(ban)(ban)(ban)的(de)亮度只比(bi)寧靜光(guang)(guang)(guang)(guang)球層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)略(lve)強一(yi)些,一(yi)般只大(da)10%;溫(wen)度比(bi)寧靜光(guang)(guang)(guang)(guang)球層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)高(gao)300℃。許多(duo)光(guang)(guang)(guang)(guang)斑(ban)(ban)(ban)(ban)(ban)與(yu)(yu)太陽黑子(zi)還結下不解之緣(yuan),常常環繞(rao)在太陽黑子(zi)周(zhou)圍(wei)“表演”。少部分光(guang)(guang)(guang)(guang)斑(ban)(ban)(ban)(ban)(ban)與(yu)(yu)太陽黑子(zi)無關(guan),活(huo)躍在70°高(gao)緯區域,面積比(bi)較(jiao)(jiao)小,光(guang)(guang)(guang)(guang)斑(ban)(ban)(ban)(ban)(ban)平均壽命約(yue)為(wei)(wei)15天,較(jiao)(jiao)大(da)的(de)光(guang)(guang)(guang)(guang)斑(ban)(ban)(ban)(ban)(ban)壽命可達三(san)個(ge)月(yue)。光(guang)(guang)(guang)(guang)斑(ban)(ban)(ban)(ban)(ban)不僅出現在光(guang)(guang)(guang)(guang)球層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)上(shang)(shang)(shang)(shang),色球層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)上(shang)(shang)(shang)(shang)也有它(ta)(ta)活(huo)動(dong)(dong)的(de)場所。當它(ta)(ta)在色球層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)上(shang)(shang)(shang)(shang)“表演”時,活(huo)動(dong)(dong)的(de)位置(zhi)與(yu)(yu)在光(guang)(guang)(guang)(guang)球層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)上(shang)(shang)(shang)(shang)露面時大(da)致吻合。不過,出現在色球層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)上(shang)(shang)(shang)(shang)的(de)不叫“光(guang)(guang)(guang)(guang)斑(ban)(ban)(ban)(ban)(ban)”,而叫“譜斑(ban)(ban)(ban)(ban)(ban)”。實際上(shang)(shang)(shang)(shang),光(guang)(guang)(guang)(guang)斑(ban)(ban)(ban)(ban)(ban)與(yu)(yu)譜斑(ban)(ban)(ban)(ban)(ban)是(shi)同一(yi)個(ge)整體,只是(shi)因(yin)為(wei)(wei)它(ta)(ta)們的(de)“住所”高(gao)度不同而已,這(zhe)就(jiu)好比(bi)是(shi)一(yi)幢樓房,光(guang)(guang)(guang)(guang)斑(ban)(ban)(ban)(ban)(ban)住在樓下,譜斑(ban)(ban)(ban)(ban)(ban)住在樓上(shang)(shang)(shang)(shang)。

米粒組織

米(mi)(mi)粒(li)組織是太陽光球層上的一種日面結構。呈多角形小顆粒(li)形狀(zhuang),得用天文望(wang)遠鏡(jing)才能觀測到(dao)。米(mi)(mi)粒(li)組織的溫(wen)度比(bi)米(mi)(mi)粒(li)間區(qu)域的溫(wen)度約(yue)高300℃,因此,顯得比(bi)較明亮易見。雖說它們是小顆粒(li),實際的直徑(jing)也有(you)1000公里(li)~2000公里(li)。

明亮的(de)米粒(li)(li)組織(zhi)很(hen)可能是從(cong)對(dui)流(liu)層上(shang)(shang)升(sheng)到光球的(de)熱氣(qi)團(tuan),不隨(sui)時(shi)間(jian)變化且(qie)均勻分布,且(qie)呈現激(ji)烈的(de)起伏運動。米粒(li)(li)組織(zhi)上(shang)(shang)升(sheng)到一定的(de)高度時(shi)很(hen)快(kuai)就(jiu)會(hui)變冷,并馬上(shang)(shang)沿著上(shang)(shang)升(sheng)熱氣(qi)流(liu)之(zhi)間(jian)的(de)空隙處下降;壽(shou)命也非(fei)常短暫來去匆匆,從(cong)產生到消失(shi),幾乎(hu)比地球大氣(qi)層中的(de)云消煙散還要快(kuai)平均壽(shou)命只有幾分鐘(zhong),此外,發(fa)現的(de)超(chao)米粒(li)(li)組織(zhi),其尺(chi)度達3萬(wan)公里左(zuo)右,壽(shou)命約為20小時(shi)。

