太陽(yang)(Sun)是太陽(yang)系(xi)的中心(xin)天體,占(zhan)有太陽(yang)系(xi)總體質量(liang)的99.86%。太陽(yang)系(xi)中的八(ba)大行(xing)(xing)星(xing)、小(xiao)行(xing)(xing)星(xing)、流(liu)星(xing)、彗星(xing)、外海王星(xing)天體以及星(xing)際塵埃等,都圍繞(rao)著太陽(yang)公轉,而太陽(yang)則圍繞(rao)著銀河系(xi)的中心(xin)公轉。
太陽(yang)是(shi)位于太陽(yang)系中心(xin)的(de)(de)(de)(de)恒星,它幾乎是(shi)熱等離子體(ti)與磁(ci)場(chang)交織(zhi)著的(de)(de)(de)(de)一個理想球體(ti)。太陽(yang)直徑(jing)(jing)大(da)約(yue)是(shi)1392000(1.392×10?)千米,相當于地(di)球直徑(jing)(jing)的(de)(de)(de)(de)109倍;體(ti)積(ji)大(da)約(yue)是(shi)地(di)球的(de)(de)(de)(de)130萬倍;其(qi)質量(liang)大(da)約(yue)是(shi)2×103?千克(地(di)球的(de)(de)(de)(de)330000倍)。從化(hua)學組成來看,現在太陽(yang)質量(liang)的(de)(de)(de)(de)大(da)約(yue)四分之三是(shi)氫(qing),剩下的(de)(de)(de)(de)幾乎都是(shi)氦,包括(kuo)氧(yang)、碳、氖、鐵和其(qi)他的(de)(de)(de)(de)重元素質量(liang)少(shao)于2%,采用核(he)聚變(bian)的(de)(de)(de)(de)方式向太空釋放光和熱。
太(tai)(tai)陽目前正在(zai)穿越(yue)銀河系內部(bu)邊緣獵(lie)戶(hu)臂的(de)本地(di)泡(pao)區中的(de)本星(xing)際(ji)云。在(zai)距離地(di)球(qiu)17光年的(de)距離內有50顆(ke)最鄰近(jin)的(de)恒星(xing)系(與太(tai)(tai)陽距離最近(jin)的(de)恒星(xing)是稱作(zuo)比鄰星(xing)的(de)紅(hong)矮星(xing),大約4.2光年)。
太(tai)(tai)陽(yang)(yang)是一(yi)顆黃矮星(xing)(xing)(光譜為G2V),黃矮星(xing)(xing)的壽命大(da)(da)致為100億年,目前(qian)太(tai)(tai)陽(yang)(yang)大(da)(da)約45.7億歲。在大(da)(da)約50至60億年之后,太(tai)(tai)陽(yang)(yang)內(nei)部的氫元素(su)幾乎會(hui)全部消耗盡,太(tai)(tai)陽(yang)(yang)的核(he)心將發生坍縮,導致溫(wen)度上升,這一(yi)過程(cheng)(cheng)將一(yi)直(zhi)持續到(dao)太(tai)(tai)陽(yang)(yang)開始把氦(hai)(hai)元素(su)聚變(bian)(bian)成碳元素(su)。雖然氦(hai)(hai)聚變(bian)(bian)產生的能(neng)量比氫聚變(bian)(bian)產生的能(neng)量少(shao),但溫(wen)度也更高,因此太(tai)(tai)陽(yang)(yang)的外(wai)層將膨脹,并且把一(yi)部分外(wai)層大(da)(da)氣釋放(fang)到(dao)太(tai)(tai)空中。當(dang)轉向新元素(su)的過程(cheng)(cheng)結束時(shi),太(tai)(tai)陽(yang)(yang)的質量將稍微下(xia)降,外(wai)層將延伸到(dao)地球或者火星(xing)(xing)目前(qian)運行的軌道(dao)處(chu)(這時(shi)由于太(tai)(tai)陽(yang)(yang)質量的下(xia)降,這兩(liang)顆行星(xing)(xing)將會(hui)離太(tai)(tai)陽(yang)(yang)更遠)。
太(tai)(tai)陽(yang)(yang)是在(zai)大(da)約(yue)45.7億年(nian)(nian)前在(zai)一個(ge)坍縮的氫分子云內形成(cheng)。太(tai)(tai)陽(yang)(yang)形成(cheng)的時(shi)間(jian)以兩種(zhong)方法測量(liang):太(tai)(tai)陽(yang)(yang)目前在(zai)主序帶(dai)上的年(nian)(nian)齡,使用恒星(xing)演(yan)(yan)化(hua)(hua)(hua)和(he)太(tai)(tai)初核合(he)成(cheng)的電腦模(mo)型確認,大(da)約(yue)就是45.7億年(nian)(nian)。這與放射(she)性定年(nian)(nian)法得(de)到的太(tai)(tai)陽(yang)(yang)最(zui)古老的物質(zhi)是45.67億年(nian)(nian)非常的吻合(he)。太(tai)(tai)陽(yang)(yang)在(zai)其(qi)主序的演(yan)(yan)化(hua)(hua)(hua)階段已經到了中(zhong)年(nian)(nian)期,在(zai)這個(ge)階段的核聚變(bian)是在(zai)核心將氫聚變(bian)成(cheng)氦。每秒中(zhong)有超(chao)過400萬(wan)噸的物質(zhi)在(zai)太(tai)(tai)陽(yang)(yang)的核心轉化(hua)(hua)(hua)成(cheng)能(neng)量(liang),產(chan)生中(zhong)微(wei)子和(he)太(tai)(tai)陽(yang)(yang)輻(fu)射(she)。以這個(ge)速率,到目前為止(zhi),太(tai)(tai)陽(yang)(yang)大(da)約(yue)轉化(hua)(hua)(hua)了100個(ge)地球質(zhi)量(liang)的物質(zhi)成(cheng)為能(neng)量(liang),太(tai)(tai)陽(yang)(yang)在(zai)主序帶(dai)上耗(hao)費的時(shi)間(jian)總共大(da)約(yue)為100億年(nian)(nian)。
太陽(yang)沒(mei)有足夠的質(zhi)量(liang)爆(bao)發成為超新星(xing)(xing),替代(dai)的是,在約50億(yi)年后它將(jiang)進入(ru)紅巨星(xing)(xing)的階(jie)(jie)段,氦(hai)(hai)核心(xin)為抵(di)抗引力而收縮,同時(shi)變(bian)(bian)熱;緊挨核心(xin)的氫(qing)包層因溫(wen)度上(shang)升而加速聚(ju)(ju)變(bian)(bian),結果產生的熱量(liang)持續(xu)增(zeng)加,傳(chuan)導到外層,使(shi)其向(xiang)外膨脹(zhang)。當核心(xin)的溫(wen)度達到1億(yi)K時(shi),氦(hai)(hai)聚(ju)(ju)變(bian)(bian)將(jiang)開始進行(xing)并燃燒生成碳(tan)。由于此時(shi)的氦(hai)(hai)核心(xin)已經(jing)相當于一個小型“白矮星(xing)(xing)”(電子簡并態),熱失控的氦(hai)(hai)聚(ju)(ju)變(bian)(bian)將(jiang)導致氦(hai)(hai)閃,釋放的巨大(da)能量(liang)使(shi)太陽(yang)核心(xin)大(da)幅度膨脹(zhang),解除了電子簡并態,然后核心(xin)剩余的氦(hai)(hai)進行(xing)穩定的聚(ju)(ju)變(bian)(bian)。從外部看,太陽(yang)將(jiang)如新星(xing)(xing)般突(tu)然增(zeng)亮5~10個星(xing)(xing)等(相比于此前(qian)的“紅巨星(xing)(xing)”階(jie)(jie)段),接著體積(ji)大(da)幅度縮小,變(bian)(bian)得比原(yuan)先的紅巨星(xing)(xing)暗淡得多(但仍將(jiang)比現在的太陽(yang)亮),直(zhi)到核心(xin)的碳(tan)逐(zhu)步累積(ji),再次進入(ru)核心(xin)收縮、外層膨脹(zhang)階(jie)(jie)段。這(zhe)就是漸(jian)近巨星(xing)(xing)分支階(jie)(jie)段。
地(di)(di)球(qiu)(qiu)(qiu)(qiu)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)命(ming)運是(shi)(shi)(shi)不確定(ding)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de),當太陽(yang)成為(wei)紅巨星(xing)時,其半徑(jing)大約會(hui)(hui)是(shi)(shi)(shi)現在的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)200倍,表面可(ke)能(neng)將(jiang)膨脹至地(di)(di)球(qiu)(qiu)(qiu)(qiu)現在的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)軌(gui)(gui)道——1AU(1.5×1011m)。然(ran)而,當太陽(yang)成為(wei)漸近巨星(xing)分支的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)恒星(xing)時,由于恒星(xing)風的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)作用,它(ta)大約已經流失30%的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)質量,所(suo)以地(di)(di)球(qiu)(qiu)(qiu)(qiu)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)軌(gui)(gui)道會(hui)(hui)向外移動。