太(tai)(tai)陽(yang)(yang)(Sun)是太(tai)(tai)陽(yang)(yang)系的(de)(de)中(zhong)心天體(ti),占有太(tai)(tai)陽(yang)(yang)系總體(ti)質量的(de)(de)99.86%。太(tai)(tai)陽(yang)(yang)系中(zhong)的(de)(de)八大(da)行星(xing)(xing)(xing)、小行星(xing)(xing)(xing)、流(liu)星(xing)(xing)(xing)、彗星(xing)(xing)(xing)、外海王星(xing)(xing)(xing)天體(ti)以(yi)及(ji)星(xing)(xing)(xing)際塵埃等,都圍(wei)繞著太(tai)(tai)陽(yang)(yang)公轉,而太(tai)(tai)陽(yang)(yang)則圍(wei)繞著銀(yin)河系的(de)(de)中(zhong)心公轉。
太(tai)陽(yang)是(shi)(shi)(shi)(shi)位于太(tai)陽(yang)系(xi)中(zhong)心的(de)(de)恒星,它幾(ji)乎是(shi)(shi)(shi)(shi)熱(re)等離(li)子(zi)體與磁場(chang)交(jiao)織(zhi)著的(de)(de)一個理想球(qiu)體。太(tai)陽(yang)直徑大約(yue)是(shi)(shi)(shi)(shi)1392000(1.392×10?)千米,相當于地球(qiu)直徑的(de)(de)109倍;體積大約(yue)是(shi)(shi)(shi)(shi)地球(qiu)的(de)(de)130萬倍;其(qi)質(zhi)量(liang)大約(yue)是(shi)(shi)(shi)(shi)2×103?千克(地球(qiu)的(de)(de)330000倍)。從化學(xue)組(zu)成來看,現在太(tai)陽(yang)質(zhi)量(liang)的(de)(de)大約(yue)四分之三是(shi)(shi)(shi)(shi)氫,剩下的(de)(de)幾(ji)乎都是(shi)(shi)(shi)(shi)氦,包括氧、碳(tan)、氖、鐵和(he)其(qi)他(ta)的(de)(de)重(zhong)元(yuan)素質(zhi)量(liang)少(shao)于2%,采用(yong)核聚(ju)變的(de)(de)方(fang)式向(xiang)太(tai)空釋(shi)放光和(he)熱(re)。
太(tai)陽目前正在穿越(yue)銀河系(xi)內部(bu)邊緣獵戶臂(bei)的(de)本(ben)地(di)泡區中的(de)本(ben)星(xing)(xing)際云(yun)。在距離(li)地(di)球(qiu)17光年的(de)距離(li)內有50顆最鄰(lin)近的(de)恒(heng)星(xing)(xing)系(xi)(與太(tai)陽距離(li)最近的(de)恒(heng)星(xing)(xing)是稱作比(bi)鄰(lin)星(xing)(xing)的(de)紅矮星(xing)(xing),大約(yue)4.2光年)。
太(tai)陽(yang)(yang)(yang)是一顆(ke)黃矮(ai)星(光(guang)譜為(wei)G2V),黃矮(ai)星的(de)(de)壽命(ming)大(da)致為(wei)100億年,目前(qian)太(tai)陽(yang)(yang)(yang)大(da)約45.7億歲。在大(da)約50至60億年之后,太(tai)陽(yang)(yang)(yang)內(nei)部(bu)的(de)(de)氫元素(su)幾乎會(hui)全部(bu)消耗盡,太(tai)陽(yang)(yang)(yang)的(de)(de)核心將(jiang)(jiang)發生(sheng)(sheng)坍縮,導致溫(wen)度(du)(du)上升,這一過程將(jiang)(jiang)一直持續(xu)到太(tai)陽(yang)(yang)(yang)開始把(ba)氦元素(su)聚變成碳(tan)元素(su)。雖(sui)然(ran)氦聚變產生(sheng)(sheng)的(de)(de)能(neng)量(liang)比氫聚變產生(sheng)(sheng)的(de)(de)能(neng)量(liang)少,但溫(wen)度(du)(du)也更(geng)高(gao),因(yin)此(ci)太(tai)陽(yang)(yang)(yang)的(de)(de)外層(ceng)將(jiang)(jiang)膨脹,并且把(ba)一部(bu)分外層(ceng)大(da)氣(qi)釋放到太(tai)空(kong)中。當轉向新元素(su)的(de)(de)過程結(jie)束時(shi),太(tai)陽(yang)(yang)(yang)的(de)(de)質量(liang)將(jiang)(jiang)稍微下(xia)降(jiang),外層(ceng)將(jiang)(jiang)延伸到地球或者火星目前(qian)運行的(de)(de)軌道處(這時(shi)由于太(tai)陽(yang)(yang)(yang)質量(liang)的(de)(de)下(xia)降(jiang),這兩顆(ke)行星將(jiang)(jiang)會(hui)離(li)太(tai)陽(yang)(yang)(yang)更(geng)遠)。
太陽(yang)是(shi)在(zai)(zai)大(da)約45.7億(yi)年(nian)前在(zai)(zai)一個(ge)坍縮的氫(qing)分(fen)子(zi)云(yun)內(nei)形(xing)成。太陽(yang)形(xing)成的時(shi)間以兩種(zhong)方法測(ce)量(liang)(liang)(liang):太陽(yang)目前在(zai)(zai)主序帶(dai)上(shang)的年(nian)齡,使用(yong)恒(heng)星演(yan)化和(he)太初核合成的電腦模型(xing)確認,大(da)約就是(shi)45.7億(yi)年(nian)。這與(yu)放射性定年(nian)法得到的太陽(yang)最古老(lao)的物(wu)(wu)質(zhi)是(shi)45.67億(yi)年(nian)非常的吻(wen)合。太陽(yang)在(zai)(zai)其(qi)主序的演(yan)化階(jie)段已經(jing)到了中年(nian)期(qi),在(zai)(zai)這個(ge)階(jie)段的核聚(ju)變(bian)是(shi)在(zai)(zai)核心將氫(qing)聚(ju)變(bian)成氦。每秒中有(you)超過400萬噸的物(wu)(wu)質(zhi)在(zai)(zai)太陽(yang)的核心轉化成能量(liang)(liang)(liang),產生中微子(zi)和(he)太陽(yang)輻射。以這個(ge)速率,到目前為止(zhi),太陽(yang)大(da)約轉化了100個(ge)地球質(zhi)量(liang)(liang)(liang)的物(wu)(wu)質(zhi)成為能量(liang)(liang)(liang),太陽(yang)在(zai)(zai)主序帶(dai)上(shang)耗(hao)費的時(shi)間總共大(da)約為100億(yi)年(nian)。
太(tai)(tai)陽沒有足夠的(de)(de)(de)(de)質(zhi)量(liang)爆發(fa)成為超新(xin)星(xing),替代的(de)(de)(de)(de)是,在約50億年后它將(jiang)(jiang)進入紅(hong)巨星(xing)的(de)(de)(de)(de)階(jie)段(duan),氦(hai)核(he)(he)心為抵抗(kang)引力而收縮(suo),同(tong)時(shi)變(bian)(bian)熱;緊挨(ai)核(he)(he)心的(de)(de)(de)(de)氫包層因(yin)溫(wen)度上升而加速(su)聚(ju)(ju)變(bian)(bian),結(jie)果產(chan)生的(de)(de)(de)(de)熱量(liang)持續增(zeng)加,傳導到(dao)外層,使(shi)其向外膨(peng)脹(zhang)。當核(he)(he)心的(de)(de)(de)(de)溫(wen)度達到(dao)1億K時(shi),氦(hai)聚(ju)(ju)變(bian)(bian)將(jiang)(jiang)開始進行并(bing)(bing)燃燒生成碳。由(you)于(yu)此時(shi)的(de)(de)(de)(de)氦(hai)核(he)(he)心已(yi)經相當于(yu)一個小型“白矮星(xing)”(電子(zi)簡(jian)并(bing)(bing)態),熱失(shi)控的(de)(de)(de)(de)氦(hai)聚(ju)(ju)變(bian)(bian)將(jiang)(jiang)導致氦(hai)閃,釋(shi)放的(de)(de)(de)(de)巨大(da)能量(liang)使(shi)太(tai)(tai)陽核(he)(he)心大(da)幅度膨(peng)脹(zhang),解除了電子(zi)簡(jian)并(bing)(bing)態,然后核(he)(he)心剩(sheng)余的(de)(de)(de)(de)氦(hai)進行穩(wen)定(ding)的(de)(de)(de)(de)聚(ju)(ju)變(bian)(bian)。從(cong)外部(bu)看,太(tai)(tai)陽將(jiang)(jiang)如新(xin)星(xing)般突然增(zeng)亮5~10個星(xing)等(deng)(相比(bi)于(yu)此前的(de)(de)(de)(de)“紅(hong)巨星(xing)”階(jie)段(duan)),接著體積大(da)幅度縮(suo)小,變(bian)(bian)得比(bi)原先的(de)(de)(de)(de)紅(hong)巨星(xing)暗(an)淡得多(duo)(但(dan)仍(reng)將(jiang)(jiang)比(bi)現在的(de)(de)(de)(de)太(tai)(tai)陽亮),直到(dao)核(he)(he)心的(de)(de)(de)(de)碳逐步累積,再次進入核(he)(he)心收縮(suo)、外層膨(peng)脹(zhang)階(jie)段(duan)。這就是漸近(jin)巨星(xing)分支階(jie)段(duan)。
地(di)(di)(di)球(qiu)的(de)(de)(de)命運(yun)是不確定的(de)(de)(de),當(dang)太(tai)陽(yang)成為紅巨星時,其半(ban)徑(jing)大約會(hui)(hui)(hui)是現在的(de)(de)(de)200倍,表(biao)面可(ke)能將膨脹至(zhi)地(di)(di)(di)球(qiu)現在的(de)(de)(de)軌(gui)(gui)道(dao)——1AU(1.5×1011m)。然而,當(dang)太(tai)陽(yang)成為漸近巨星分支的(de)(de)(de)恒(heng)星時,由于恒(heng)星風的(de)(de)(de)作(zuo)用,它(ta)大約已經流失30%的(de)(de)(de)質量,所以地(di)(di)(di)球(qiu)的(de)(de)(de)軌(gui)(gui)道(dao)會(hui)(hui)(hui)向外移動(dong)。如果只是這樣,地(di)(di)(di)球(qiu)或許可(ke)以幸免,但新的(de)(de)(de)研究認(ren)為地(di)(di)(di)球(qiu)可(ke)能會(hui)(hui)(hui)因為潮汐的(de)(de)(de)相互作(zuo)用而被太(tai)陽(yang)吞噬(shi)掉。但即使地(di)(di)(di)球(qiu)能逃(tao)脫被太(tai)陽(yang)焚毀的(de)(de)(de)命運(yun),地(di)(di)(di)球(qiu)上的(de)(de)(de)水仍(reng)然都會(hui)(hui)(hui)沸騰,大部分的(de)(de)(de)氣體(ti)都會(hui)(hui)(hui)逃(tao)逸入(ru)太(tai)空(kong)。
即(ji)使太陽仍在主序(xu)帶的(de)(de)現(xian)階段,太陽的(de)(de)光(guang)(guang)度仍然在緩(huan)慢(man)的(de)(de)增加(jia)(每10億(yi)年(nian)約增加(jia)10%),表(biao)面的(de)(de)溫度也緩(huan)緩(huan)的(de)(de)提升。太陽過去的(de)(de)光(guang)(guang)度比較暗淡,這可能是生(sheng)命(ming)在10億(yi)年(nian)前(qian)才出(chu)現(xian)在陸地(di)上的(de)(de)原因。太陽的(de)(de)溫度若依照這樣(yang)的(de)(de)速率增加(jia),在未來(lai)的(de)(de)10億(yi)年(nian),地(di)球可能會變得太熱,使水不再能以液態存在于地(di)球表(biao)面,而使地(di)球上所有的(de)(de)生(sheng)物趨于滅絕。