太陽風

太陽(yang)(yang)風是一(yi)種連(lian)續存(cun)在(zai),來自太陽(yang)(yang)并以200-800km/s的(de)速度(du)運動的(de)等(deng)離子(zi)體(ti)流這(zhe)種物質雖(sui)然與地球上的(de)空(kong)(kong)氣(qi)(qi)不(bu)同,不(bu)是由氣(qi)(qi)體(ti)的(de)分子(zi)組(zu)成(cheng),而是由更簡(jian)單的(de)比原子(zi)還小一(yi)個層(ceng)次的(de)基本粒子(zi)——質子(zi)和電子(zi)等(deng)組(zu)成(cheng),但它(ta)們流動時所產生的(de)效應與空(kong)(kong)氣(qi)(qi)流動十分相似,所以稱(cheng)它(ta)為太陽(yang)(yang)風。

當(dang)然,太(tai)(tai)陽風的密(mi)度(du)與地(di)(di)球(qiu)上(shang)(shang)的風的密(mi)度(du)相比,是非常(chang)非常(chang)稀(xi)薄而微不足道的,一般(ban)情況(kuang)下,在地(di)(di)球(qiu)附近的行星(xing)際空間中,每(mei)(mei)(mei)立方(fang)厘米有幾(ji)個(ge)到幾(ji)十個(ge)粒子。而地(di)(di)球(qiu)上(shang)(shang)風的密(mi)度(du)則為每(mei)(mei)(mei)立方(fang)厘米有2687億(yi)億(yi)個(ge)分子。太(tai)(tai)陽風雖(sui)然十分稀(xi)薄,但它刮(gua)起來的猛烈勁卻(que)遠遠勝過(guo)地(di)(di)球(qiu)上(shang)(shang)的風。在地(di)(di)球(qiu)上(shang)(shang),12級臺風的風速(su)是每(mei)(mei)(mei)秒(miao)32.5米以上(shang)(shang)而太(tai)(tai)陽風的風速(su),在地(di)(di)球(qiu)附近卻(que)經常(chang)保持在每(mei)(mei)(mei)秒(miao)350~450千(qian)米,是地(di)(di)球(qiu)風速(su)的上(shang)(shang)萬(wan)倍,最猛烈時可(ke)達(da)每(mei)(mei)(mei)秒(miao)800千(qian)米以上(shang)(shang)。

太(tai)(tai)陽風(feng)從太(tai)(tai)陽大氣最外(wai)層(ceng)(ceng)的(de)日冕,向空間持(chi)續(xu)(xu)拋射(she)出來的(de)物質粒(li)(li)(li)子(zi)流。這種(zhong)(zhong)粒(li)(li)(li)子(zi)流是(shi)從冕洞中噴射(she)出來的(de),其主(zhu)要成分是(shi)氫粒(li)(li)(li)子(zi)和氦粒(li)(li)(li)子(zi)。太(tai)(tai)陽風(feng)有兩種(zhong)(zhong):一種(zhong)(zhong)持(chi)續(xu)(xu)不斷地輻射(she)出來,速(su)度較(jiao)(jiao)小(xiao),粒(li)(li)(li)子(zi)含(han)量(liang)也(ye)較(jiao)(jiao)少,被稱為“持(chi)續(xu)(xu)太(tai)(tai)陽風(feng)”;另(ling)一種(zhong)(zhong)是(shi)在(zai)太(tai)(tai)陽活動(dong)時(shi)輻射(she)出來,速(su)度較(jiao)(jiao)大,粒(li)(li)(li)子(zi)含(han)量(liang)也(ye)較(jiao)(jiao)多,這種(zhong)(zhong)太(tai)(tai)陽風(feng)被稱為“擾(rao)動(dong)太(tai)(tai)陽風(feng)”。擾(rao)動(dong)太(tai)(tai)陽風(feng)對地球的(de)影響(xiang)很大,當它抵達地球時(shi),往往引起(qi)很大的(de)磁暴與強烈的(de)極光,同(tong)時(shi)也(ye)產生(sheng)電(dian)離(li)層(ceng)(ceng)騷擾(rao)。