如(ru)果只(zhi)是(shi)(shi)(shi)這樣,地(di)(di)球(qiu)(qiu)(qiu)(qiu)或許可(ke)以幸免,但(dan)新的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)研(yan)究認為(wei)地(di)(di)球(qiu)(qiu)(qiu)(qiu)可(ke)能(neng)會(hui)(hui)因為(wei)潮(chao)汐的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)相互作用而被(bei)太陽(yang)吞(tun)噬掉。但(dan)即使地(di)(di)球(qiu)(qiu)(qiu)(qiu)能(neng)逃(tao)脫被(bei)太陽(yang)焚毀(hui)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)命(ming)運,地(di)(di)球(qiu)(qiu)(qiu)(qiu)上的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)水(shui)仍然(ran)都(dou)會(hui)(hui)沸騰,大部(bu)分的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)氣體都(dou)會(hui)(hui)逃(tao)逸入太空。
即使太陽仍(reng)在主(zhu)序帶的(de)現階段,太陽的(de)光度(du)仍(reng)然在緩(huan)慢的(de)增(zeng)(zeng)加(jia)(每10億(yi)年約增(zeng)(zeng)加(jia)10%),表面的(de)溫(wen)度(du)也緩(huan)緩(huan)的(de)提(ti)升。太陽過去的(de)光度(du)比較暗淡,這可能是生命在10億(yi)年前(qian)才(cai)出(chu)現在陸地上的(de)原因。太陽的(de)溫(wen)度(du)若依照(zhao)這樣的(de)速率增(zeng)(zeng)加(jia),在未來的(de)10億(yi)年,地球可能會變得太熱,使水(shui)不再能以(yi)液態存在于地球表面,而使地球上所有的(de)生物趨于滅(mie)絕。
繼紅巨星(xing)(xing)階段(duan)之后,激烈(lie)的(de)熱脈動將導致太陽外層的(de)氣體逃逸,形成行星(xing)(xing)狀星(xing)(xing)云。在外層被剝離后,唯一(yi)留存下來的(de)就是恒(heng)星(xing)(xing)炙熱的(de)核心——白矮星(xing)(xing),并在數十億(yi)年中逐(zhu)漸冷卻(que)和黯(an)淡(dan)。這是低質(zhi)量(liang)與中質(zhi)量(liang)恒(heng)星(xing)(xing)演化的(de)典型(xing)。
太陽是一個巨大(da)而熾熱的(de)(de)(de)氣體星球。知(zhi)道(dao)了日(ri)地(di)距離,再從地(di)球上測得太陽圓面的(de)(de)(de)視角(jiao)直徑,從簡單的(de)(de)(de)三角(jiao)關系(xi)就(jiu)可以求出(chu)太陽的(de)(de)(de)半(ban)徑為69.6萬(wan)千(qian)米,是地(di)球半(ban)徑的(de)(de)(de)109倍。由此可以算出(chu)太陽的(de)(de)(de)體積(ji)為地(di)球的(de)(de)(de)130萬(wan)倍。
天(tian)文學家根據開普勒行(xing)星運(yun)動的(de)(de)(de)第三定律,利用地球(qiu)的(de)(de)(de)質(zhi)(zhi)量(liang)和它環繞太陽運(yun)轉的(de)(de)(de)軌(gui)道半徑及周期(qi),還可以(yi)推(tui)算(suan)出太陽的(de)(de)(de)質(zhi)(zhi)量(liang)為1.989×103?千克(ke),這個質(zhi)(zhi)量(liang)是(shi)(shi)(shi)地球(qiu)的(de)(de)(de)33萬倍。并(bing)且集中了太陽系99.86%的(de)(de)(de)質(zhi)(zhi)量(liang)。但是(shi)(shi)(shi),即(ji)使(shi)這樣(yang)一(yi)個龐然大物,在茫茫宇(yu)宙(zhou)之(zhi)中,卻(que)也不過只是(shi)(shi)(shi)一(yi)顆質(zhi)(zhi)量(liang)中等的(de)(de)(de)普通恒星而已。
由太(tai)(tai)陽(yang)的(de)(de)體積和質量,可(ke)以計算(suan)出太(tai)(tai)陽(yang)平均密度(du)(du)為(wei)(wei)1.409克/厘米3,約為(wei)(wei)地(di)球(qiu)平均密度(du)(du)的(de)(de)0.26倍(bei)。太(tai)(tai)陽(yang)表面(mian)的(de)(de)重力(li)加速度(du)(du)等于(yu)273.9810米/秒2,約為(wei)(wei)地(di)球(qiu)表面(mian)重力(li)加速度(du)(du)的(de)(de)28倍(bei),如果一個人站在太(tai)(tai)陽(yang)表面(mian),那么他(ta)的(de)(de)體重將(jiang)會是在地(di)球(qiu)上的(de)(de)20倍(bei)。太(tai)(tai)陽(yang)表面(mian)的(de)(de)逃(tao)逸速度(du)(du)約617.7公里/秒,任何一個中(zhong)性粒子的(de)(de)速度(du)(du)必須大于(yu)這個值,才(cai)能脫(tuo)離太(tai)(tai)陽(yang)的(de)(de)吸(xi)引(yin)力(li)而跑到宇(yu)宙空(kong)間(jian)中(zhong)去。
太(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)只是(shi)宇宙中一(yi)(yi)顆十分普通的恒星(xing)(xing),但(dan)它卻(que)是(shi)太(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)系(xi)的中心天(tian)體。太(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)系(xi)中,包(bao)含我們(men)的地球在(zai)內的八大行星(xing)(xing)、一(yi)(yi)些矮行星(xing)(xing)、彗星(xing)(xing)和其它無數(shu)的太(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)系(xi)小(xiao)天(tian)體,都在(zai)太(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)的強大引力作用下環繞太(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)運行。太(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)系(xi)的疆域龐大,僅以冥王(wang)星(xing)(xing)為例(li),其運行軌(gui)道距離太(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)就(jiu)(jiu)將近(jin)40個天(tian)文單位,也就(jiu)(jiu)是(shi)60億千米之遙遠,而實際(ji)上太(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)系(xi)的范圍還要數(shu)十倍于(yu)此。
但是(shi)這(zhe)樣一個龐大(da)(da)的太(tai)(tai)陽系(xi)家族,在銀(yin)(yin)(yin)河系(xi)中(zhong)卻僅(jin)僅(jin)只是(shi)十分普通的滄海一粟。銀(yin)(yin)(yin)河系(xi)擁有至(zhi)少1000億顆以上的恒(heng)星(xing),直徑約(yue)(yue)10萬光年(nian)(nian)。太(tai)(tai)陽位于銀(yin)(yin)(yin)道(dao)面(mian)之北(bei)的獵(lie)戶座旋臂(bei)上,距離銀(yin)(yin)(yin)河系(xi)中(zhong)心約(yue)(yue)30000光年(nian)(nian),在銀(yin)(yin)(yin)道(dao)面(mian)以北(bei)約(yue)(yue)26光年(nian)(nian),它(ta)一方(fang)面(mian)繞著(zhu)銀(yin)(yin)(yin)心以每秒250公里(li)的速(su)度旋轉,周(zhou)期(qi)大(da)(da)概是(shi)2.5億年(nian)(nian),另一方(fang)面(mian)又(you)相(xiang)對(dui)于周(zhou)圍恒(heng)星(xing)以每秒19.7公里(li)的速(su)度朝著(zhu)織女星(xing)附近方(fang)向運(yun)動。太(tai)(tai)陽也在自轉,其周(zhou)期(qi)在日面(mian)赤道(dao)帶(dai)約(yue)(yue)25天;兩極區(qu)約(yue)(yue)為35天。