繼紅巨星(xing)階段之(zhi)后,激烈(lie)的熱脈(mo)動將導致太陽外(wai)層的氣體(ti)逃逸(yi),形(xing)成(cheng)行星(xing)狀(zhuang)星(xing)云(yun)。在(zai)外(wai)層被(bei)剝離后,唯一(yi)留存(cun)下來的就是恒星(xing)炙熱的核心——白矮星(xing),并在(zai)數十億年(nian)中(zhong)逐(zhu)漸(jian)冷(leng)卻和黯(an)淡。這是低質量與中(zhong)質量恒星(xing)演化(hua)的典型(xing)。
太(tai)陽(yang)是一(yi)個巨(ju)大而熾熱(re)的(de)(de)氣體星球(qiu)。知道了(le)日地距(ju)離,再從地球(qiu)上(shang)測(ce)得太(tai)陽(yang)圓面的(de)(de)視(shi)角直徑(jing)(jing),從簡單的(de)(de)三(san)角關系就可以求出(chu)太(tai)陽(yang)的(de)(de)半徑(jing)(jing)為(wei)69.6萬千(qian)米,是地球(qiu)半徑(jing)(jing)的(de)(de)109倍(bei)。由此可以算出(chu)太(tai)陽(yang)的(de)(de)體積為(wei)地球(qiu)的(de)(de)130萬倍(bei)。
天文學家(jia)根(gen)據開(kai)普勒行(xing)星運動的(de)(de)第(di)三定律(lv),利(li)用地(di)球的(de)(de)質(zhi)(zhi)量(liang)和(he)它環繞太(tai)陽運轉(zhuan)的(de)(de)軌道半徑及周期,還(huan)可以(yi)推(tui)算出太(tai)陽的(de)(de)質(zhi)(zhi)量(liang)為1.989×103?千克,這個質(zhi)(zhi)量(liang)是地(di)球的(de)(de)33萬倍。并且集中(zhong)了太(tai)陽系99.86%的(de)(de)質(zhi)(zhi)量(liang)。但(dan)是,即(ji)使這樣一個龐(pang)然大物,在茫(mang)茫(mang)宇宙(zhou)之中(zhong),卻(que)也不過只是一顆質(zhi)(zhi)量(liang)中(zhong)等的(de)(de)普通恒(heng)星而已(yi)。
由太(tai)陽(yang)(yang)的(de)體(ti)積和質量(liang),可以計算出太(tai)陽(yang)(yang)平均(jun)密度為1.409克/厘米3,約為地(di)球平均(jun)密度的(de)0.26倍(bei)。太(tai)陽(yang)(yang)表面的(de)重力(li)(li)加速度等于(yu)273.9810米/秒(miao)2,約為地(di)球表面重力(li)(li)加速度的(de)28倍(bei),如果(guo)一(yi)個(ge)人站在太(tai)陽(yang)(yang)表面,那么他的(de)體(ti)重將會(hui)是在地(di)球上(shang)的(de)20倍(bei)。太(tai)陽(yang)(yang)表面的(de)逃逸速度約617.7公里/秒(miao),任何一(yi)個(ge)中(zhong)性粒子的(de)速度必須大于(yu)這個(ge)值,才能脫離太(tai)陽(yang)(yang)的(de)吸引(yin)力(li)(li)而跑到宇宙(zhou)空間中(zhong)去。
太(tai)陽(yang)只是宇宙中(zhong)(zhong)一顆(ke)十分普通的(de)恒星,但它(ta)(ta)卻是太(tai)陽(yang)系(xi)的(de)中(zhong)(zhong)心天(tian)體(ti)(ti)。太(tai)陽(yang)系(xi)中(zhong)(zhong),包(bao)含(han)我們的(de)地球在(zai)內的(de)八大行星、一些矮行星、彗星和(he)其它(ta)(ta)無數(shu)的(de)太(tai)陽(yang)系(xi)小天(tian)體(ti)(ti),都在(zai)太(tai)陽(yang)的(de)強大引(yin)力作用下環繞(rao)太(tai)陽(yang)運行。太(tai)陽(yang)系(xi)的(de)疆域龐(pang)大,僅以冥王星為例,其運行軌道距離太(tai)陽(yang)就(jiu)將近(jin)40個天(tian)文單位,也就(jiu)是60億千米之遙遠,而實際上太(tai)陽(yang)系(xi)的(de)范圍還要數(shu)十倍于此(ci)。
但是(shi)(shi)這樣一(yi)(yi)個龐大的(de)(de)太陽系(xi)(xi)家族,在(zai)銀(yin)河(he)系(xi)(xi)中(zhong)卻僅僅只(zhi)是(shi)(shi)十分(fen)普通(tong)的(de)(de)滄海一(yi)(yi)粟。銀(yin)河(he)系(xi)(xi)擁有至少1000億顆以(yi)上的(de)(de)恒(heng)星,直徑(jing)約(yue)(yue)10萬光年。太陽位于(yu)(yu)銀(yin)道(dao)面(mian)之(zhi)北(bei)的(de)(de)獵戶座旋(xuan)臂上,距離(li)銀(yin)河(he)系(xi)(xi)中(zhong)心約(yue)(yue)30000光年,在(zai)銀(yin)道(dao)面(mian)以(yi)北(bei)約(yue)(yue)26光年,它一(yi)(yi)方面(mian)繞著銀(yin)心以(yi)每秒250公里(li)的(de)(de)速度旋(xuan)轉(zhuan),周期大概是(shi)(shi)2.5億年,另一(yi)(yi)方面(mian)又相對于(yu)(yu)周圍恒(heng)星以(yi)每秒19.7公里(li)的(de)(de)速度朝著織女星附近方向運動。太陽也在(zai)自轉(zhuan),其周期在(zai)日面(mian)赤道(dao)帶約(yue)(yue)25天(tian);兩(liang)極區約(yue)(yue)為35天(tian)。
太(tai)陽(yang)正(zheng)在(zai)(zai)穿(chuan)越(yue)銀(yin)河(he)系內部邊緣(yuan)獵戶臂的(de)(de)(de)本地(di)泡區中(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)本星(xing)(xing)際云。在(zai)(zai)距(ju)(ju)離(li)地(di)球17光(guang)年(nian)的(de)(de)(de)距(ju)(ju)離(li)內有50顆最鄰(lin)近的(de)(de)(de)恒星(xing)(xing)系(距(ju)(ju)離(li)最近的(de)(de)(de)一顆恒星(xing)(xing)是紅(hong)矮星(xing)(xing),被稱為比鄰(lin)星(xing)(xing),距(ju)(ju)太(tai)陽(yang)大(da)約4.2光(guang)年(nian)),太(tai)陽(yang)的(de)(de)(de)質量在(zai)(zai)這(zhe)些恒星(xing)(xing)中(zhong)(zhong)排在(zai)(zai)第四(si)。太(tai)陽(yang)在(zai)(zai)距(ju)(ju)離(li)銀(yin)河(he)中(zhong)(zhong)心24000至(zhi)26000光(guang)年(nian)的(de)(de)(de)距(ju)(ju)離(li)上(shang)繞著銀(yin)河(he)公轉,從銀(yin)河(he)北極鳥瞰,太(tai)陽(yang)沿順時針軌(gui)道運行,大(da)約2億2500萬(wan)至(zhi)2億5000萬(wan)年(nian)繞行一周(zhou)。由于銀(yin)河(he)系在(zai)(zai)宇(yu)宙微波背(bei)景輻射(CMB)中(zhong)(zhong)以550公里/秒(miao)的(de)(de)(de)速度朝向長蛇座(zuo)的(de)(de)(de)方向運動,這(zhe)兩個速度合(he)成之(zhi)后,太(tai)陽(yang)相對于CMB的(de)(de)(de)速度是370公里/秒(miao),朝向巨爵座(zuo)或獅子座(zuo)的(de)(de)(de)方向運動。
在南門二(er)(比鄰星所在的(de)(de)(de)三合(he)星系統)的(de)(de)(de)位置(zhi)觀看我們的(de)(de)(de)太(tai)陽時,太(tai)陽則會成為仙(xian)后座(zuo)(zuo)中一顆視星等為0.5等的(de)(de)(de)恒(heng)星。大體來說,仙(xian)后座(zuo)(zuo)的(de)(de)(de)外形將(jiang)會從//變(bian)成///,太(tai)陽將(jiang)會位在仙(xian)后座(zuo)(zuo)ε星的(de)(de)(de)尾端。
太陽繞(rao)銀(yin)河(he)系中心公轉(zhuan),繞(rao)銀(yin)河(he)系中心公轉(zhuan)周(zhou)期約2.5×10?年。銀(yin)河(he)系中心可能(neng)有巨大黑(hei)洞,但它周(zhou)圍布滿了恒星,所以看(kan)上去象“銀(yin)盤”。這些恒星都繞(rao)“銀(yin)核”公轉(zhuan)。與(yu)地球公轉(zhuan)不(bu)同,這些恒星公轉(zhuan)每繞(rao)一周(zhou)離“銀(yin)核”會更近。
太陽(yang)和其它天(tian)體一(yi)(yi)樣,也在圍(wei)繞自(zi)(zi)己的軸(zhou)心自(zi)(zi)西向東(dong)自(zi)(zi)轉(zhuan),但觀(guan)測和研究表(biao)明,太陽(yang)表(biao)面不同的緯度(du)處(chu),自(zi)(zi)轉(zhuan)速度(du)不一(yi)(yi)樣。在赤道處(chu),太陽(yang)自(zi)(zi)轉(zhuan)一(yi)(yi)周(zhou)需要25.4天(tian),而在緯度(du)40處(chu)需要27.2天(tian),到了兩極地區,自(zi)(zi)轉(zhuan)一(yi)(yi)周(zhou)則需要35天(tian)左右。這種自(zi)(zi)轉(zhuan)方式(shi)被稱為(wei)“較(jiao)差(cha)自(zi)(zi)轉(zhuan)”。
根據(ju)太(tai)(tai)陽(yang)(yang)活動(dong)的相對(dui)強弱,太(tai)(tai)陽(yang)(yang)可分為(wei)寧(ning)靜(jing)太(tai)(tai)陽(yang)(yang)和活動(dong)太(tai)(tai)陽(yang)(yang)兩(liang)大(da)(da)類。寧(ning)靜(jing)太(tai)(tai)陽(yang)(yang)是一(yi)個理論(lun)上(shang)假(jia)(jia)定寧(ning)靜(jing)的球(qiu)對(dui)稱(cheng)熱氣體(ti)球(qiu),其(qi)性質只隨(sui)半(ban)徑而變,而且在任一(yi)球(qiu)層(ceng)中(zhong)都是均勻的,其(qi)目的在于研究太(tai)(tai)陽(yang)(yang)的總(zong)體(ti)結構和一(yi)般性質。在這種假(jia)(jia)定下(xia),按照(zhao)由里(li)往外的順序,太(tai)(tai)陽(yang)(yang)是由核心(xin)、輻射區(qu)、對(dui)流層(ceng)、光球(qiu)層(ceng)、色球(qiu)層(ceng)、日冕層(ceng)構成。光球(qiu)層(ceng)之下(xia)稱(cheng)為(wei)太(tai)(tai)陽(yang)(yang)內部;光球(qiu)層(ceng)之上(shang)稱(cheng)為(wei)太(tai)(tai)陽(yang)(yang)大(da)(da)氣。