冕洞

冕(mian)洞(dong)(dong)的(de)分布區域可(ke)達太(tai)陽表(biao)面多數地區,尤其是在太(tai)陽的(de)兩極地區,科學家已經(jing)發現冕(mian)洞(dong)(dong)內部(bu)存(cun)在磁場(chang)線(xian)(xian)的(de)閉合和開放,如(ru)果磁場(chang)線(xian)(xian)突然打(da)開或者(zhe)閉合,那么(me)太(tai)陽表(biao)面就會出(chu)現較大(da)范圍(wei)的(de)冕(mian)洞(dong)(dong)覆蓋(gai)現象,其分布區域遠大(da)于兩極地區,冕(mian)洞(dong)(dong)形成時可(ke)攜帶(dai)大(da)量的(de)炙熱等(deng)離子體(ti),磁場(chang)線(xian)(xian)開放的(de)區域可(ke)以(yi)看到(dao)冕(mian)洞(dong)(dong)的(de)一些細節上變化,比如(ru)冕(mian)洞(dong)(dong)周圍(wei)出(chu)現類似浪花狀(zhuang)的(de)結構等(deng)。

事實上,冕(mian)(mian)洞分(fen)布在(zai)日冕(mian)(mian)物質(zhi)中(zhong)密度較低的空間,而且溫度極高,可達到(dao)數百(bai)萬度。

太(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)動力學天(tian)文臺目前正在監視太(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)表(biao)面的異常變化,太(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)正處于為期11年的活動周期高峰時段,未來我們還將(jiang)看到強烈(lie)的太(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)耀斑以及日(ri)冕物質拋(pao)射等(deng)現象(xiang)。

這些太(tai)陽活動的(de)(de)背后(hou)都有(you)磁場因(yin)素的(de)(de)介入,對太(tai)陽活動的(de)(de)判斷似乎較為困難。科(ke)學家(jia)還發現(xian)如果冕洞發生的(de)(de)區(qu)域分布(bu)在太(tai)陽表(biao)面的(de)(de)高緯度(du)地區(qu),那么可(ke)形成速度(du)較快(kuai)的(de)(de)太(tai)陽風。

太陽的未來

太陽(yang)(yang)上絕(jue)大多數的氫正逐(zhu)漸(jian)(jian)燃燒(shao)轉變為(wei)氦,可(ke)以說太陽(yang)(yang)正處于(yu)最穩定的主序(xu)(xu)星階(jie)段(duan)。對太陽(yang)(yang)這樣質(zhi)量的恒星而(er)言,主序(xu)(xu)星階(jie)段(duan)約(yue)可(ke)持續(xu)(xu)110億年。恒星由于(yu)放出光而(er)慢(man)慢(man)地在收縮,而(er)在收縮過程中,中心部分的密度就(jiu)會(hui)增加,壓力(li)也(ye)會(hui)升高(gao),使(shi)得氫會(hui)燃燒(shao)得更厲害,這樣一(yi)來溫度就(jiu)會(hui)升高(gao),太陽(yang)(yang)的亮度也(ye)會(hui)逐(zhu)漸(jian)(jian)增強(qiang)。太陽(yang)(yang)自(zi)從45億年前(qian)進(jin)入主序(xu)(xu)星階(jie)段(duan)到如今,太陽(yang)(yang)光的亮度增強(qiang)了30%,預(yu)計今后(hou)還會(hui)繼續(xu)(xu)增強(qiang),使(shi)地球(qiu)溫度不斷(duan)升高(gao)。