太(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)正(zheng)在(zai)穿越(yue)銀(yin)河(he)(he)系內部邊緣獵戶臂(bei)的(de)(de)本地泡區中的(de)(de)本星(xing)際云。在(zai)距離(li)(li)(li)地球17光(guang)年的(de)(de)距離(li)(li)(li)內有(you)50顆最鄰近的(de)(de)恒星(xing)系(距離(li)(li)(li)最近的(de)(de)一(yi)顆恒星(xing)是(shi)紅矮星(xing),被稱(cheng)為比(bi)鄰星(xing),距太(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)大約(yue)4.2光(guang)年),太(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)的(de)(de)質量(liang)在(zai)這(zhe)些恒星(xing)中排(pai)在(zai)第四。太(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)在(zai)距離(li)(li)(li)銀(yin)河(he)(he)中心24000至26000光(guang)年的(de)(de)距離(li)(li)(li)上繞著銀(yin)河(he)(he)公轉,從銀(yin)河(he)(he)北極(ji)鳥瞰,太(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)沿順時針軌(gui)道運行,大約(yue)2億2500萬(wan)至2億5000萬(wan)年繞行一(yi)周。由(you)于(yu)銀(yin)河(he)(he)系在(zai)宇宙(zhou)微波背(bei)景輻射(CMB)中以550公里/秒的(de)(de)速(su)度朝向(xiang)長蛇座的(de)(de)方向(xiang)運動,這(zhe)兩個速(su)度合成之(zhi)后(hou),太(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)相對于(yu)CMB的(de)(de)速(su)度是(shi)370公里/秒,朝向(xiang)巨爵座或獅子座的(de)(de)方向(xiang)運動。
在南(nan)門二(比鄰星(xing)(xing)所在的(de)(de)三合星(xing)(xing)系(xi)統)的(de)(de)位(wei)置(zhi)觀看我們的(de)(de)太(tai)陽(yang)時,太(tai)陽(yang)則會成為仙后(hou)座中一顆視星(xing)(xing)等為0.5等的(de)(de)恒星(xing)(xing)。大體來說,仙后(hou)座的(de)(de)外(wai)形將會從//變成///,太(tai)陽(yang)將會位(wei)在仙后(hou)座ε星(xing)(xing)的(de)(de)尾端。
太陽繞銀(yin)河(he)系(xi)中心(xin)公轉(zhuan)(zhuan)(zhuan),繞銀(yin)河(he)系(xi)中心(xin)公轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)周期約2.5×10?年。銀(yin)河(he)系(xi)中心(xin)可能有巨(ju)大黑(hei)洞,但它周圍(wei)布(bu)滿了恒星(xing),所以(yi)看(kan)上去象“銀(yin)盤(pan)”。這(zhe)些恒星(xing)都(dou)繞“銀(yin)核(he)”公轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)。與地球公轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)不同,這(zhe)些恒星(xing)公轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)每繞一周離“銀(yin)核(he)”會更近(jin)。
太陽和其它天體一樣(yang),也在(zai)圍繞自(zi)(zi)己的軸心自(zi)(zi)西(xi)向東自(zi)(zi)轉,但觀(guan)測(ce)和研究表(biao)明,太陽表(biao)面不(bu)同的緯(wei)度處(chu),自(zi)(zi)轉速度不(bu)一樣(yang)。在(zai)赤道(dao)處(chu),太陽自(zi)(zi)轉一周需要25.4天,而(er)在(zai)緯(wei)度40處(chu)需要27.2天,到了兩極地區,自(zi)(zi)轉一周則需要35天左右。這(zhe)種自(zi)(zi)轉方(fang)式被稱(cheng)為“較差自(zi)(zi)轉”。
根據太(tai)(tai)陽(yang)活動的(de)相對(dui)強(qiang)弱,太(tai)(tai)陽(yang)可分(fen)為(wei)寧靜(jing)(jing)太(tai)(tai)陽(yang)和(he)活動太(tai)(tai)陽(yang)兩(liang)大類。寧靜(jing)(jing)太(tai)(tai)陽(yang)是(shi)(shi)(shi)一(yi)個理(li)論上假(jia)定寧靜(jing)(jing)的(de)球對(dui)稱(cheng)(cheng)熱氣體(ti)球,其(qi)(qi)性質只隨半(ban)徑而變,而且(qie)在任(ren)一(yi)球層(ceng)(ceng)(ceng)中(zhong)都是(shi)(shi)(shi)均勻的(de),其(qi)(qi)目(mu)的(de)在于研究太(tai)(tai)陽(yang)的(de)總(zong)體(ti)結(jie)構和(he)一(yi)般性質。在這(zhe)種假(jia)定下,按照由里(li)往外的(de)順序,太(tai)(tai)陽(yang)是(shi)(shi)(shi)由核心、輻射區(qu)、對(dui)流層(ceng)(ceng)(ceng)、光球層(ceng)(ceng)(ceng)、色球層(ceng)(ceng)(ceng)、日冕層(ceng)(ceng)(ceng)構成。光球層(ceng)(ceng)(ceng)之(zhi)下稱(cheng)(cheng)為(wei)太(tai)(tai)陽(yang)內(nei)部;光球層(ceng)(ceng)(ceng)之(zhi)上稱(cheng)(cheng)為(wei)太(tai)(tai)陽(yang)大氣。
太陽圈電流(liu)片延(yan)伸(shen)到(dao)太陽系(xi)外(wai),結果是來自太陽的旋轉磁場影響(xiang)到(dao)星際物(wu)質中的等離(li)子(zi)體。
太(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)是磁(ci)(ci)力活(huo)(huo)躍的(de)(de)(de)恒(heng)星(xing),它(ta)支撐一個強(qiang)大(da)(da)、年(nian)復一年(nian)在(zai)變(bian)化(hua)的(de)(de)(de)磁(ci)(ci)場(chang),并(bing)且(qie)大(da)(da)約每11年(nian)環(huan)繞著(zhu)太(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)極大(da)(da)期反轉它(ta)的(de)(de)(de)方向太(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)磁(ci)(ci)場(chang)會導致很多影響,稱為太(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)活(huo)(huo)動(dong),包(bao)括在(zai)太(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)表(biao)面的(de)(de)(de)太(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)黑子(zi)、太(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)耀斑、和(he)攜帶著(zhu)物(wu)質穿越太(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)系且(qie)不斷變(bian)化(hua)的(de)(de)(de)太(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)風(feng)。太(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)活(huo)(huo)動(dong)對地球的(de)(de)(de)影響包(bao)括在(zai)高(gao)緯(wei)(wei)度的(de)(de)(de)極光,和(he)擾亂無(wu)線(xian)電(dian)通(tong)訊和(he)電(dian)力。太(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)活(huo)(huo)動(dong)被認為在(zai)太(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)系的(de)(de)(de)形成(cheng)和(he)演化(hua)扮演了很重(zhong)要(yao)的(de)(de)(de)角色,太(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)因為高(gao)溫的(de)(de)(de)緣故,所有的(de)(de)(de)物(wu)質都(dou)是氣體(ti)和(he)等(deng)離(li)子(zi)體(ti),這使得太(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)的(de)(de)(de)轉速可能(neng)在(zai)赤道(dao)(大(da)(da)約25天)較(jiao)快,而不是高(gao)緯(wei)(wei)度(在(zai)兩極約為35天)太(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)因緯(wei)(wei)度不同的(de)(de)(de)較(jiao)差自轉造成(cheng)它(ta)的(de)(de)(de)磁(ci)(ci)場(chang)線(xian)隨著(zhu)時間(jian)而糾纏在(zai)一起,造成(cheng)磁(ci)(ci)場(chang)圈從太(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)表(biao)面噴(pen)發(fa)出來,并(bing)觸(chu)發(fa)太(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)形成(cheng)系距性的(de)(de)(de)太(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)黑子(zi)和(he)日珥(er)(參見磁(ci)(ci)重(zhong)聯)。隨著(zhu)太(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)每11年(nian)反轉它(ta)本(ben)身(shen)的(de)(de)(de)磁(ci)(ci)場(chang),這種糾纏創(chuang)造了太(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)發(fa)電(dian)機和(he)11年(nian)的(de)(de)(de)太(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)磁(ci)(ci)場(chang)活(huo)(huo)動(dong)太(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)周期。