太陽(yang)(yang)(yang)圈電流(liu)片延伸到太陽(yang)(yang)(yang)系(xi)外,結果是來自太陽(yang)(yang)(yang)的(de)旋(xuan)轉磁(ci)場影響到星際物(wu)質中的(de)等離子體。
太(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)(yang)是(shi)磁力活躍的(de)(de)恒(heng)星(xing),它支撐(cheng)一個強(qiang)大、年(nian)復一年(nian)在(zai)(zai)(zai)(zai)變(bian)化的(de)(de)磁場,并且大約每11年(nian)環繞(rao)著(zhu)(zhu)太(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)(yang)極大期(qi)反轉(zhuan)它的(de)(de)方(fang)向太(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)(yang)磁場會導致很多影(ying)(ying)響,稱為(wei)太(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)(yang)活動,包括(kuo)在(zai)(zai)(zai)(zai)太(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)(yang)表面(mian)的(de)(de)太(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)(yang)黑(hei)子(zi)(zi)、太(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)(yang)耀斑、和(he)攜帶著(zhu)(zhu)物質(zhi)穿越(yue)太(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)(yang)系(xi)且不斷(duan)變(bian)化的(de)(de)太(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)(yang)風。太(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)(yang)活動對地球的(de)(de)影(ying)(ying)響包括(kuo)在(zai)(zai)(zai)(zai)高(gao)緯(wei)度的(de)(de)極光(guang),和(he)擾(rao)亂無線(xian)電通訊(xun)和(he)電力。太(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)(yang)活動被認為(wei)在(zai)(zai)(zai)(zai)太(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)(yang)系(xi)的(de)(de)形(xing)成和(he)演(yan)化扮(ban)演(yan)了很重(zhong)要的(de)(de)角色,太(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)(yang)因(yin)為(wei)高(gao)溫的(de)(de)緣故(gu),所有的(de)(de)物質(zhi)都(dou)是(shi)氣體(ti)和(he)等離子(zi)(zi)體(ti),這使(shi)得太(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)(yang)的(de)(de)轉(zhuan)速(su)可(ke)能在(zai)(zai)(zai)(zai)赤道(大約25天)較快(kuai),而不是(shi)高(gao)緯(wei)度(在(zai)(zai)(zai)(zai)兩極約為(wei)35天)太(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)(yang)因(yin)緯(wei)度不同的(de)(de)較差自轉(zhuan)造成它的(de)(de)磁場線(xian)隨著(zhu)(zhu)時間(jian)而糾(jiu)(jiu)纏在(zai)(zai)(zai)(zai)一起,造成磁場圈從(cong)太(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)(yang)表面(mian)噴發出來,并觸發太(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)(yang)形(xing)成系(xi)距性的(de)(de)太(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)(yang)黑(hei)子(zi)(zi)和(he)日珥(參(can)見磁重(zhong)聯)。隨著(zhu)(zhu)太(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)(yang)每11年(nian)反轉(zhuan)它本身(shen)的(de)(de)磁場,這種糾(jiu)(jiu)纏創(chuang)造了太(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)(yang)發電機和(he)11年(nian)的(de)(de)太(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)(yang)磁場活動太(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)(yang)周期(qi)。
太(tai)陽(yang)(yang)磁(ci)(ci)(ci)(ci)場(chang)(chang)(chang)朝(chao)太(tai)陽(yang)(yang)本體(ti)(ti)外更遠(yuan)處延伸,磁(ci)(ci)(ci)(ci)化的(de)(de)(de)(de)太(tai)陽(yang)(yang)風等離(li)(li)子(zi)體(ti)(ti)攜(xie)帶(dai)著太(tai)陽(yang)(yang)的(de)(de)(de)(de)磁(ci)(ci)(ci)(ci)場(chang)(chang)(chang)進入太(tai)空,形(xing)成所(suo)謂的(de)(de)(de)(de)行(xing)星際(ji)磁(ci)(ci)(ci)(ci)場(chang)(chang)(chang)由于(yu)等離(li)(li)子(zi)體(ti)(ti)只(zhi)能沿著磁(ci)(ci)(ci)(ci)場(chang)(chang)(chang)線(xian)移動,離(li)(li)開太(tai)陽(yang)(yang)的(de)(de)(de)(de)行(xing)星際(ji)磁(ci)(ci)(ci)(ci)場(chang)(chang)(chang)起初是(shi)沿著徑向伸展的(de)(de)(de)(de)。因(yin)位在(zai)太(tai)陽(yang)(yang)赤道(dao)上(shang)(shang)方和下方離(li)(li)開太(tai)陽(yang)(yang)的(de)(de)(de)(de)磁(ci)(ci)(ci)(ci)場(chang)(chang)(chang)具有不(bu)同的(de)(de)(de)(de)極性,因(yin)此在(zai)太(tai)陽(yang)(yang)的(de)(de)(de)(de)赤道(dao)平面(mian)存在(zai)著一層(ceng)薄薄的(de)(de)(de)(de)電(dian)流層(ceng),稱為太(tai)陽(yang)(yang)圈電(dian)流片(pian)。太(tai)陽(yang)(yang)的(de)(de)(de)(de)自(zi)轉(zhuan)使得遠(yuan)距(ju)離(li)(li)的(de)(de)(de)(de)磁(ci)(ci)(ci)(ci)場(chang)(chang)(chang)和電(dian)流片(pian)旋(xuan)轉(zhuan)成像是(shi)阿基米德螺旋(xuan)結構,稱為派克螺旋(xuan)。行(xing)星際(ji)磁(ci)(ci)(ci)(ci)場(chang)(chang)(chang)的(de)(de)(de)(de)強(qiang)度遠(yuan)比(bi)太(tai)陽(yang)(yang)的(de)(de)(de)(de)偶極性磁(ci)(ci)(ci)(ci)場(chang)(chang)(chang)強(qiang)大。太(tai)陽(yang)(yang)50-400μT的(de)(de)(de)(de)磁(ci)(ci)(ci)(ci)偶極(在(zai)光球(qiu))隨著距(ju)離(li)(li)的(de)(de)(de)(de)三次方衰減(jian),在(zai)地球(qiu)的(de)(de)(de)(de)距(ju)離(li)(li)上(shang)(shang)只(zhi)有0.1nT。然而依據(ju)太(tai)空船的(de)(de)(de)(de)觀(guan)測(ce),在(zai)地球(qiu)附近的(de)(de)(de)(de)行(xing)星際(ji)磁(ci)(ci)(ci)(ci)場(chang)(chang)(chang)是(shi)這個(ge)數(shu)值的(de)(de)(de)(de)100倍(bei),大約是(shi)5nT。
從中心到0.25太(tai)陽(yang)半徑是太(tai)陽(yang)發(fa)射巨大能(neng)量(liang)的(de)(de)(de)真正(zheng)源頭,也稱為核(he)反應區。在這里,太(tai)陽(yang)核(he)心處(chu)溫度高達(da)1500萬度,壓力相(xiang)當于3000億(yi)個大氣壓,隨(sui)時都在進行(xing)著四個氫核(he)聚(ju)變成一(yi)個氦核(he)的(de)(de)(de)熱(re)(re)(re)核(he)反應。根(gen)據原子核(he)物理學和愛因斯坦的(de)(de)(de)質能(neng)轉換關系式E=mc2,每秒(miao)鐘有(you)質量(liang)為6億(yi)噸(dun)的(de)(de)(de)氫經過(guo)熱(re)(re)(re)核(he)聚(ju)變反應為5.96億(yi)噸(dun)的(de)(de)(de)氦,并釋放出相(xiang)當于400萬噸(dun)氫的(de)(de)(de)能(neng)量(liang),正(zheng)是這巨大的(de)(de)(de)能(neng)源帶給(gei)了我們光和熱(re)(re)(re),但這損失的(de)(de)(de)質量(liang)與太(tai)陽(yang)的(de)(de)(de)總(zong)質量(liang)相(xiang)比,卻是不值(zhi)一(yi)提的(de)(de)(de)。根(gen)據對太(tai)陽(yang)內部氫含量(liang)的(de)(de)(de)估計,太(tai)陽(yang)至少還有(you)50億(yi)年(nian)的(de)(de)(de)正(zheng)常壽(shou)命。
0.25太(tai)陽(yang)(yang)半(ban)徑~0.86太(tai)陽(yang)(yang)半(ban)徑是(shi)太(tai)陽(yang)(yang)輻射(she)(she)(she)區(qu),它包含了(le)各種電磁輻射(she)(she)(she)和粒子流。輻射(she)(she)(she)從內部(bu)向外部(bu)傳(chuan)遞(di)過程是(shi)多(duo)次(ci)被物質吸收而又(you)再次(ci)發(fa)射(she)(she)(she)的過程。從核反應區(qu)到太(tai)陽(yang)(yang)表面的行程中,能(neng)量依次(ci)以X射(she)(she)(she)線(xian)、遠紫外線(xian)、紫外線(xian),最后是(shi)可見(jian)光的形式向外輻射(she)(she)(she)。太(tai)陽(yang)(yang)是(shi)一個取之(zhi)難盡,用之(zhi)不竭的能(neng)量源泉。