65億年(nian)后,當(dang)太(tai)(tai)(tai)陽(yang)的(de)(de)(de)(de)主(zhu)序星(xing)(xing)階段結束時,預計(ji)太(tai)(tai)(tai)陽(yang)光(guang)的(de)(de)(de)(de)亮(liang)度(du)(du)將是如(ru)(ru)今(jin)的(de)(de)(de)(de)2.2倍(bei),而地球的(de)(de)(de)(de)平(ping)(ping)均溫(wen)(wen)度(du)(du)要比如(ru)(ru)今(jin)高60℃左右。屆時就算地球上仍(reng)有海水,恐怕(pa)也快被蒸發光(guang)了。若僅(jin)從平(ping)(ping)均溫(wen)(wen)度(du)(du)來(lai)看,火星(xing)(xing)反而會(hui)是最(zui)適宜人類居住的(de)(de)(de)(de)星(xing)(xing)球。在(zai)主(zhu)序星(xing)(xing)階段,因(yin)恒星(xing)(xing)自身引(yin)力(li)而造成收(shou)縮的(de)(de)(de)(de)這股向(xiang)內(nei)的(de)(de)(de)(de)力(li)和因(yin)燃(ran)(ran)(ran)燒而引(yin)起的(de)(de)(de)(de)向(xiang)外(wai)(wai)的(de)(de)(de)(de)力(li)會(hui)互相牽(qian)制而達到(dao)平(ping)(ping)衡。但在(zai)65億年(nian)后,太(tai)(tai)(tai)陽(yang)中(zhong)心部分(fen)的(de)(de)(de)(de)氫會(hui)燃(ran)(ran)(ran)盡,最(zui)后只剩下其周(zhou)圍的(de)(de)(de)(de)球殼(ke)狀部分(fen)有氫燃(ran)(ran)(ran)燒。在(zai)球殼(ke)內(nei)不再燃(ran)(ran)(ran)燒的(de)(de)(de)(de)區域,由于抵(di)消(xiao)引(yin)力(li)的(de)(de)(de)(de)向(xiang)外(wai)(wai)的(de)(de)(de)(de)力(li)減弱而開始急速收(shou)縮,此(ci)時太(tai)(tai)(tai)陽(yang)會(hui)越來(lai)越亮(liang),球殼(ke)外(wai)(wai)側部分(fen)因(yin)受到(dao)影響而導致溫(wen)(wen)度(du)(du)升高并(bing)開始膨脹,這便是另(ling)一個階段--紅巨星(xing)(xing)階段的(de)(de)(de)(de)開始。紅巨星(xing)(xing)階段會(hui)持續數億年(nian),其間太(tai)(tai)(tai)陽(yang)的(de)(de)(de)(de)亮(liang)度(du)(du)會(hui)達到(dao)如(ru)(ru)今(jin)的(de)(de)(de)(de)2000倍(bei),木星(xing)(xing)和土星(xing)(xing)周(zhou)圍的(de)(de)(de)(de)溫(wen)(wen)度(du)(du)也會(hui)升高,木星(xing)(xing)的(de)(de)(de)(de)冰衛星(xing)(xing)以(yi)及作為土星(xing)(xing)特征(zheng)的(de)(de)(de)(de)環(huan)都會(hui)被蒸發得無影無蹤,最(zui)后,太(tai)(tai)(tai)陽(yang)的(de)(de)(de)(de)外(wai)(wai)層部分(fen)甚至會(hui)膨脹到(dao)如(ru)(ru)今(jin)的(de)(de)(de)(de)地球軌道附(fu)近(jin)。