太(tai)(tai)(tai)(tai)陽(yang)磁(ci)場(chang)朝太(tai)(tai)(tai)(tai)陽(yang)本體外更遠(yuan)處延伸(shen),磁(ci)化的(de)太(tai)(tai)(tai)(tai)陽(yang)風等(deng)離(li)子體攜帶著(zhu)太(tai)(tai)(tai)(tai)陽(yang)的(de)磁(ci)場(chang)進入太(tai)(tai)(tai)(tai)空,形成所謂的(de)行星(xing)(xing)際磁(ci)場(chang)由(you)于等(deng)離(li)子體只能(neng)沿(yan)著(zhu)磁(ci)場(chang)線移動,離(li)開太(tai)(tai)(tai)(tai)陽(yang)的(de)行星(xing)(xing)際磁(ci)場(chang)起初(chu)是(shi)沿(yan)著(zhu)徑(jing)向伸(shen)展(zhan)的(de)。因位在(zai)太(tai)(tai)(tai)(tai)陽(yang)赤道上(shang)方(fang)和下(xia)方(fang)離(li)開太(tai)(tai)(tai)(tai)陽(yang)的(de)磁(ci)場(chang)具有不(bu)同的(de)極(ji)(ji)性,因此(ci)在(zai)太(tai)(tai)(tai)(tai)陽(yang)的(de)赤道平(ping)面存(cun)在(zai)著(zhu)一(yi)層薄(bo)(bo)薄(bo)(bo)的(de)電(dian)流層,稱為太(tai)(tai)(tai)(tai)陽(yang)圈電(dian)流片。太(tai)(tai)(tai)(tai)陽(yang)的(de)自轉使得遠(yuan)距(ju)離(li)的(de)磁(ci)場(chang)和電(dian)流片旋轉成像是(shi)阿基米德(de)螺旋結構,稱為派克螺旋。行星(xing)(xing)際磁(ci)場(chang)的(de)強度遠(yuan)比太(tai)(tai)(tai)(tai)陽(yang)的(de)偶(ou)極(ji)(ji)性磁(ci)場(chang)強大。太(tai)(tai)(tai)(tai)陽(yang)50-400μT的(de)磁(ci)偶(ou)極(ji)(ji)(在(zai)光球)隨著(zhu)距(ju)離(li)的(de)三次方(fang)衰(shuai)減,在(zai)地球的(de)距(ju)離(li)上(shang)只有0.1nT。然而依(yi)據太(tai)(tai)(tai)(tai)空船的(de)觀測,在(zai)地球附近(jin)的(de)行星(xing)(xing)際磁(ci)場(chang)是(shi)這個(ge)數值的(de)100倍,大約是(shi)5nT。
從中心到0.25太(tai)(tai)(tai)陽半徑是(shi)(shi)太(tai)(tai)(tai)陽發射巨(ju)大能量(liang)(liang)的(de)(de)(de)(de)真正(zheng)源頭,也稱為(wei)核反應區。在這(zhe)(zhe)(zhe)里,太(tai)(tai)(tai)陽核心處溫度(du)(du)高達(da)1500萬(wan)度(du)(du),壓力相當于3000億(yi)個大氣壓,隨時(shi)都(dou)在進行著(zhu)四個氫(qing)核聚(ju)(ju)變(bian)成一個氦核的(de)(de)(de)(de)熱核反應。根(gen)據原子(zi)核物理學和(he)愛因斯坦的(de)(de)(de)(de)質(zhi)(zhi)能轉換關系式E=mc2,每秒鐘(zhong)有(you)質(zhi)(zhi)量(liang)(liang)為(wei)6億(yi)噸的(de)(de)(de)(de)氫(qing)經過熱核聚(ju)(ju)變(bian)反應為(wei)5.96億(yi)噸的(de)(de)(de)(de)氦,并釋放出相當于400萬(wan)噸氫(qing)的(de)(de)(de)(de)能量(liang)(liang),正(zheng)是(shi)(shi)這(zhe)(zhe)(zhe)巨(ju)大的(de)(de)(de)(de)能源帶(dai)給了我們(men)光和(he)熱,但(dan)這(zhe)(zhe)(zhe)損失的(de)(de)(de)(de)質(zhi)(zhi)量(liang)(liang)與(yu)太(tai)(tai)(tai)陽的(de)(de)(de)(de)總質(zhi)(zhi)量(liang)(liang)相比,卻(que)是(shi)(shi)不(bu)值一提的(de)(de)(de)(de)。根(gen)據對(dui)太(tai)(tai)(tai)陽內部(bu)氫(qing)含量(liang)(liang)的(de)(de)(de)(de)估計,太(tai)(tai)(tai)陽至少還有(you)50億(yi)年的(de)(de)(de)(de)正(zheng)常壽命。
0.25太(tai)陽(yang)(yang)半(ban)徑(jing)(jing)~0.86太(tai)陽(yang)(yang)半(ban)徑(jing)(jing)是(shi)(shi)(shi)太(tai)陽(yang)(yang)輻射(she)區(qu),它包(bao)含了(le)各(ge)種電磁輻射(she)和粒子流。輻射(she)從內部(bu)(bu)向外部(bu)(bu)傳遞過(guo)程(cheng)是(shi)(shi)(shi)多次被物質吸收而(er)又再次發射(she)的過(guo)程(cheng)。從核反應區(qu)到太(tai)陽(yang)(yang)表(biao)面的行(xing)程(cheng)中,能(neng)量依次以X射(she)線、遠紫(zi)外線、紫(zi)外線,最后是(shi)(shi)(shi)可見光的形式向外輻射(she)。太(tai)陽(yang)(yang)是(shi)(shi)(shi)一個取之難盡,用之不竭的能(neng)量源泉。
對流層是輻射(she)區的外側(ce)區域,其(qi)厚度(du)約有十幾萬千米(mi),由于這(zhe)里的溫度(du)、壓力和密度(du)梯(ti)度(du)都很大,太(tai)陽氣體呈對流的不(bu)穩(wen)定狀態(tai)。使物質(zhi)的徑(jing)向對流運動強(qiang)烈,熱(re)的物質(zhi)向外運動,冷的物質(zhi)沉入(ru)內部(bu)(bu),太(tai)陽內部(bu)(bu)能量就(jiu)是靠物質(zhi)的這(zhe)種對流,由內部(bu)(bu)向外部(bu)(bu)傳輸。
太(tai)陽(yang)光球(qiu)以上的(de)部(bu)分統稱為(wei)太(tai)陽(yang)大氣層,跨(kua)過整個電磁頻譜,從(cong)無線電、可見光到伽馬射線,都(dou)(dou)可以觀察它們分為(wei)5個主要的(de)部(bu)分:溫(wen)度(du)極小區(qu)、色球(qiu)、過渡(du)區(qu)、日(ri)(ri)冕(mian)、和太(tai)陽(yang)圈,太(tai)陽(yang)圈可能(neng)是太(tai)陽(yang)大氣層最稀薄的(de)外緣(yuan)并且延伸到冥王星軌道之(zhi)外與星際物質交(jiao)界(jie),交(jiao)界(jie)處稱為(wei)日(ri)(ri)鞘,并且在(zai)那兒形成(cheng)剪(jian)切的(de)激波前緣(yuan)。色球(qiu)、過渡(du)區(qu)和日(ri)(ri)冕(mian)的(de)溫(wen)度(du)都(dou)(dou)比太(tai)陽(yang)表(biao)面高,原因還(huan)沒有獲得證(zheng)實,但(dan)證(zheng)據指向(xiang)阿爾文波可能(neng)攜帶(dai)了足夠的(de)能(neng)量將日(ri)(ri)冕(mian)加熱。
對流層(ceng)(ceng)上面的(de)太(tai)陽(yang)大(da)氣(qi),稱為(wei)太(tai)陽(yang)光(guang)球。光(guang)球是(shi)一層(ceng)(ceng)不透明的(de)氣(qi)體薄層(ceng)(ceng),厚度(du)約(yue)500千米。它確定了太(tai)陽(yang)非常清晰(xi)的(de)邊界,幾乎(hu)所有的(de)可見(jian)光(guang)都是(shi)從這一層(ceng)(ceng)發射出來的(de)。