對(dui)(dui)流(liu)層是輻(fu)射區的(de)(de)外(wai)側區域,其厚度約有十幾萬千米,由于(yu)這(zhe)里的(de)(de)溫度、壓力和(he)密度梯(ti)度都很大,太陽(yang)氣體呈對(dui)(dui)流(liu)的(de)(de)不穩定狀態(tai)。使物(wu)(wu)質(zhi)的(de)(de)徑向對(dui)(dui)流(liu)運動強(qiang)烈,熱的(de)(de)物(wu)(wu)質(zhi)向外(wai)運動,冷的(de)(de)物(wu)(wu)質(zhi)沉(chen)入內(nei)部(bu)(bu),太陽(yang)內(nei)部(bu)(bu)能(neng)量就是靠物(wu)(wu)質(zhi)的(de)(de)這(zhe)種對(dui)(dui)流(liu),由內(nei)部(bu)(bu)向外(wai)部(bu)(bu)傳輸。
太陽光球(qiu)以上的部分(fen)統稱為太陽大氣(qi)(qi)層(ceng),跨過整個電磁頻譜(pu),從無線(xian)電、可(ke)(ke)見光到伽(jia)馬射線(xian),都(dou)可(ke)(ke)以觀察它(ta)們分(fen)為5個主(zhu)要的部分(fen):溫度極小區、色(se)球(qiu)、過渡區、日(ri)冕(mian)、和太陽圈,太陽圈可(ke)(ke)能(neng)是太陽大氣(qi)(qi)層(ceng)最稀薄的外緣并(bing)且(qie)延伸到冥(ming)王星(xing)軌道之外與星(xing)際物質交界(jie)(jie),交界(jie)(jie)處(chu)稱為日(ri)鞘(qiao),并(bing)且(qie)在那兒(er)形成剪切的激波(bo)前緣。色(se)球(qiu)、過渡區和日(ri)冕(mian)的溫度都(dou)比太陽表(biao)面(mian)高,原(yuan)因還沒(mei)有獲得證(zheng)實,但證(zheng)據指(zhi)向阿爾文波(bo)可(ke)(ke)能(neng)攜帶了(le)足夠的能(neng)量將(jiang)日(ri)冕(mian)加熱。
對流層(ceng)上面的(de)太(tai)(tai)陽大氣,稱為太(tai)(tai)陽光球(qiu)。光球(qiu)是(shi)一(yi)層(ceng)不透明(ming)的(de)氣體薄層(ceng),厚度約500千米。它確定(ding)了太(tai)(tai)陽非(fei)常(chang)清晰(xi)的(de)邊界,幾乎所有的(de)可見光都是(shi)從這一(yi)層(ceng)發(fa)射(she)出來的(de)。
色(se)(se)(se)球(qiu)(qiu)位于(yu)光(guang)(guang)(guang)球(qiu)(qiu)之上。厚度(du)約2000千(qian)米。太陽的溫(wen)度(du)分布從核心向外(wai)直到(dao)(dao)光(guang)(guang)(guang)球(qiu)(qiu)層,都是逐漸下降的,但到(dao)(dao)了色(se)(se)(se)球(qiu)(qiu)層,卻又反常上升,到(dao)(dao)色(se)(se)(se)球(qiu)(qiu)頂部時已達幾萬(wan)度(du)。由于(yu)色(se)(se)(se)球(qiu)(qiu)層發(fa)出的可見光(guang)(guang)(guang)總(zong)量(liang)不(bu)及光(guang)(guang)(guang)球(qiu)(qiu)的1%,因此人們平常看不(bu)到(dao)(dao)它。只(zhi)有在發(fa)生日全食(shi)(shi)時,即食(shi)(shi)既之前幾秒(miao)(miao)種或者生光(guang)(guang)(guang)以后(hou)幾秒(miao)(miao)鐘,當光(guang)(guang)(guang)球(qiu)(qiu)所發(fa)射(she)的明(ming)亮光(guang)(guang)(guang)線被月影完全遮掩的短(duan)暫時間(jian)內,在日面邊緣呈現出狹窄的玫瑰紅色(se)(se)(se)的發(fa)光(guang)(guang)(guang)圈層,這就(jiu)是色(se)(se)(se)球(qiu)(qiu)層。平時,科學(xue)家們要通過單(dan)色(se)(se)(se)光(guang)(guang)(guang)(波長為6563埃(ai))色(se)(se)(se)球(qiu)(qiu)望遠鏡(jing)才能(neng)觀測到(dao)(dao)太陽色(se)(se)(se)球(qiu)(qiu)層。
日(ri)(ri)(ri)(ri)冕(mian)(mian)是太(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)大氣的最(zui)外層,由高溫、低密(mi)度(du)(du)的等離子體所(suo)組成。亮(liang)度(du)(du)微弱,在(zai)(zai)白光中的總亮(liang)度(du)(du)比太(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)圓(yuan)面(mian)亮(liang)度(du)(du)的百分之一還低,約相(xiang)當于(yu)滿月(yue)的亮(liang)度(du)(du),因此(ci)只有(you)在(zai)(zai)日(ri)(ri)(ri)(ri)全(quan)(quan)食時(shi)(shi)(shi)才能展現其光彩,平時(shi)(shi)(shi)觀測則要使用專門的日(ri)(ri)(ri)(ri)冕(mian)(mian)儀。日(ri)(ri)(ri)(ri)冕(mian)(mian)的溫度(du)(du)高達(da)百萬度(du)(du),其大小和形狀與太(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)活動有(you)關,在(zai)(zai)太(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)活動極大年時(shi)(shi)(shi),日(ri)(ri)(ri)(ri)冕(mian)(mian)接(jie)近圓(yuan)形;在(zai)(zai)太(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)寧靜年則呈(cheng)橢圓(yuan)形。自古(gu)以(yi)來,觀測日(ri)(ri)(ri)(ri)冕(mian)(mian)的傳統方(fang)法都是等待一次罕見的日(ri)(ri)(ri)(ri)全(quan)(quan)食——在(zai)(zai)黑(hei)暗的天空背景(jing)上(shang),月(yue)面(mian)把明亮(liang)的太(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)光球面(mian)遮掩住,而在(zai)(zai)日(ri)(ri)(ri)(ri)面(mian)周圍呈(cheng)現出(chu)青(qing)白色的光區,就(jiu)是人們(men)期(qi)待觀測的太(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)最(zui)外層大氣——日(ri)(ri)(ri)(ri)冕(mian)(mian)。
太(tai)陽(yang)(yang)(yang)(yang)圈(quan),從大約20太(tai)陽(yang)(yang)(yang)(yang)半(ban)徑(jing)(0.1天文單位(wei))到(dao)太(tai)陽(yang)(yang)(yang)(yang)系的(de)(de)(de)邊緣,這一大片(pian)環繞著太(tai)陽(yang)(yang)(yang)(yang)的(de)(de)(de)空間充滿了伴隨太(tai)陽(yang)(yang)(yang)(yang)風離開太(tai)陽(yang)(yang)(yang)(yang)的(de)(de)(de)等離子(zi)體。他的(de)(de)(de)內側邊界(jie)是太(tai)陽(yang)(yang)(yang)(yang)風成(cheng)為超阿(a)(a)耳芬波的(de)(de)(de)那層位(wei)置-流體的(de)(de)(de)速度(du)(du)超過(guo)阿(a)(a)耳芬波。因(yin)為訊(xun)息只能以阿(a)(a)耳芬波的(de)(de)(de)速度(du)(du)傳遞,所以在這個界(jie)限之外的(de)(de)(de)湍流和動力(li)(li)學的(de)(de)(de)力(li)(li)量不(bu)再能影響到(dao)內部的(de)(de)(de)日(ri)冕形(xing)狀。太(tai)陽(yang)(yang)(yang)(yang)風源源不(bu)斷的(de)(de)(de)進(jin)入太(tai)陽(yang)(yang)(yang)(yang)圈(quan)之中并向外吹拂,使得太(tai)陽(yang)(yang)(yang)(yang)的(de)(de)(de)磁場形(xing)成(cheng)螺旋的(de)(de)(de)形(xing)狀,直到(dao)在距離太(tai)陽(yang)(yang)(yang)(yang)超過(guo)50天文單位(wei)之外撞擊到(dao)日(ri)鞘為止。
在(zai)(zai)2004年12月,旅行者1號探(tan)測器已穿(chuan)越過被(bei)認為是日鞘(qiao)部分的激波前(qian)緣。兩艘航海家太空船在(zai)(zai)穿(chuan)越邊界(jie)時都偵(zhen)測與記錄到(dao)能量超(chao)過一(yi)般微粒的高能粒子。
陽(yang)(yang)光是地球能量(liang)的(de)(de)主要來源(yuan)。太(tai)陽(yang)(yang)常數是在距離太(tai)陽(yang)(yang)1天文單位(wei)的(de)(de)位(wei)置(也(ye)就是在或接(jie)近地球),直接(jie)暴露在陽(yang)(yang)光下(xia)的(de)(de)每單位(wei)面積接(jie)收到的(de)(de)能量(liang),其(qi)值(zhi)約(yue)相當于1,368W/m2(瓦每平方米)。經(jing)(jing)過大氣層的(de)(de)吸收后,抵達地球表(biao)面的(de)(de)陽(yang)(yang)光已經(jing)(jing)衰(shuai)減——在大氣清澈且(qie)太(tai)陽(yang)(yang)接(jie)近天頂(ding)的(de)(de)條件下(xia)也(ye)只(zhi)有約(yue)1,000W/m2。
有許多(duo)種天然的合成(cheng)過(guo)程可以(yi)利用(yong)太(tai)陽(yang)能(neng)(neng)-光合作用(yong)是植物(wu)(wu)以(yi)化(hua)學的方式從陽(yang)光中擷取能(neng)(neng)量(氧的釋出和(he)碳化(hua)合物(wu)(wu)的減少(shao)),直接加熱或使用(yong)太(tai)陽(yang)電(dian)池轉(zhuan)換成(cheng)電(dian)的儀(yi)器被使用(yong)在太(tai)陽(yang)能(neng)(neng)發電(dian)的設備上(shang),或進行其他的工作;有時也會使用(yong)集(ji)光式太(tai)陽(yang)能(neng)(neng)(也就是凝聚(ju)陽(yang)光)。儲存在原(yuan)油和(he)其它(ta)化(hua)石燃料中的能(neng)(neng)量是來自(zi)遙遠的過(guo)去經由(you)光合作用(yong)轉(zhuan)換的太(tai)陽(yang)能(neng)(neng)。
太陽的(de)(de)外(wai)層,從(cong)(cong)它的(de)(de)表(biao)面(mian)向下至大約200,000公(gong)里(或是(shi)70%的(de)(de)太陽半徑),太陽的(de)(de)等(deng)離子體已經不夠稠密或不夠熱(re)不再(zai)能(neng)經由傳(chuan)導作用(yong)有效(xiao)的(de)(de)將內部的(de)(de)熱(re)向外(wai)傳(chuan)送;換言之(zhi),它已經不夠透明了。結(jie)果是(shi),當熱(re)柱攜帶(dai)(dai)熱(re)物質(zhi)前往表(biao)面(mian)(光(guang)球)產生了熱(re)對(dui)流(liu)(liu)。一(yi)旦這些物質(zhi)在(zai)表(biao)面(mian)變冷,它會向下切入對(dui)流(liu)(liu)帶(dai)(dai)的(de)(de)底部,再(zai)從(cong)(cong)輻射帶(dai)(dai)的(de)(de)頂(ding)部獲(huo)得更(geng)多的(de)(de)熱(re)量在(zai)可見的(de)(de)太陽表(biao)面(mian),溫度(du)(du)已經降至5700K,而且密度(du)(du)也只有0.2公(gong)克/立方米(大約是(shi)海平面(mian)密度(du)(du)的(de)(de)六千分之(zhi)一(yi))。