另一方面,從外(wai)層部分會(hui)(hui)不斷(duan)放出氣體,最終太陽(yang)的(de)(de)質量會(hui)(hui)減至主序星(xing)(xing)(xing)階(jie)段的(de)(de)60%。因太陽(yang)引力(li)減弱(ruo)之(zhi)(zhi)故,行星(xing)(xing)(xing)開始遠(yuan)離(li)太陽(yang)。當太陽(yang)質量減至原來(lai)的(de)(de)60%時,行星(xing)(xing)(xing)和(he)(he)太陽(yang)的(de)(de)距離(li)要比現(xian)在擴大70%。這樣一來(lai),雖然水星(xing)(xing)(xing)和(he)(he)金星(xing)(xing)(xing)被吞沒的(de)(de)可能性極大,但地(di)球在太陽(yang)外(wai)層部分到達之(zhi)(zhi)前應該會(hui)(hui)拉大距離(li)而(er)存(cun)活下(xia)來(lai),火星(xing)(xing)(xing)和(he)(he)木(mu)星(xing)(xing)(xing)型(xing)行星(xing)(xing)(xing)(木(mu)星(xing)(xing)(xing),土星(xing)(xing)(xing),天王(wang)星(xing)(xing)(xing),海(hai)王(wang)星(xing)(xing)(xing))也會(hui)(hui)存(cun)活下(xia)來(lai)。

像太陽這(zhe)般質量的(de)(de)(de)(de)星(xing)球,在其密度(du)已(yi)變得(de)非(fei)常高(gao)的(de)(de)(de)(de)中心部分(fen)只會(hui)收縮到(dao)一定程度(du),也就是溫度(du)只會(hui)升高(gao)到(dao)某種(zhong)程度(du),中心部分(fen)的(de)(de)(de)(de)火會(hui)漸漸消失。太陽逐(zhu)漸失去光芒,膨脹的(de)(de)(de)(de)外層部分(fen)將收縮,冷(leng)卻成致密的(de)(de)(de)(de)白矮星(xing)。通過紅巨星(xing)時(shi)代考(kao)驗(yan)而存(cun)留下來的(de)(de)(de)(de)行(xing)星(xing)將會(hui)繼續圍(wei)繞太陽運(yun)行(xing),所有一切都將被凍結,最后太陽系(xi)迎接的(de)(de)(de)(de)將會(hui)是寂靜狀(zhuang)態的(de)(de)(de)(de)結束。

若太陽這(zhe)種恒星變(bian)為白(bai)矮星,每秒自(zi)轉一周。密度至(zhi)少(shao)為1.41×1011kg/m3。

探測歷史

太陽受探測歷史

時間(年) 探測器名稱 國家(jia) 成就

1960-1968 先驅(qu)者5-9號(hao) 美國(guo) 繞太陽運行,研究太陽風、耀斑

1974-1976 太(tai)陽神(shen)1-2號 美德合(he)作 近距離高速掠過太(tai)陽表面,測量太(tai)陽風與磁場

1980 太(tai)陽極(ji)大使者(zhe) 美國(guo) 收集了(le)耀斑、太(tai)陽黑子(zi)和(he)日珥(er)發(fa)出的X射線(xian)(xian)。伽(jia)馬射線(xian)(xian)、紫外輻(fu)射的資(zi)料。

1990 尤(you)利西斯 美歐合作 在(zai)太陽(yang)極(ji)區上方(fang)的太陽(yang)風以及太陽(yang)磁場(chang)

1991 陽(yang)光 日(ri)英美(mei)合作 測量了太陽(yang)耀(yao)斑發(fa)出的(de)X射(she)線和(he)伽馬射(she)線以及(ji)耀(yao)斑爆(bao)發(fa)前的(de)狀況

1995 SOHO 美歐合作 研(yan)究(jiu)太(tai)陽內部結構和表面發生(sheng)的事件

1998 TRACE 美國 了解太(tai)陽磁場與日冕加(jia)熱之間的聯系

2006 STEREO 美國 全方位提供太(tai)陽(yang)爆發和太(tai)陽(yang)風的星系

2010 SDO 美國 預測(ce)太陽活動(dong)對地球(qiu)的影(ying)響(xiang)

2018 Parker Solar Probe 美國(guo) 探索太陽運(yun)行機制

2021 羲和號(hao)(hao) 中(zhong)國(guo) 2021年(nian)10月14日18時51分,中(zhong)國(guo)在太原衛星(xing)發射中(zhong)心采(cai)用長征二號(hao)(hao)丁(ding)運載火(huo)箭,成功(gong)發射首顆太陽(yang)探測(ce)科(ke)學技(ji)術(shu)試驗衛星(xing)“羲和號(hao)(hao)”,實現(xian)中(zhong)國(guo)太陽(yang)探測(ce)零(ling)的突破。