色(se)(se)球(qiu)(qiu)(qiu)位于光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)球(qiu)(qiu)(qiu)之(zhi)上。厚度(du)約2000千米。太(tai)(tai)陽(yang)的(de)(de)溫(wen)度(du)分布從核心向外(wai)直到光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)球(qiu)(qiu)(qiu)層(ceng)(ceng),都是逐漸下降的(de)(de),但(dan)到了色(se)(se)球(qiu)(qiu)(qiu)層(ceng)(ceng),卻又反常上升(sheng),到色(se)(se)球(qiu)(qiu)(qiu)頂(ding)部(bu)時(shi)(shi)已達(da)幾(ji)(ji)萬度(du)。由于色(se)(se)球(qiu)(qiu)(qiu)層(ceng)(ceng)發(fa)出的(de)(de)可見光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)總量不(bu)及光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)球(qiu)(qiu)(qiu)的(de)(de)1%,因(yin)此人們平(ping)常看不(bu)到它。只有在發(fa)生日全(quan)食時(shi)(shi),即食既之(zhi)前幾(ji)(ji)秒種或者生光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)以后幾(ji)(ji)秒鐘(zhong),當光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)球(qiu)(qiu)(qiu)所(suo)發(fa)射(she)的(de)(de)明(ming)亮光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)線被月影完全(quan)遮掩的(de)(de)短暫時(shi)(shi)間內,在日面(mian)邊緣(yuan)呈現出狹窄的(de)(de)玫瑰紅(hong)色(se)(se)的(de)(de)發(fa)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)圈層(ceng)(ceng),這就是色(se)(se)球(qiu)(qiu)(qiu)層(ceng)(ceng)。平(ping)時(shi)(shi),科學家們要(yao)通(tong)過單色(se)(se)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(波長為6563埃)色(se)(se)球(qiu)(qiu)(qiu)望(wang)遠鏡才能觀測到太(tai)(tai)陽(yang)色(se)(se)球(qiu)(qiu)(qiu)層(ceng)(ceng)。
日(ri)(ri)冕(mian)是太(tai)(tai)陽(yang)大氣(qi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)最外層,由(you)高(gao)溫、低密度(du)(du)(du)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)等(deng)離子體所組成。亮度(du)(du)(du)微弱,在(zai)白(bai)光(guang)中的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)總亮度(du)(du)(du)比太(tai)(tai)陽(yang)圓面(mian)(mian)亮度(du)(du)(du)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)百(bai)分之一還低,約相(xiang)當于滿月(yue)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)亮度(du)(du)(du),因此只(zhi)有(you)在(zai)日(ri)(ri)全食時才能(neng)展現其(qi)光(guang)彩,平時觀測則(ze)要使用專門的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)日(ri)(ri)冕(mian)儀。日(ri)(ri)冕(mian)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)溫度(du)(du)(du)高(gao)達(da)百(bai)萬度(du)(du)(du),其(qi)大小(xiao)和形狀與太(tai)(tai)陽(yang)活(huo)動(dong)有(you)關,在(zai)太(tai)(tai)陽(yang)活(huo)動(dong)極大年時,日(ri)(ri)冕(mian)接近(jin)圓形;在(zai)太(tai)(tai)陽(yang)寧靜年則(ze)呈(cheng)(cheng)橢(tuo)圓形。自古以來,觀測日(ri)(ri)冕(mian)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)傳(chuan)統(tong)方法都是等(deng)待一次罕見的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)日(ri)(ri)全食——在(zai)黑暗(an)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)天空背(bei)景上(shang),月(yue)面(mian)(mian)把(ba)明亮的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)太(tai)(tai)陽(yang)光(guang)球(qiu)面(mian)(mian)遮掩住,而在(zai)日(ri)(ri)面(mian)(mian)周圍呈(cheng)(cheng)現出青(qing)白(bai)色的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)光(guang)區,就是人(ren)們期待觀測的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)太(tai)(tai)陽(yang)最外層大氣(qi)——日(ri)(ri)冕(mian)。
太(tai)(tai)陽(yang)(yang)圈(quan),從大約20太(tai)(tai)陽(yang)(yang)半徑(0.1天(tian)文單位(wei))到太(tai)(tai)陽(yang)(yang)系的(de)(de)邊緣,這一大片環繞著太(tai)(tai)陽(yang)(yang)的(de)(de)空間(jian)充滿(man)了伴隨太(tai)(tai)陽(yang)(yang)風離(li)開(kai)太(tai)(tai)陽(yang)(yang)的(de)(de)等離(li)子體(ti)。他(ta)的(de)(de)內(nei)側邊界是(shi)太(tai)(tai)陽(yang)(yang)風成(cheng)為超阿(a)耳(er)芬波的(de)(de)那層位(wei)置(zhi)-流(liu)體(ti)的(de)(de)速(su)度超過(guo)阿(a)耳(er)芬波。因為訊(xun)息只能以阿(a)耳(er)芬波的(de)(de)速(su)度傳(chuan)遞(di),所以在這個(ge)界限之外(wai)的(de)(de)湍(tuan)流(liu)和動力學的(de)(de)力量不再能影響到內(nei)部的(de)(de)日(ri)冕(mian)形狀。太(tai)(tai)陽(yang)(yang)風源(yuan)源(yuan)不斷的(de)(de)進入太(tai)(tai)陽(yang)(yang)圈(quan)之中并向外(wai)吹拂,使得太(tai)(tai)陽(yang)(yang)的(de)(de)磁(ci)場形成(cheng)螺(luo)旋的(de)(de)形狀,直到在距離(li)太(tai)(tai)陽(yang)(yang)超過(guo)50天(tian)文單位(wei)之外(wai)撞擊到日(ri)鞘為止。
在2004年12月,旅(lv)行(xing)者1號(hao)探測器已穿越(yue)過(guo)被認為是日鞘部分的激(ji)波前緣。兩艘(sou)航海家太(tai)空(kong)船在穿越(yue)邊界(jie)時都偵(zhen)測與(yu)記錄到能量超過(guo)一般微粒的高能粒子。
陽光(guang)是地球(qiu)能(neng)量(liang)的主要來源。太(tai)(tai)陽常數是在距(ju)離(li)太(tai)(tai)陽1天文單(dan)位的位置(也就是在或接(jie)近地球(qiu)),直接(jie)暴露在陽光(guang)下(xia)的每(mei)單(dan)位面(mian)積接(jie)收到的能(neng)量(liang),其值(zhi)約相當于(yu)1,368W/m2(瓦(wa)每(mei)平方米)。經過大氣(qi)層的吸(xi)收后,抵達地球(qiu)表(biao)面(mian)的陽光(guang)已經衰減——在大氣(qi)清澈且太(tai)(tai)陽接(jie)近天頂(ding)的條件(jian)下(xia)也只(zhi)有約1,000W/m2。
有許多種天然的合成(cheng)過(guo)程可(ke)以(yi)利(li)用太(tai)(tai)陽能(neng)(neng)-光(guang)合作用是植物以(yi)化學的方式(shi)從陽光(guang)中(zhong)(zhong)擷取能(neng)(neng)量(liang)(氧的釋出和(he)碳化合物的減少),直接加(jia)熱(re)或使(shi)(shi)用太(tai)(tai)陽電(dian)池(chi)轉換(huan)成(cheng)電(dian)的儀器被使(shi)(shi)用在(zai)太(tai)(tai)陽能(neng)(neng)發電(dian)的設備上,或進行(xing)其(qi)(qi)他的工作;有時(shi)也會使(shi)(shi)用集光(guang)式(shi)太(tai)(tai)陽能(neng)(neng)(也就是凝(ning)聚(ju)陽光(guang))。儲存(cun)在(zai)原油和(he)其(qi)(qi)它化石(shi)燃料(liao)中(zhong)(zhong)的能(neng)(neng)量(liang)是來自遙(yao)遠的過(guo)去(qu)經由光(guang)合作用轉換(huan)的太(tai)(tai)陽能(neng)(neng)。