在(zai)(zai)對流帶的(de)熱柱(zhu)(zhu)形成在(zai)(zai)太(tai)陽表面上非常重要(yao)的(de),像是米(mi)粒組織(zhi)和(he)超米(mi)粒組織(zhi)。在(zai)(zai)對流帶的(de)湍流會(hui)在(zai)(zai)太(tai)陽內部(bu)的(de)外圍(wei)部(bu)分造成“小尺度”的(de)發電(dian)機(ji),這(zhe)會(hui)在(zai)(zai)太(tai)陽表面的(de)各處產生磁南極(ji)和(he)磁北(bei)極(ji)。太(tai)陽的(de)熱柱(zhu)(zhu)是貝(bei)納得穴流因此往往像六角(jiao)型(xing)的(de)棱鏡。
作(zuo)為一(yi)顆(ke)恒星,太(tai)陽,其總(zong)體外(wai)觀性質是(shi)(shi),光(guang)(guang)度為383億億億瓦,絕對星等(deng)為4.8。是(shi)(shi)一(yi)顆(ke)黃(huang)色G2型矮星,有效溫(wen)度等(deng)于開氏5800度。太(tai)陽與在軌道上繞它(ta)公(gong)轉的(de)(de)(de)地(di)球的(de)(de)(de)平均(jun)距離為149597870千米(499.005光(guang)(guang)秒或1天文單位)。按(an)質量計(ji),它(ta)的(de)(de)(de)物質構成是(shi)(shi)71%的(de)(de)(de)氫、26%的(de)(de)(de)氦和(he)少量較重元素。它(ta)們都是(shi)(shi)通過核聚變(bian)(bian)來釋放能量的(de)(de)(de),根據理論(lun)太(tai)陽最后核聚變(bian)(bian)反應產(chan)生的(de)(de)(de)物質是(shi)(shi)鐵和(he)銅等(deng)金屬。
日地(di)平均的距(ju)離(1天(tian)文單位(wei)):1.49597870×1011米(mi)(1億5千(qian)萬公(gong)里(li))
日地最遠(yuan)的距(ju)離:1.5210×1011米
日(ri)地(di)最(zui)近(jin)的距離(li):1.4710×1011米
遠(yuan)日點與(yu)近日點距離相(xiang)差500萬千米
視星等:-26.74等
絕對(dui)星等(deng):4.83等(deng)
熱(re)星等:-26.82等
絕(jue)對熱星等:4.75等
太陽
日地平均距(ju)離 149,598,000千米
半徑 696,000千米(mi)
質量 1.989×1033克
平均密度(du) 1.409克/立(li)方(fang)厘米
有效溫度 5,770K
自轉會合周期 26.9日(赤道);31.1日(極區)
光譜型 G2V
目視星(xing)等 -26.74等
目視絕對(dui)星等(deng) 4.83等(deng)
表面重力加(jia)速度 27,400厘米/平方秒
表(biao)面逃逸速度 617.7千(qian)米(mi)/秒
中心溫度 約15,000,000K
中(zhong)心密度 約160克/立方厘米(mi)
年齡 50億年
表面面積 大約6.09×1012平方千(qian)米
體積 大(da)約1.412×101?立(li)方千米
日冕層(ceng)溫度 5×200K
發(fa)光度(LS) 大約3.827×102?Js?1
太陽壽命 約100億年
天文符號 ☉
太陽活動周期 11.04年(nian)
總(zong)輻射功率 3.86×102?瓦(wa)特(te)
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(she)的峰(feng)值(zhi)波(bo)(bo)長(chang)(500納米)介于光譜中藍光和綠光的過渡區域。恒星的溫(wen)度(du)與其(qi)輻射(she)中占主要地位(wei)的波(bo)(bo)長(chang)有密切關系。就(jiu)太陽來(lai)說,其(qi)表面的溫(wen)度(du)大(da)約在5800K。然而(er),由于人的眼(yan)睛對峰(feng)值(zhi)波(bo)(bo)長(chang)周圍的其(qi)它顏色(se)(se)(se)更敏感,所(suo)以太陽看(kan)起來(lai)呈現出白(bai)色(se)(se)(se)或是黃白(bai)色(se)(se)(se)。
核心是太陽(yang)內唯一能經(jing)由(you)核聚變(bian)產生大量(liang)能量(liang)的(de)區(qu)域,溫(wen)度高達1570萬K。99%的(de)能量(liang)產生在(zai)太陽(yang)半徑(jing)的(de)24%以(yi)內,而在(zai)30%半徑(jing)處(chu),核聚變(bian)反應(ying)幾乎完(wan)全停止。
光球(qiu)(qiu)層上最顯著的現象就是太(tai)陽(yang)黑子(zi)(zi),所謂太(tai)陽(yang)黑子(zi)(zi),只指太(tai)陽(yang)光球(qiu)(qiu)層上的溫度(du)相對較低的區域,其溫度(du)約(yue)為4500K,而(er)光球(qiu)(qiu)其余部分的溫度(du)約(yue)為5777K。
色球厚度(du)約(yue)2000千米,太陽的(de)溫度(du)分(fen)布從(cong)核(he)心向外直到光球層,都是逐(zhu)漸下降的(de),但(dan)到了色球層,卻又反常上(shang)升,到接近頂端的(de)溫度(du)大約(yue)在20000K。
日(ri)冕是(shi)太陽(yang)大氣的(de)最外層(ceng),它由高(gao)溫(wen)、低(di)密度(du)的(de)等(deng)離子體所組成,日(ri)冕的(de)溫(wen)度(du)高(gao)達百萬度(du)。
太(tai)陽看起來很平靜,實際上無(wu)時(shi)無(wu)刻不在發生劇(ju)烈(lie)的活(huo)動(dong)。太(tai)陽由里(li)向(xiang)外分別為太(tai)陽核反應區、太(tai)陽對流(liu)層(ceng)、太(tai)陽大氣(qi)層(ceng)。其中22億分之一的能量輻射到地球,成為地球上光和熱的主(zhu)要來源(yuan)。太(tai)陽表面和大氣(qi)層(ceng)中的活(huo)動(dong)現(xian)象,諸如(ru)太(tai)陽黑(hei)子、耀斑和日(ri)冕物(wu)質噴(pen)發(日(ri)珥)等,會使太(tai)陽風大大增強,造成許多(duo)地球物(wu)理現(xian)象──例如(ru)極光增多(duo)、大氣(qi)電(dian)離層(ceng)和地磁的變(bian)化(hua)。
太陽活動和(he)(he)太陽風(feng)的增強還會嚴重干擾地(di)球上(shang)無線電通(tong)訊及航(hang)天設備的正(zheng)常工作,使(shi)衛星上(shang)的精密電子儀(yi)器(qi)遭受(shou)損害,地(di)面通(tong)訊網絡(luo)、電力(li)控制網絡(luo)發生混亂,甚至可(ke)能對航(hang)天飛機和(he)(he)空(kong)(kong)間站(zhan)中宇(yu)航(hang)員的生命(ming)構成威脅。因(yin)此,監測太陽活動和(he)(he)太陽風(feng)的強度,適(shi)時作出(chu)“空(kong)(kong)間氣象”預報,越(yue)來越(yue)顯得重要。
4000年(nian)(nian)(nian)前古時(shi)候祖先(xian)肉眼都看(kan)到了(le)像3條腿的(de)烏鴉的(de)黑(hei)(hei)子(zi)(zi)(zi),通過一(yi)(yi)般的(de)光學望(wang)遠(yuan)鏡觀(guan)(guan)測(ce)(ce)太(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)(yang),觀(guan)(guan)測(ce)(ce)到的(de)是(shi)(shi)光球(qiu)層的(de)活(huo)動(dong)(dong)(dong)。在光球(qiu)上常(chang)常(chang)可以(yi)看(kan)到很多黑(hei)(hei)色斑點,它們(men)叫做“太(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)(yang)黑(hei)(hei)子(zi)(zi)(zi)”。太(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)(yang)黑(hei)(hei)子(zi)(zi)(zi)在日面(mian)上的(de)大(da)小(xiao)、多少、位置(zhi)和形態等,每天都不同(tong)。太(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)(yang)黑(hei)(hei)子(zi)(zi)(zi)是(shi)(shi)光球(qiu)層物質(zhi)劇烈運動(dong)(dong)(dong)而形成(cheng)的(de)局部強(qiang)磁(ci)場區域(yu),也(ye)是(shi)(shi)光球(qiu)層活(huo)動(dong)(dong)(dong)的(de)重要標(biao)志。長期觀(guan)(guan)測(ce)(ce)太(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)(yang)黑(hei)(hei)子(zi)(zi)(zi)就會發(fa)現,有(you)的(de)年(nian)(nian)(nian)份(fen)黑(hei)(hei)子(zi)(zi)(zi)多,有(you)的(de)年(nian)(nian)(nian)份(fen)黑(hei)(hei)子(zi)(zi)(zi)少,有(you)時(shi)甚至幾(ji)天,幾(ji)十(shi)天日面(mian)上都沒有(you)黑(hei)(hei)子(zi)(zi)(zi)。天文(wen)學家們(men)早就注意到,太(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)(yang)黑(hei)(hei)子(zi)(zi)(zi)從(cong)最(zui)多或(huo)最(zui)少的(de)年(nian)(nian)(nian)份(fen)到下一(yi)(yi)次(ci)最(zui)多或(huo)最(zui)少的(de)年(nian)(nian)(nian)份(fen),大(da)約相隔11年(nian)(nian)(nian)。也(ye)就是(shi)(shi)說,太(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)(yang)黑(hei)(hei)子(zi)(zi)(zi)有(you)平均11年(nian)(nian)(nian)的(de)活(huo)動(dong)(dong)(dong)周期,這(zhe)也(ye)是(shi)(shi)整個(ge)太(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)(yang)的(de)活(huo)動(dong)(dong)(dong)周期。天文(wen)學家把太(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)(yang)黑(hei)(hei)子(zi)(zi)(zi)最(zui)多的(de)年(nian)(nian)(nian)份(fen)稱之為(wei)“太(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)(yang)活(huo)動(dong)(dong)(dong)峰(feng)年(nian)(nian)(nian)”,把太(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)(yang)黑(hei)(hei)子(zi)(zi)(zi)最(zui)少的(de)年(nian)(nian)(nian)份(fen)稱之為(wei)“太(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)(yang)活(huo)動(dong)(dong)(dong)谷年(nian)(nian)(nian)”。