2021 風云三(san)號E星 中國 空間(jian)日冕探測

2022 空間新技術試驗衛(wei)星 中(zhong)國(guo) 太陽過渡區的(de)探測

圖像

2021年9月2日,中國“黎明星”風(feng)云三號E星(以下簡(jian)稱“E星”)發布首批(pi)高(gao)精度、多(duo)波(bo)段(duan)太陽(yang)圖像。在太陽(yang)極(ji)紫外(wai)動畫圖像上,太陽(yang)最外(wai)層(ceng)大氣——日冕(mian)數天內的變化被精準捕捉,太陽(yang)活動區(qu)、冕(mian)洞等也清(qing)晰可見。

這段風云三號E星太陽(yang)極紫外圖(tu)像做成(cheng)的(de)動(dong)畫展示了日冕(mian)2021年8月(yue)24日至31日的(de)變化(hua),隨著(zhu)太陽(yang)緩(huan)緩(huan)地自轉,太陽(yang)上的(de)活(huo)動(dong)區、冕(mian)洞(dong)等(deng)特征也一一呈現在我們(men)面前,宛若一幅(fu)壯美的(de)畫卷。耀斑(ban)類(lei)似于地球上的(de)閃(shan)電。

2022年3月,歐(ou)洲航天局發布了(le)一(yi)張(zhang)太陽(yang)的(de)(de)高分(fen)(fen)辨(bian)(bian)率(lv)圖(tu)像(xiang),號稱有史以來(lai)最高分(fen)(fen)辨(bian)(bian)率(lv)的(de)(de)太陽(yang)圖(tu)像(xiang),大(da)(da)小為56.26MB。這是(shi)太陽(yang)軌道飛行器在大(da)(da)約7500萬公里的(de)(de)距離(li)在極(ji)紫外光(guang)下看到的(de)(de)太陽(yang)。該圖(tu)像(xiang)是(shi)3月7日由(you)極(ji)紫外成像(xiang)儀(EUI)儀器的(de)(de)高分(fen)(fen)辨(bian)(bian)率(lv)望遠鏡拍攝,將(jiang)25張(zhang)單(dan)幅(fu)圖(tu)像(xiang)進行了(le)拼接,每張(zhang)圖(tu)像(xiang)拍攝耗(hao)時10分(fen)(fen)鐘,總共花了(le)4個多(duo)小時。

2022年8月30日(ri),中國(guo)首(shou)顆太(tai)(tai)陽(yang)探測科學技(ji)術試驗衛星“羲和號”在(zai)國(guo)際上首(shou)次(ci)(ci)實現了(le)對太(tai)(tai)陽(yang)Hα(氫阿爾法)波段的光(guang)譜(pu)掃描成像,記錄(lu)了(le)太(tai)(tai)陽(yang)活(huo)動(dong)在(zai)光(guang)球(qiu)層和色球(qiu)層的響(xiang)應過程(cheng),通過一次(ci)(ci)掃描,可(ke)獲取376個(ge)波長位(wei)置(zhi)的太(tai)(tai)陽(yang)圖像,不同波長對應了(le)光(guang)球(qiu)和色球(qiu)不同層次(ci)(ci)的太(tai)(tai)陽(yang)大氣(qi)。根據這(zhe)些譜(pu)線(xian)的精細結構,可(ke)反演出高(gao)精度的全日(ri)面色球(qiu)和光(guang)球(qiu)多普勒速(su)度場,發生(sheng)在(zai)太(tai)(tai)陽(yang)大氣(qi)中的活(huo)動(dong)可(ke)被詳細記錄(lu)到(dao),進(jin)而研究(jiu)太(tai)(tai)陽(yang)活(huo)動(dong)的物理(li)過程(cheng)。

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