太(tai)陽(yang)的(de)(de)(de)外層(ceng),從(cong)它(ta)的(de)(de)(de)表(biao)面(mian)向下(xia)至大約200,000公(gong)里(或是(shi)70%的(de)(de)(de)太(tai)陽(yang)半徑),太(tai)陽(yang)的(de)(de)(de)等離子(zi)體已(yi)(yi)經(jing)(jing)(jing)不夠稠密或不夠熱不再能經(jing)(jing)(jing)由(you)傳導作(zuo)用有效的(de)(de)(de)將內(nei)部(bu)的(de)(de)(de)熱向外傳送(song);換(huan)言(yan)之,它(ta)已(yi)(yi)經(jing)(jing)(jing)不夠透明(ming)了。結果是(shi),當(dang)熱柱攜帶(dai)(dai)熱物質前往表(biao)面(mian)(光球)產生了熱對(dui)(dui)流。一旦這(zhe)些物質在(zai)表(biao)面(mian)變冷,它(ta)會向下(xia)切入對(dui)(dui)流帶(dai)(dai)的(de)(de)(de)底部(bu),再從(cong)輻射帶(dai)(dai)的(de)(de)(de)頂(ding)部(bu)獲得更多(duo)的(de)(de)(de)熱量在(zai)可見的(de)(de)(de)太(tai)陽(yang)表(biao)面(mian),溫度(du)(du)已(yi)(yi)經(jing)(jing)(jing)降至5700K,而且密度(du)(du)也(ye)只有0.2公(gong)克/立(li)方(fang)米(mi)(大約是(shi)海平面(mian)密度(du)(du)的(de)(de)(de)六千分(fen)之一)。
在(zai)對流(liu)(liu)帶的(de)熱(re)柱形(xing)成(cheng)在(zai)太(tai)陽(yang)表面上非常重要(yao)的(de),像(xiang)是米粒組織和(he)超米粒組織。在(zai)對流(liu)(liu)帶的(de)湍流(liu)(liu)會(hui)在(zai)太(tai)陽(yang)內部的(de)外圍部分(fen)造成(cheng)“小尺度”的(de)發(fa)電機(ji),這(zhe)會(hui)在(zai)太(tai)陽(yang)表面的(de)各處產生磁南極(ji)和(he)磁北極(ji)。太(tai)陽(yang)的(de)熱(re)柱是貝(bei)納得穴(xue)流(liu)(liu)因此往(wang)往(wang)像(xiang)六角(jiao)型的(de)棱鏡。
作為(wei)一顆恒星(xing)(xing),太陽(yang),其總(zong)體外觀性(xing)質是(shi),光度為(wei)383億億億瓦,絕對星(xing)(xing)等為(wei)4.8。是(shi)一顆黃色G2型矮星(xing)(xing),有效溫度等于開氏5800度。太陽(yang)與(yu)在軌道上繞它(ta)公(gong)轉的(de)地球的(de)平均(jun)距離為(wei)149597870千米(499.005光秒或(huo)1天文單(dan)位)。按質量計,它(ta)的(de)物質構(gou)成(cheng)是(shi)71%的(de)氫(qing)、26%的(de)氦和少(shao)量較(jiao)重(zhong)元素。它(ta)們都是(shi)通(tong)過(guo)核聚變來釋放能(neng)量的(de),根據(ju)理論太陽(yang)最(zui)后核聚變反應產生的(de)物質是(shi)鐵和銅等金屬(shu)。
日(ri)地平均的距離(1天文單位(wei)):1.49597870×1011米(1億5千萬公里)
日地最遠的(de)距離:1.5210×1011米
日地最近的距離:1.4710×1011米(mi)
遠日點與近(jin)日點距離相差500萬千(qian)米
視星等:-26.74等
絕對星(xing)等(deng):4.83等(deng)
熱星等(deng)(deng):-26.82等(deng)(deng)
絕對(dui)熱星等:4.75等
太陽
日地平均距(ju)離 149,598,000千米
半徑(jing) 696,000千米
質量 1.989×1033克
平(ping)均(jun)密度(du) 1.409克(ke)/立方厘米
有效溫(wen)度 5,770K
自轉會合周(zhou)期 26.9日(赤(chi)道);31.1日(極區)
光譜型 G2V
目視星等 -26.74等
目視絕對星等 4.83等
表面重力加速度 27,400厘米/平方秒
表面逃逸速(su)度 617.7千米(mi)/秒(miao)
中心溫度 約15,000,000K
中心(xin)密度 約160克/立方(fang)厘米
年齡 50億年
表面面積 大約6.09×1012平方千米
體積 大(da)約1.412×101?立方(fang)千米
日冕(mian)層溫度 5×200K
發光度(LS) 大約3.827×102?Js?1
太陽壽命 約100億(yi)年
天文符號 ☉
太陽活(huo)動周期 11.04年
總輻射功率(lv) 3.86×102?瓦特
光球成分(質量(liang))
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)(tai)陽(yang)輻(fu)射(she)的(de)(de)峰(feng)值(zhi)波長(500納米(mi))介于(yu)光(guang)譜中藍光(guang)和(he)綠(lv)光(guang)的(de)(de)過渡區域。恒星(xing)的(de)(de)溫(wen)度(du)與其輻(fu)射(she)中占主(zhu)要地(di)位(wei)的(de)(de)波長有密切關系。就太(tai)(tai)陽(yang)來(lai)(lai)說,其表(biao)面(mian)的(de)(de)溫(wen)度(du)大(da)約在5800K。然而,由于(yu)人的(de)(de)眼睛(jing)對峰(feng)值(zhi)波長周圍的(de)(de)其它(ta)顏色(se)更敏感,所以太(tai)(tai)陽(yang)看起來(lai)(lai)呈現(xian)出(chu)白色(se)或是黃(huang)白色(se)。
核(he)心是太(tai)陽內唯一能經(jing)由核(he)聚(ju)變產生大量能量的區域,溫度(du)高達1570萬K。99%的能量產生在太(tai)陽半徑的24%以(yi)內,而在30%半徑處,核(he)聚(ju)變反(fan)應(ying)幾乎完(wan)全停止。
光(guang)球層上(shang)最(zui)顯著的(de)(de)現(xian)象(xiang)就(jiu)是太陽黑(hei)子(zi),所謂(wei)太陽黑(hei)子(zi),只指太陽光(guang)球層上(shang)的(de)(de)溫度(du)(du)相對較低的(de)(de)區域(yu),其(qi)(qi)溫度(du)(du)約(yue)為4500K,而光(guang)球其(qi)(qi)余部分(fen)的(de)(de)溫度(du)(du)約(yue)為5777K。
色球(qiu)厚(hou)度(du)約2000千(qian)米,太(tai)陽的溫度(du)分布(bu)從核心向(xiang)外直到光球(qiu)層,都是(shi)逐漸下降的,但到了色球(qiu)層,卻又(you)反常上升,到接近頂端的溫度(du)大約在20000K。
日(ri)冕(mian)是太陽大氣的(de)最(zui)外層,它由高(gao)溫(wen)、低密度的(de)等離(li)子體所組成,日(ri)冕(mian)的(de)溫(wen)度高(gao)達百(bai)萬度。
太(tai)陽(yang)(yang)(yang)(yang)看起來很平(ping)靜,實(shi)際上無(wu)時無(wu)刻不在發生劇(ju)烈的活動。太(tai)陽(yang)(yang)(yang)(yang)由里(li)向(xiang)外分別為(wei)太(tai)陽(yang)(yang)(yang)(yang)核反應區、太(tai)陽(yang)(yang)(yang)(yang)對流層(ceng)、太(tai)陽(yang)(yang)(yang)(yang)大(da)氣(qi)層(ceng)。其(qi)中(zhong)22億(yi)分之一的能量(liang)輻射到地(di)(di)(di)球(qiu),成為(wei)地(di)(di)(di)球(qiu)上光和(he)熱的主要(yao)來源。太(tai)陽(yang)(yang)(yang)(yang)表面和(he)大(da)氣(qi)層(ceng)中(zhong)的活動現象,諸如太(tai)陽(yang)(yang)(yang)(yang)黑子、耀斑(ban)和(he)日(ri)冕物質噴發(日(ri)珥)等,會使(shi)太(tai)陽(yang)(yang)(yang)(yang)風大(da)大(da)增(zeng)強,造成許多地(di)(di)(di)球(qiu)物理現象──例如極光增(zeng)多、大(da)氣(qi)電(dian)離層(ceng)和(he)地(di)(di)(di)磁的變化。
太陽(yang)活動和太陽(yang)風(feng)的(de)增強(qiang)還會嚴重干擾(rao)地(di)球上(shang)無線電通訊及航天設備的(de)正常工作,使(shi)衛星上(shang)的(de)精密(mi)電子儀器遭受損(sun)害(hai),地(di)面(mian)通訊網絡(luo)、電力控制網絡(luo)發生混(hun)亂,甚至可能對航天飛機和空(kong)間站中宇(yu)航員的(de)生命構成(cheng)威脅(xie)。因(yin)此(ci),監(jian)測太陽(yang)活動和太陽(yang)風(feng)的(de)強(qiang)度,適時作出“空(kong)間氣象(xiang)”預報,越來越顯(xian)得重要。