經過數世紀的研(yan)究,人(ren)類對太(tai)陽黑子的研(yan)究已經有(you)了一定的成(cheng)果。
分為以下幾點:
1.太陽黑子是太陽表面溫度相對較低(di)而顯得黑的區域。
2.黑子會(hui)對地(di)球的(de)磁(ci)場(chang)和(he)電離層產生干擾(rao),指南針(zhen)不能正確指示方(fang)向(xiang),動物迷路,無線電通(tong)訊受到嚴重影響或中斷,直接危害飛機、輪船、人(ren)造衛星(xing)等通(tong)訊系統安全。
太陽黑(hei)子活動的(de)高峰(feng)期,太陽會發(fa)射大(da)(da)量的(de)高能(neng)粒子流(liu)(liu)與(yu)X射線,引起地(di)(di)球磁暴(bao)現象,導(dao)致氣候異常,地(di)(di)球上微(wei)生物因此大(da)(da)量繁殖,這就為(wei)流(liu)(liu)行疾病提供(gong)了溫床。
同時,太(tai)陽(yang)黑(hei)子(zi)(zi)的(de)活動(dong),還(huan)會引(yin)起生(sheng)物(wu)體(ti)物(wu)質出現(xian)電離(li)現(xian)象,引(yin)起感(gan)冒病毒中遺傳因子(zi)(zi)變異,或者發(fa)生(sheng)突變性的(de)遺傳,產生(sheng)強(qiang)感(gan)染力的(de)亞型流感(gan)病毒,形成流行性感(gan)冒,或者導致人體(ti)的(de)生(sheng)理發(fa)生(sheng)其(qi)他復雜(za)的(de)生(sheng)化反應,影(ying)響(xiang)健康。
因此,太陽黑子量(liang)達(da)到高峰期時,人類要(yao)及早預(yu)防流行(xing)性(xing)疾病。
有趣的(de)是,一位瑞士天文學(xue)家發現(xian),太陽(yang)黑(hei)子(zi)多的(de)時候,氣(qi)候干(gan)燥,農業(ye)豐收,黑(hei)子(zi)少(shao)的(de)時候,暴(bao)雨成災。地(di)(di)震工作者發現(xian),太陽(yang)黑(hei)子(zi)數(shu)目增多的(de)時候,地(di)(di)球(qiu)上(shang)的(de)地(di)(di)震也多。植物學(xue)家發現(xian),植物的(de)生長也隨著太陽(yang)黑(hei)子(zi)的(de)出(chu)現(xian)而呈現(xian)11年周期的(de)變化,黑(hei)子(zi)多長得快,黑(hei)子(zi)少(shao)長得慢。
太(tai)(tai)(tai)陽(yang)耀(yao)斑(ban)(ban)是一種劇烈的(de)太(tai)(tai)(tai)陽(yang)活(huo)動,是太(tai)(tai)(tai)陽(yang)能量高(gao)度集中(zhong)釋放(fang)的(de)過(guo)程。一般認為發(fa)生在色球層中(zhong),所以(yi)也叫“色球爆發(fa)”。其(qi)主要(yao)觀測特(te)征是,日面上(常在黑子群(qun)上空)突然(ran)出(chu)現迅速發(fa)展的(de)亮斑(ban)(ban)閃耀(yao),其(qi)壽命僅在幾分(fen)鐘到(dao)幾十分(fen)鐘之間,亮度上升迅速,下降較慢。特(te)別是在太(tai)(tai)(tai)陽(yang)活(huo)動峰年,耀(yao)斑(ban)(ban)出(chu)現頻繁(fan)且強度變(bian)強。
別看它只(zhi)是一(yi)(yi)(yi)個(ge)亮點,一(yi)(yi)(yi)旦出(chu)現(xian),簡直是一(yi)(yi)(yi)次驚天動地的(de)大爆(bao)發。這一(yi)(yi)(yi)增(zeng)亮釋(shi)放的(de)能(neng)(neng)量(liang)相當于(yu)10萬至(zhi)100萬次強火山爆(bao)發的(de)總能(neng)(neng)量(liang),或相當于(yu)上百億枚百噸(dun)級氫彈的(de)爆(bao)炸;而(er)一(yi)(yi)(yi)次較大的(de)耀斑爆(bao)發,在一(yi)(yi)(yi)二十分(fen)鐘內(nei)可(ke)釋(shi)放10的(de)25次冪焦耳的(de)巨大能(neng)(neng)量(liang)。
除了日面局部(bu)突(tu)然增亮的現象外(wai)(wai),耀斑更主(zhu)要(yao)表現在從射(she)電波(bo)段(duan)直到X射(she)線(xian)的輻(fu)射(she)通量(liang)的突(tu)然增強;耀斑所發射(she)的輻(fu)射(she)種(zhong)類(lei)繁多,除可見(jian)光外(wai)(wai),有紫外(wai)(wai)線(xian)、X射(she)線(xian)和(he)伽瑪射(she)線(xian),有紅外(wai)(wai)線(xian)和(he)射(she)電輻(fu)射(she),還有沖擊(ji)波(bo)和(he)高能(neng)粒(li)子(zi)流,甚至(zhi)有能(neng)量(liang)特高的宇宙射(she)線(xian)。
耀斑對地(di)球(qiu)空間環境造成很大(da)影(ying)響。太陽色球(qiu)層(ceng)中一聲爆炸,地(di)球(qiu)大(da)氣(qi)層(ceng)即刻出(chu)現繚繞余(yu)音。耀斑爆發時(shi),發出(chu)大(da)量的高(gao)能(neng)粒(li)(li)子(zi)到達地(di)球(qiu)軌道附(fu)近(jin)時(shi),將會(hui)嚴重(zhong)危及(ji)宇(yu)宙(zhou)飛(fei)行器內的宇(yu)航(hang)員和儀器的安全。當(dang)耀斑輻射(she)(she)來到地(di)球(qiu)附(fu)近(jin)時(shi),與(yu)大(da)氣(qi)分子(zi)發生劇烈(lie)碰撞,破壞電(dian)(dian)離層(ceng),使它(ta)失去反射(she)(she)無(wu)線電(dian)(dian)電(dian)(dian)波的功能(neng)。無(wu)線電(dian)(dian)通(tong)信尤(you)其(qi)是短波通(tong)信,以及(ji)電(dian)(dian)視臺、電(dian)(dian)臺廣播(bo),會(hui)受(shou)到干擾(rao)甚至(zhi)中斷。耀斑發射(she)(she)的高(gao)能(neng)帶電(dian)(dian)粒(li)(li)子(zi)流與(yu)地(di)球(qiu)高(gao)層(ceng)大(da)氣(qi)作(zuo)用,產生極光,并干擾(rao)地(di)球(qiu)磁(ci)場(chang)而引起磁(ci)暴。
此外,耀斑對氣象和水文等方面(mian)也有著不同程(cheng)度的直(zhi)接或間接影響正(zheng)因(yin)為如此,人們對耀斑爆發的探測和預(yu)報的關切程(cheng)度與日(ri)俱增,正(zheng)在努力揭(jie)開耀斑的奧(ao)秘。
太陽(yang)(yang)光(guang)球(qiu)層(ceng)上(shang)(shang)比周圍更明(ming)亮的(de)(de)斑狀組織(zhi)。用天文(wen)望遠(yuan)鏡對它觀測(ce)時,常常可以發現:在(zai)光(guang)球(qiu)層(ceng)的(de)(de)表(biao)(biao)面(mian)有(you)的(de)(de)明(ming)亮有(you)的(de)(de)深暗。這種明(ming)暗斑點(dian)(dian)是(shi)由于這里的(de)(de)溫(wen)度高(gao)(gao)低不同而形(xing)成的(de)(de),比較深暗的(de)(de)斑點(dian)(dian)叫做“太陽(yang)(yang)黑(hei)子”,比較明(ming)亮的(de)(de)斑點(dian)(dian)叫做“光(guang)斑”。光(guang)斑常在(zai)太陽(yang)(yang)表(biao)(biao)面(mian)的(de)(de)邊緣“表(biao)(biao)演(yan)”,卻很少在(zai)太陽(yang)(yang)表(biao)(biao)面(mian)的(de)(de)中(zhong)心區(qu)露面(mian)。因為太陽(yang)(yang)表(biao)(biao)面(mian)中(zhong)心區(qu)的(de)(de)輻射(she)屬于光(guang)球(qiu)層(ceng)的(de)(de)較深氣(qi)層(ceng),而邊緣的(de)(de)光(guang)主要來(lai)源光(guang)球(qiu)層(ceng)較高(gao)(gao)部位,所以,光(guang)斑比太陽(yang)(yang)表(biao)(biao)面(mian)高(gao)(gao)些,可以算(suan)得上(shang)(shang)是(shi)光(guang)球(qiu)層(ceng)上(shang)(shang)的(de)(de)“高(gao)(gao)原”。
光(guang)斑(ban)(ban)(ban)也(ye)是(shi)太陽上(shang)(shang)(shang)一(yi)(yi)種強烈風暴(bao),天文學家把(ba)它戲稱為(wei)“高原風暴(bao)”。不過(guo),與烏云翻滾,大(da)(da)雨滂沱,狂(kuang)風卷(juan)地百草折的(de)(de)地面風暴(bao)相(xiang)比,“高原風暴(bao)”的(de)(de)性格要溫(wen)和得(de)多。光(guang)斑(ban)(ban)(ban)的(de)(de)亮度只(zhi)比寧(ning)靜光(guang)球(qiu)(qiu)層(ceng)(ceng)(ceng)略強一(yi)(yi)些,一(yi)(yi)般只(zhi)大(da)(da)10%;溫(wen)度比寧(ning)靜光(guang)球(qiu)(qiu)層(ceng)(ceng)(ceng)高300℃。許多光(guang)斑(ban)(ban)(ban)與太陽黑子(zi)還結下不解之緣(yuan),常常環繞在(zai)(zai)太陽黑子(zi)周圍“表演(yan)”。少(shao)部分光(guang)斑(ban)(ban)(ban)與太陽黑子(zi)無關(guan),活(huo)躍在(zai)(zai)70°高緯區(qu)域,面積比較小,光(guang)斑(ban)(ban)(ban)平均(jun)壽命約為(wei)15天,較大(da)(da)的(de)(de)光(guang)斑(ban)(ban)(ban)壽命可達(da)三個月。光(guang)斑(ban)(ban)(ban)不僅出(chu)現(xian)在(zai)(zai)光(guang)球(qiu)(qiu)層(ceng)(ceng)(ceng)上(shang)(shang)(shang),色(se)球(qiu)(qiu)層(ceng)(ceng)(ceng)上(shang)(shang)(shang)也(ye)有它活(huo)動(dong)(dong)的(de)(de)場所(suo)。當它在(zai)(zai)色(se)球(qiu)(qiu)層(ceng)(ceng)(ceng)上(shang)(shang)(shang)“表演(yan)”時,活(huo)動(dong)(dong)的(de)(de)位置(zhi)與在(zai)(zai)光(guang)球(qiu)(qiu)層(ceng)(ceng)(ceng)上(shang)(shang)(shang)露面時大(da)(da)致吻合(he)。不過(guo),出(chu)現(xian)在(zai)(zai)色(se)球(qiu)(qiu)層(ceng)(ceng)(ceng)上(shang)(shang)(shang)的(de)(de)不叫(jiao)“光(guang)斑(ban)(ban)(ban)”,而叫(jiao)“譜(pu)斑(ban)(ban)(ban)”。實際上(shang)(shang)(shang),光(guang)斑(ban)(ban)(ban)與譜(pu)斑(ban)(ban)(ban)是(shi)同一(yi)(yi)個整體,只(zhi)是(shi)因(yin)為(wei)它們的(de)(de)“住所(suo)”高度不同而已,這就好比是(shi)一(yi)(yi)幢樓(lou)房,光(guang)斑(ban)(ban)(ban)住在(zai)(zai)樓(lou)下,譜(pu)斑(ban)(ban)(ban)住在(zai)(zai)樓(lou)上(shang)(shang)(shang)。