4000年(nian)(nian)前(qian)古時候祖(zu)先肉眼都(dou)看到了像3條腿的(de)(de)(de)(de)(de)(de)烏鴉(ya)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)黑(hei)子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi),通過一(yi)般的(de)(de)(de)(de)(de)(de)光學望遠鏡觀(guan)測太(tai)陽(yang)(yang)(yang)(yang)(yang),觀(guan)測到的(de)(de)(de)(de)(de)(de)是光球(qiu)層的(de)(de)(de)(de)(de)(de)活(huo)(huo)(huo)動(dong)。在光球(qiu)上(shang)常(chang)常(chang)可以(yi)看到很多(duo)(duo)黑(hei)色(se)斑點,它(ta)們叫做“太(tai)陽(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)黑(hei)子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)”。太(tai)陽(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)黑(hei)子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)在日(ri)面上(shang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)大小、多(duo)(duo)少(shao)(shao)、位置和形態等,每(mei)天(tian)都(dou)不同。太(tai)陽(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)黑(hei)子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)是光球(qiu)層物(wu)質劇烈運動(dong)而形成的(de)(de)(de)(de)(de)(de)局部(bu)強磁場區域,也是光球(qiu)層活(huo)(huo)(huo)動(dong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)重要(yao)標志。長期觀(guan)測太(tai)陽(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)黑(hei)子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)就(jiu)會發(fa)現,有(you)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)年(nian)(nian)份黑(hei)子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)多(duo)(duo),有(you)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)年(nian)(nian)份黑(hei)子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)少(shao)(shao),有(you)時甚至幾(ji)天(tian),幾(ji)十天(tian)日(ri)面上(shang)都(dou)沒有(you)黑(hei)子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)。天(tian)文(wen)學家們早就(jiu)注意到,太(tai)陽(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)黑(hei)子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)從最(zui)多(duo)(duo)或最(zui)少(shao)(shao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)年(nian)(nian)份到下一(yi)次(ci)最(zui)多(duo)(duo)或最(zui)少(shao)(shao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)年(nian)(nian)份,大約相隔11年(nian)(nian)。也就(jiu)是說,太(tai)陽(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)黑(hei)子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)有(you)平均11年(nian)(nian)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)活(huo)(huo)(huo)動(dong)周期,這也是整個太(tai)陽(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)活(huo)(huo)(huo)動(dong)周期。天(tian)文(wen)學家把太(tai)陽(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)黑(hei)子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)最(zui)多(duo)(duo)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)年(nian)(nian)份稱之(zhi)為“太(tai)陽(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)活(huo)(huo)(huo)動(dong)峰年(nian)(nian)”,把太(tai)陽(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)黑(hei)子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)最(zui)少(shao)(shao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)年(nian)(nian)份稱之(zhi)為“太(tai)陽(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)活(huo)(huo)(huo)動(dong)谷(gu)年(nian)(nian)”。
經(jing)過數世紀的研(yan)究(jiu),人類對太陽(yang)黑子的研(yan)究(jiu)已經(jing)有(you)了一定的成果。
分為以下幾點:
1.太陽(yang)黑子是太陽(yang)表面(mian)溫(wen)度(du)相(xiang)對較低而(er)顯得黑的區域。
2.黑子會(hui)對地(di)球的磁(ci)場和電離層產生干擾,指南針不能正確指示(shi)方(fang)向,動(dong)物迷(mi)路,無線電通訊受到嚴重(zhong)影響(xiang)或中斷,直接危害飛機、輪(lun)船、人造(zao)衛星等(deng)通訊系統安(an)全(quan)。
太陽黑子活動的高峰期,太陽會發射大量的高能粒子流與X射線,引起地球磁暴(bao)現(xian)象,導(dao)致氣候異常,地球上微(wei)生物因此大量繁殖,這就為流行疾病提供了溫床。
同時,太陽黑子的(de)(de)活動,還會引(yin)起(qi)生(sheng)物(wu)(wu)體物(wu)(wu)質出(chu)現電離現象,引(yin)起(qi)感(gan)冒病(bing)毒(du)中遺傳(chuan)因子變(bian)異,或者發(fa)(fa)生(sheng)突變(bian)性的(de)(de)遺傳(chuan),產生(sheng)強感(gan)染(ran)力的(de)(de)亞型流(liu)感(gan)病(bing)毒(du),形成流(liu)行性感(gan)冒,或者導致人體的(de)(de)生(sheng)理發(fa)(fa)生(sheng)其他復雜的(de)(de)生(sheng)化反應,影響健康(kang)。
因此(ci),太陽黑子量(liang)達到高峰(feng)期(qi)時,人(ren)類要及早預防流行(xing)性疾(ji)病(bing)。
有趣的(de)(de)是,一位瑞(rui)士天文(wen)學家發(fa)(fa)(fa)現(xian),太陽(yang)黑(hei)(hei)子多(duo)的(de)(de)時候(hou),氣(qi)候(hou)干燥,農業(ye)豐收,黑(hei)(hei)子少的(de)(de)時候(hou),暴雨成災。地(di)震工(gong)作者發(fa)(fa)(fa)現(xian),太陽(yang)黑(hei)(hei)子數目增多(duo)的(de)(de)時候(hou),地(di)球上的(de)(de)地(di)震也(ye)多(duo)。植物學家發(fa)(fa)(fa)現(xian),植物的(de)(de)生長(chang)也(ye)隨著太陽(yang)黑(hei)(hei)子的(de)(de)出現(xian)而(er)呈現(xian)11年周期的(de)(de)變化,黑(hei)(hei)子多(duo)長(chang)得(de)快(kuai),黑(hei)(hei)子少長(chang)得(de)慢。
太陽耀斑(ban)是一(yi)種劇(ju)烈(lie)的太陽活動(dong),是太陽能量高度集中釋(shi)放的過程。一(yi)般認為發生在色(se)球層中,所以也叫“色(se)球爆(bao)發”。其主要(yao)觀測特(te)征是,日面上(常(chang)在黑子群上空)突然出(chu)現(xian)(xian)迅(xun)(xun)速(su)發展的亮斑(ban)閃耀,其壽命僅在幾分鐘到幾十分鐘之(zhi)間,亮度上升迅(xun)(xun)速(su),下降(jiang)較慢。特(te)別是在太陽活動(dong)峰年(nian),耀斑(ban)出(chu)現(xian)(xian)頻繁且強度變強。