米(mi)粒(li)(li)組織是(shi)(shi)太(tai)陽光球層上(shang)的(de)一種(zhong)日面(mian)結(jie)構。呈多角形(xing)小顆粒(li)(li)形(xing)狀,得用天(tian)文(wen)望遠鏡才能(neng)觀測到。米(mi)粒(li)(li)組織的(de)溫(wen)度(du)比米(mi)粒(li)(li)間區域的(de)溫(wen)度(du)約高300℃,因此,顯得比較明亮易見。雖說它們是(shi)(shi)小顆粒(li)(li),實際的(de)直徑也(ye)有(you)1000公(gong)里~2000公(gong)里。
明亮(liang)的米(mi)粒(li)組(zu)織(zhi)很可能(neng)是從(cong)對(dui)流層上升到(dao)(dao)光球的熱氣團(tuan),不隨時間變化且(qie)均勻分(fen)布(bu),且(qie)呈(cheng)現(xian)激烈(lie)的起伏運動。米(mi)粒(li)組(zu)織(zhi)上升到(dao)(dao)一定的高度時很快就會(hui)變冷,并馬上沿(yan)著上升熱氣流之間的空隙處下降(jiang);壽命(ming)也非常(chang)短(duan)暫來去(qu)匆匆,從(cong)產生到(dao)(dao)消失(shi),幾(ji)乎比(bi)地球大氣層中(zhong)的云(yun)消煙散還要(yao)快平均壽命(ming)只有(you)幾(ji)分(fen)鐘,此外,發現(xian)的超米(mi)粒(li)組(zu)織(zhi),其尺(chi)度達3萬公里(li)左右,壽命(ming)約為20小時。
太陽(yang)風(feng)是(shi)(shi)(shi)一種連(lian)續存在,來自太陽(yang)并以200-800km/s的(de)速度(du)運動(dong)的(de)等離(li)子(zi)(zi)體(ti)流這(zhe)種物質雖然與地球上的(de)空(kong)氣(qi)不同,不是(shi)(shi)(shi)由氣(qi)體(ti)的(de)分子(zi)(zi)組(zu)成,而是(shi)(shi)(shi)由更簡(jian)單的(de)比原子(zi)(zi)還小一個(ge)層次的(de)基本粒子(zi)(zi)——質子(zi)(zi)和電(dian)子(zi)(zi)等組(zu)成,但它們(men)流動(dong)時所(suo)產生的(de)效應與空(kong)氣(qi)流動(dong)十分相似,所(suo)以稱它為太陽(yang)風(feng)。
當然(ran),太(tai)(tai)陽(yang)風(feng)(feng)(feng)的(de)密(mi)度(du)與地(di)(di)球(qiu)(qiu)(qiu)上(shang)(shang)的(de)風(feng)(feng)(feng)的(de)密(mi)度(du)相比,是(shi)(shi)非常(chang)非常(chang)稀(xi)薄而微(wei)不足道的(de),一般(ban)情況下,在地(di)(di)球(qiu)(qiu)(qiu)附(fu)(fu)近(jin)的(de)行星際空間中,每(mei)立(li)方(fang)厘米有(you)(you)幾(ji)(ji)個到幾(ji)(ji)十個粒(li)子。而地(di)(di)球(qiu)(qiu)(qiu)上(shang)(shang)風(feng)(feng)(feng)的(de)密(mi)度(du)則為每(mei)立(li)方(fang)厘米有(you)(you)2687億億個分子。太(tai)(tai)陽(yang)風(feng)(feng)(feng)雖然(ran)十分稀(xi)薄,但它刮起來的(de)猛烈勁卻(que)遠(yuan)遠(yuan)勝過地(di)(di)球(qiu)(qiu)(qiu)上(shang)(shang)的(de)風(feng)(feng)(feng)。在地(di)(di)球(qiu)(qiu)(qiu)上(shang)(shang),12級臺風(feng)(feng)(feng)的(de)風(feng)(feng)(feng)速是(shi)(shi)每(mei)秒(miao)32.5米以上(shang)(shang)而太(tai)(tai)陽(yang)風(feng)(feng)(feng)的(de)風(feng)(feng)(feng)速,在地(di)(di)球(qiu)(qiu)(qiu)附(fu)(fu)近(jin)卻(que)經常(chang)保持(chi)在每(mei)秒(miao)350~450千米,是(shi)(shi)地(di)(di)球(qiu)(qiu)(qiu)風(feng)(feng)(feng)速的(de)上(shang)(shang)萬倍(bei),最(zui)猛烈時可(ke)達(da)每(mei)秒(miao)800千米以上(shang)(shang)。
太(tai)陽(yang)(yang)風(feng)(feng)從太(tai)陽(yang)(yang)大氣最(zui)外層(ceng)的(de)日冕(mian),向空間(jian)持(chi)續(xu)拋射(she)(she)出(chu)來(lai)(lai)的(de)物質(zhi)粒(li)(li)(li)(li)子(zi)流。這(zhe)種(zhong)粒(li)(li)(li)(li)子(zi)流是從冕(mian)洞中噴射(she)(she)出(chu)來(lai)(lai)的(de),其(qi)主要(yao)成分是氫粒(li)(li)(li)(li)子(zi)和氦粒(li)(li)(li)(li)子(zi)。太(tai)陽(yang)(yang)風(feng)(feng)有(you)兩種(zhong):一種(zhong)持(chi)續(xu)不(bu)斷地輻射(she)(she)出(chu)來(lai)(lai),速度較(jiao)小,粒(li)(li)(li)(li)子(zi)含(han)(han)量(liang)(liang)也(ye)較(jiao)少,被稱為(wei)“持(chi)續(xu)太(tai)陽(yang)(yang)風(feng)(feng)”;另一種(zhong)是在太(tai)陽(yang)(yang)活(huo)動(dong)(dong)時(shi)(shi)輻射(she)(she)出(chu)來(lai)(lai),速度較(jiao)大,粒(li)(li)(li)(li)子(zi)含(han)(han)量(liang)(liang)也(ye)較(jiao)多,這(zhe)種(zhong)太(tai)陽(yang)(yang)風(feng)(feng)被稱為(wei)“擾動(dong)(dong)太(tai)陽(yang)(yang)風(feng)(feng)”。擾動(dong)(dong)太(tai)陽(yang)(yang)風(feng)(feng)對(dui)地球的(de)影(ying)響(xiang)很(hen)大,當它抵達地球時(shi)(shi),往往引起很(hen)大的(de)磁暴與(yu)強烈的(de)極光,同(tong)時(shi)(shi)也(ye)產(chan)生電(dian)離層(ceng)騷擾。
冕洞的分布區(qu)域(yu)可(ke)達太陽表面多數地區(qu),尤其是在(zai)太陽的兩(liang)極地區(qu),科學(xue)家已經發(fa)現冕洞內部存在(zai)磁場線的閉合和開放,如(ru)果磁場線突然打開或者閉合,那(nei)么太陽表面就會出(chu)現較大(da)范圍的冕洞覆蓋現象(xiang),其分布區(qu)域(yu)遠大(da)于兩(liang)極地區(qu),冕洞形成(cheng)時可(ke)攜帶大(da)量的炙(zhi)熱(re)等(deng)離(li)子體,磁場線開放的區(qu)域(yu)可(ke)以看到冕洞的一些細(xi)節上變化,比如(ru)冕洞周圍出(chu)現類(lei)似浪花狀的結構等(deng)。
事實上,冕(mian)洞分布(bu)在日冕(mian)物質中密度(du)較(jiao)低(di)的空間,而且溫(wen)度(du)極高,可(ke)達到(dao)數(shu)百萬度(du)。
太(tai)(tai)陽(yang)(yang)動力學天文臺目前正(zheng)在監(jian)視太(tai)(tai)陽(yang)(yang)表面的異常(chang)變化,太(tai)(tai)陽(yang)(yang)正(zheng)處(chu)于為期11年的活動周期高峰時段(duan),未(wei)來(lai)我們還將看到強(qiang)烈的太(tai)(tai)陽(yang)(yang)耀斑(ban)以及日冕(mian)物質拋射等(deng)現象(xiang)。
這些太(tai)陽活動的(de)背后都(dou)有磁(ci)場(chang)因素的(de)介入,對太(tai)陽活動的(de)判斷似乎較為困難。科學家還發現如果冕洞發生(sheng)的(de)區域(yu)分布(bu)在太(tai)陽表面的(de)高緯度(du)地區,那么可(ke)形成速(su)度(du)較快的(de)太(tai)陽風。
太(tai)(tai)(tai)(tai)陽上(shang)絕大多數(shu)的(de)氫正逐(zhu)漸燃燒轉變為氦,可以說太(tai)(tai)(tai)(tai)陽正處(chu)于(yu)最穩定的(de)主(zhu)序星(xing)階段。對太(tai)(tai)(tai)(tai)陽這樣質量的(de)恒星(xing)而(er)言,主(zhu)序星(xing)階段約可持(chi)續110億年(nian)(nian)。恒星(xing)由于(yu)放出光而(er)慢慢地在收縮(suo),而(er)在收縮(suo)過程中(zhong),中(zhong)心部(bu)分(fen)的(de)密度(du)就(jiu)會增(zeng)加,壓(ya)力也會升高(gao),使(shi)得(de)氫會燃燒得(de)更厲害,這樣一來溫度(du)就(jiu)會升高(gao),太(tai)(tai)(tai)(tai)陽的(de)亮(liang)度(du)也會逐(zhu)漸增(zeng)強(qiang)(qiang)。太(tai)(tai)(tai)(tai)陽自從45億年(nian)(nian)前進入(ru)主(zhu)序星(xing)階段到如今,太(tai)(tai)(tai)(tai)陽光的(de)亮(liang)度(du)增(zeng)強(qiang)(qiang)了30%,預(yu)計今后還會繼續增(zeng)強(qiang)(qiang),使(shi)地球溫度(du)不斷升高(gao)。
65億年(nian)(nian)后,當太(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)的(de)(de)(de)(de)(de)主序星(xing)(xing)(xing)階(jie)段(duan)結(jie)束時(shi)(shi),預計太(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)光(guang)的(de)(de)(de)(de)(de)亮度(du)(du)(du)(du)將是如今(jin)(jin)的(de)(de)(de)(de)(de)2.2倍,而地球(qiu)(qiu)的(de)(de)(de)(de)(de)平均溫(wen)度(du)(du)(du)(du)要(yao)比如今(jin)(jin)高(gao)60℃左(zuo)右。屆(jie)時(shi)(shi)就(jiu)算地球(qiu)(qiu)上仍有(you)海水,恐怕(pa)也快被(bei)蒸(zheng)發光(guang)了(le)。若僅從平均溫(wen)度(du)(du)(du)(du)來看(kan),火(huo)星(xing)(xing)(xing)反(fan)而會(hui)(hui)是最適宜(yi)人類居住的(de)(de)(de)(de)(de)星(xing)(xing)(xing)球(qiu)(qiu)。在(zai)主序星(xing)(xing)(xing)階(jie)段(duan),因(yin)恒星(xing)(xing)(xing)自身引力而造成(cheng)收縮的(de)(de)(de)(de)(de)這(zhe)股向(xiang)內的(de)(de)(de)(de)(de)力和(he)因(yin)燃(ran)(ran)燒(shao)而引起的(de)(de)(de)(de)(de)向(xiang)外的(de)(de)(de)(de)(de)力會(hui)(hui)互相牽制而達到平衡(heng)。但在(zai)65億年(nian)(nian)后,太(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)中心部分的(de)(de)(de)(de)(de)氫會(hui)(hui)燃(ran)(ran)盡,最后只剩下其(qi)周圍的(de)(de)(de)(de)(de)球(qiu)(qiu)殼(ke)狀(zhuang)部分有(you)氫燃(ran)(ran)燒(shao)。在(zai)球(qiu)(qiu)殼(ke)內不(bu)再燃(ran)(ran)燒(shao)的(de)(de)(de)(de)(de)區域,由于抵消引力的(de)(de)(de)(de)(de)向(xiang)外的(de)(de)(de)(de)(de)力減(jian)弱而開始急(ji)速收縮,此(ci)時(shi)(shi)太(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)會(hui)(hui)越來越亮,球(qiu)(qiu)殼(ke)外側部分因(yin)受到影響而導致溫(wen)度(du)(du)(du)(du)升(sheng)高(gao)并開始膨脹,這(zhe)便是另一個(ge)階(jie)段(duan)--紅(hong)巨星(xing)(xing)(xing)階(jie)段(duan)的(de)(de)(de)(de)(de)開始。紅(hong)巨星(xing)(xing)(xing)階(jie)段(duan)會(hui)(hui)持續數億年(nian)(nian),其(qi)間太(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)的(de)(de)(de)(de)(de)亮度(du)(du)(du)(du)會(hui)(hui)達到如今(jin)(jin)的(de)(de)(de)(de)(de)2000倍,木星(xing)(xing)(xing)和(he)土(tu)星(xing)(xing)(xing)周圍的(de)(de)(de)(de)(de)溫(wen)度(du)(du)(du)(du)也會(hui)(hui)升(sheng)高(gao),木星(xing)(xing)(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)冰衛星(xing)(xing)(xing)以及(ji)作為土(tu)星(xing)(xing)(xing)特征的(de)(de)(de)(de)(de)環(huan)都會(hui)(hui)被(bei)蒸(zheng)發得無影無蹤,最后,太(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)的(de)(de)(de)(de)(de)外層部分甚至會(hui)(hui)膨脹到如今(jin)(jin)的(de)(de)(de)(de)(de)地球(qiu)(qiu)軌道附近(jin)。
另一(yi)方(fang)面,從外層部分會不(bu)斷(duan)放出氣體,最終太(tai)陽(yang)的質量會減至主(zhu)序(xu)星(xing)(xing)(xing)(xing)階段的60%。因太(tai)陽(yang)引力減弱(ruo)之(zhi)故,行(xing)(xing)星(xing)(xing)(xing)(xing)開(kai)始遠離太(tai)陽(yang)。當太(tai)陽(yang)質量減至原來的60%時(shi),行(xing)(xing)星(xing)(xing)(xing)(xing)和太(tai)陽(yang)的距(ju)離要比現在(zai)擴大70%。這樣一(yi)來,雖然水星(xing)(xing)(xing)(xing)和金星(xing)(xing)(xing)(xing)被吞沒(mei)的可能性極(ji)大,但(dan)地球(qiu)在(zai)太(tai)陽(yang)外層部分到達之(zhi)前(qian)應該會拉大距(ju)離而存活下(xia)來,火星(xing)(xing)(xing)(xing)和木星(xing)(xing)(xing)(xing)型(xing)行(xing)(xing)星(xing)(xing)(xing)(xing)(木星(xing)(xing)(xing)(xing),土星(xing)(xing)(xing)(xing),天(tian)王(wang)星(xing)(xing)(xing)(xing),海王(wang)星(xing)(xing)(xing)(xing))也會存活下(xia)來。
像(xiang)太陽(yang)(yang)這般質量(liang)的(de)星(xing)(xing)球,在其密度(du)(du)已變得非常高的(de)中(zhong)心部分只(zhi)會(hui)(hui)收(shou)縮(suo)到一定(ding)程(cheng)度(du)(du),也就是(shi)溫度(du)(du)只(zhi)會(hui)(hui)升(sheng)高到某種程(cheng)度(du)(du),中(zhong)心部分的(de)火(huo)會(hui)(hui)漸漸消失。太陽(yang)(yang)逐漸失去光芒,膨脹的(de)外層部分將收(shou)縮(suo),冷卻成(cheng)致(zhi)密的(de)白矮星(xing)(xing)。通(tong)過紅(hong)巨星(xing)(xing)時代考驗(yan)而存留(liu)下來的(de)行星(xing)(xing)將會(hui)(hui)繼續(xu)圍繞太陽(yang)(yang)運行,所有一切都將被凍結,最后太陽(yang)(yang)系(xi)迎接的(de)將會(hui)(hui)是(shi)寂靜狀態的(de)結束(shu)。
若太陽這種恒星(xing)變(bian)為白矮星(xing),每秒自轉一周。密(mi)度至(zhi)少為1.41×1011kg/m3。
太陽受探測歷史
時間(年) 探(tan)測器名稱 國家 成就
1960-1968 先(xian)驅(qu)者5-9號 美國 繞(rao)太陽(yang)運行,研究太陽(yang)風、耀斑
1974-1976 太(tai)(tai)陽(yang)神1-2號 美德(de)合作 近距離高速(su)掠過太(tai)(tai)陽(yang)表面,測量太(tai)(tai)陽(yang)風與磁(ci)場(chang)
1980 太(tai)陽極(ji)大使者 美國 收集了(le)耀斑、太(tai)陽黑(hei)子和日珥發(fa)出的(de)X射(she)線。伽馬射(she)線、紫外輻(fu)射(she)的(de)資料。
1990 尤利西斯 美歐合作 在太(tai)(tai)陽(yang)極區上(shang)方的太(tai)(tai)陽(yang)風(feng)以及太(tai)(tai)陽(yang)磁場
1991 陽光 日英(ying)美(mei)合作 測量(liang)了太陽耀(yao)斑發(fa)出的X射線和伽馬(ma)射線以及(ji)耀(yao)斑爆發(fa)前的狀況
1995 SOHO 美歐合(he)作 研究太陽內部結構和表面發生的事件
1998 TRACE 美國 了解(jie)太陽磁場與日冕加熱之間的(de)聯系(xi)
2006 STEREO 美國 全方位提供太陽(yang)爆發和太陽(yang)風(feng)的星系(xi)
2010 SDO 美(mei)國 預測太陽活(huo)動對(dui)地球的(de)影響(xiang)
2018 Parker Solar Probe 美(mei)國(guo) 探(tan)索太陽運行機制
2021 羲和號(hao) 中(zhong)國 2021年10月(yue)14日18時(shi)51分,中(zhong)國在太原衛星發射中(zhong)心(xin)采(cai)用長征二號(hao)丁運(yun)載火(huo)箭,成功發射首顆太陽探(tan)測科(ke)學技(ji)術試驗衛星“羲和號(hao)”,實現中(zhong)國太陽探(tan)測零的突破。
2021 風云三號E星 中國(guo) 空間日(ri)冕探(tan)測
2022 空間新技術試驗衛星 中國 太陽過渡(du)區的探測
2021年9月2日,中國(guo)“黎明星”風(feng)云(yun)三號E星(以下簡稱“E星”)發布首批(pi)高(gao)精度、多波段太(tai)(tai)陽(yang)(yang)圖像(xiang)。在太(tai)(tai)陽(yang)(yang)極紫外(wai)動(dong)畫圖像(xiang)上,太(tai)(tai)陽(yang)(yang)最外(wai)層(ceng)大氣——日冕(mian)數天內(nei)的變化被(bei)精準捕(bu)捉,太(tai)(tai)陽(yang)(yang)活動(dong)區、冕(mian)洞等也清晰(xi)可見。
這段風云三號E星太陽(yang)極紫外圖像做成的(de)(de)動畫(hua)展示了(le)日冕(mian)2021年8月24日至31日的(de)(de)變化(hua),隨著太陽(yang)緩(huan)緩(huan)地自轉(zhuan),太陽(yang)上(shang)的(de)(de)活動區、冕(mian)洞等特(te)征也一一呈現(xian)在我們面(mian)前,宛若一幅壯美的(de)(de)畫(hua)卷。耀(yao)斑類似(si)于地球上(shang)的(de)(de)閃(shan)電。
2022年3月,歐洲航天局發布了一張(zhang)太(tai)陽(yang)的(de)(de)高(gao)分(fen)(fen)辨率(lv)圖像(xiang),號稱有史以來最高(gao)分(fen)(fen)辨率(lv)的(de)(de)太(tai)陽(yang)圖像(xiang),大小為56.26MB。這是(shi)太(tai)陽(yang)軌(gui)道飛行(xing)器在(zai)大約(yue)7500萬公里的(de)(de)距離在(zai)極(ji)紫外光下看到的(de)(de)太(tai)陽(yang)。該(gai)圖像(xiang)是(shi)3月7日由極(ji)紫外成像(xiang)儀(EUI)儀器的(de)(de)高(gao)分(fen)(fen)辨率(lv)望遠鏡拍攝(she),將25張(zhang)單幅圖像(xiang)進行(xing)了拼(pin)接,每張(zhang)圖像(xiang)拍攝(she)耗(hao)時10分(fen)(fen)鐘,總共花了4個(ge)多小時。
2022年8月30日(ri)(ri),中國(guo)首顆太(tai)(tai)陽(yang)探(tan)測科學技術試驗衛星“羲和號(hao)”在國(guo)際(ji)上首次(ci)實現了(le)對太(tai)(tai)陽(yang)Hα(氫阿爾法)波(bo)(bo)段的光(guang)(guang)譜掃(sao)描成像,記(ji)錄了(le)太(tai)(tai)陽(yang)活(huo)動在光(guang)(guang)球(qiu)(qiu)(qiu)層和色(se)球(qiu)(qiu)(qiu)層的響(xiang)應過程,通過一次(ci)掃(sao)描,可(ke)獲取376個波(bo)(bo)長位置的太(tai)(tai)陽(yang)圖像,不同(tong)波(bo)(bo)長對應了(le)光(guang)(guang)球(qiu)(qiu)(qiu)和色(se)球(qiu)(qiu)(qiu)不同(tong)層次(ci)的太(tai)(tai)陽(yang)大(da)氣(qi)。根據(ju)這(zhe)些譜線(xian)的精(jing)(jing)細(xi)(xi)結(jie)構,可(ke)反演出高精(jing)(jing)度的全日(ri)(ri)面色(se)球(qiu)(qiu)(qiu)和光(guang)(guang)球(qiu)(qiu)(qiu)多普勒速度場,發生在太(tai)(tai)陽(yang)大(da)氣(qi)中的活(huo)動可(ke)被詳細(xi)(xi)記(ji)錄到(dao),進而研究(jiu)太(tai)(tai)陽(yang)活(huo)動的物理過程。