別(bie)看(kan)它(ta)只是(shi)一(yi)(yi)個亮點,一(yi)(yi)旦出現,簡直是(shi)一(yi)(yi)次(ci)驚天動地(di)的(de)(de)大爆(bao)發。這一(yi)(yi)增亮釋(shi)放的(de)(de)能量(liang)相當(dang)于10萬至100萬次(ci)強火(huo)山爆(bao)發的(de)(de)總能量(liang),或相當(dang)于上(shang)百(bai)億枚百(bai)噸級(ji)氫彈的(de)(de)爆(bao)炸;而一(yi)(yi)次(ci)較(jiao)大的(de)(de)耀斑爆(bao)發,在一(yi)(yi)二(er)十分鐘內可釋(shi)放10的(de)(de)25次(ci)冪(mi)焦耳的(de)(de)巨大能量(liang)。
除(chu)了(le)日(ri)面局部突然(ran)增亮(liang)的(de)現象外(wai),耀斑(ban)更主要表(biao)現在從(cong)射(she)(she)(she)(she)電波(bo)(bo)段直(zhi)到X射(she)(she)(she)(she)線的(de)輻射(she)(she)(she)(she)通(tong)量的(de)突然(ran)增強;耀斑(ban)所發射(she)(she)(she)(she)的(de)輻射(she)(she)(she)(she)種類繁多(duo),除(chu)可(ke)見光(guang)外(wai),有紫(zi)外(wai)線、X射(she)(she)(she)(she)線和伽瑪射(she)(she)(she)(she)線,有紅外(wai)線和射(she)(she)(she)(she)電輻射(she)(she)(she)(she),還有沖擊(ji)波(bo)(bo)和高能粒子流,甚至有能量特高的(de)宇宙射(she)(she)(she)(she)線。
耀(yao)斑對(dui)地(di)(di)球(qiu)空(kong)間環境造成很(hen)大(da)影響(xiang)。太陽色球(qiu)層(ceng)(ceng)中一聲(sheng)爆(bao)炸,地(di)(di)球(qiu)大(da)氣(qi)層(ceng)(ceng)即刻出現繚繞余音。耀(yao)斑爆(bao)發(fa)(fa)時,發(fa)(fa)出大(da)量的(de)高能(neng)粒子(zi)到(dao)達(da)地(di)(di)球(qiu)軌道(dao)附近時,將(jiang)會嚴重危(wei)及宇宙飛行器(qi)內(nei)的(de)宇航員(yuan)和(he)儀器(qi)的(de)安全。當(dang)耀(yao)斑輻射來到(dao)地(di)(di)球(qiu)附近時,與大(da)氣(qi)分子(zi)發(fa)(fa)生劇(ju)烈碰撞,破(po)壞電離層(ceng)(ceng),使它失(shi)去反射無(wu)線電電波(bo)的(de)功能(neng)。無(wu)線電通(tong)信(xin)尤(you)其是短波(bo)通(tong)信(xin),以及電視臺、電臺廣播,會受到(dao)干擾(rao)(rao)甚至中斷。耀(yao)斑發(fa)(fa)射的(de)高能(neng)帶電粒子(zi)流與地(di)(di)球(qiu)高層(ceng)(ceng)大(da)氣(qi)作用,產生極光,并干擾(rao)(rao)地(di)(di)球(qiu)磁(ci)場而引(yin)起(qi)磁(ci)暴(bao)。
此(ci)外,耀斑對氣象和水文等方面也有著不同程(cheng)度的直接或間接影響(xiang)正因(yin)為如此(ci),人(ren)們對耀斑爆發的探測和預報的關切程(cheng)度與日俱增,正在努力揭開耀斑的奧秘(mi)。
太(tai)(tai)陽(yang)光(guang)(guang)(guang)(guang)球(qiu)層(ceng)上(shang)比(bi)(bi)(bi)周圍更明(ming)(ming)亮的(de)(de)(de)(de)斑狀(zhuang)組織。用天文望遠鏡對它觀測時,常(chang)常(chang)可以發現:在(zai)光(guang)(guang)(guang)(guang)球(qiu)層(ceng)的(de)(de)(de)(de)表面有的(de)(de)(de)(de)明(ming)(ming)亮有的(de)(de)(de)(de)深(shen)暗。這種明(ming)(ming)暗斑點(dian)是由于(yu)這里的(de)(de)(de)(de)溫度高低(di)不同而形(xing)成的(de)(de)(de)(de),比(bi)(bi)(bi)較(jiao)(jiao)深(shen)暗的(de)(de)(de)(de)斑點(dian)叫(jiao)做“太(tai)(tai)陽(yang)黑(hei)子”,比(bi)(bi)(bi)較(jiao)(jiao)明(ming)(ming)亮的(de)(de)(de)(de)斑點(dian)叫(jiao)做“光(guang)(guang)(guang)(guang)斑”。光(guang)(guang)(guang)(guang)斑常(chang)在(zai)太(tai)(tai)陽(yang)表面的(de)(de)(de)(de)邊緣“表演”,卻很少在(zai)太(tai)(tai)陽(yang)表面的(de)(de)(de)(de)中心區(qu)露面。因(yin)為太(tai)(tai)陽(yang)表面中心區(qu)的(de)(de)(de)(de)輻射屬(shu)于(yu)光(guang)(guang)(guang)(guang)球(qiu)層(ceng)的(de)(de)(de)(de)較(jiao)(jiao)深(shen)氣層(ceng),而邊緣的(de)(de)(de)(de)光(guang)(guang)(guang)(guang)主要來源(yuan)光(guang)(guang)(guang)(guang)球(qiu)層(ceng)較(jiao)(jiao)高部位,所以,光(guang)(guang)(guang)(guang)斑比(bi)(bi)(bi)太(tai)(tai)陽(yang)表面高些(xie),可以算得上(shang)是光(guang)(guang)(guang)(guang)球(qiu)層(ceng)上(shang)的(de)(de)(de)(de)“高原”。
光(guang)(guang)(guang)斑(ban)(ban)也(ye)是太(tai)(tai)陽上(shang)(shang)(shang)一(yi)(yi)種(zhong)強烈風(feng)(feng)暴(bao),天(tian)文學(xue)家把它戲稱為(wei)“高(gao)(gao)原風(feng)(feng)暴(bao)”。不(bu)(bu)過,與烏云(yun)翻滾,大(da)(da)(da)雨滂(pang)沱,狂(kuang)風(feng)(feng)卷(juan)地百草折(zhe)的(de)(de)地面風(feng)(feng)暴(bao)相(xiang)比(bi),“高(gao)(gao)原風(feng)(feng)暴(bao)”的(de)(de)性格要溫(wen)和得多。光(guang)(guang)(guang)斑(ban)(ban)的(de)(de)亮(liang)度(du)(du)只比(bi)寧靜光(guang)(guang)(guang)球(qiu)層(ceng)略強一(yi)(yi)些,一(yi)(yi)般只大(da)(da)(da)10%;溫(wen)度(du)(du)比(bi)寧靜光(guang)(guang)(guang)球(qiu)層(ceng)高(gao)(gao)300℃。許(xu)多光(guang)(guang)(guang)斑(ban)(ban)與太(tai)(tai)陽黑子(zi)還(huan)結下(xia)不(bu)(bu)解之緣(yuan),常(chang)(chang)常(chang)(chang)環繞在太(tai)(tai)陽黑子(zi)周圍“表演(yan)”。少(shao)部(bu)分(fen)光(guang)(guang)(guang)斑(ban)(ban)與太(tai)(tai)陽黑子(zi)無關,活躍(yue)在70°高(gao)(gao)緯區域,面積比(bi)較小(xiao),光(guang)(guang)(guang)斑(ban)(ban)平均壽命(ming)(ming)約為(wei)15天(tian),較大(da)(da)(da)的(de)(de)光(guang)(guang)(guang)斑(ban)(ban)壽命(ming)(ming)可達三個(ge)(ge)月。光(guang)(guang)(guang)斑(ban)(ban)不(bu)(bu)僅出(chu)現在光(guang)(guang)(guang)球(qiu)層(ceng)上(shang)(shang)(shang),色(se)球(qiu)層(ceng)上(shang)(shang)(shang)也(ye)有它活動(dong)的(de)(de)場所(suo)。當它在色(se)球(qiu)層(ceng)上(shang)(shang)(shang)“表演(yan)”時,活動(dong)的(de)(de)位置與在光(guang)(guang)(guang)球(qiu)層(ceng)上(shang)(shang)(shang)露面時大(da)(da)(da)致吻合。不(bu)(bu)過,出(chu)現在色(se)球(qiu)層(ceng)上(shang)(shang)(shang)的(de)(de)不(bu)(bu)叫“光(guang)(guang)(guang)斑(ban)(ban)”,而叫“譜(pu)斑(ban)(ban)”。實際上(shang)(shang)(shang),光(guang)(guang)(guang)斑(ban)(ban)與譜(pu)斑(ban)(ban)是同(tong)一(yi)(yi)個(ge)(ge)整(zheng)體,只是因為(wei)它們的(de)(de)“住(zhu)所(suo)”高(gao)(gao)度(du)(du)不(bu)(bu)同(tong)而已,這就好比(bi)是一(yi)(yi)幢樓(lou)(lou)房,光(guang)(guang)(guang)斑(ban)(ban)住(zhu)在樓(lou)(lou)下(xia),譜(pu)斑(ban)(ban)住(zhu)在樓(lou)(lou)上(shang)(shang)(shang)。
米(mi)(mi)(mi)粒組(zu)織是(shi)太陽光球(qiu)層上的(de)一(yi)種(zhong)日(ri)面結構。呈多角形小(xiao)顆粒形狀(zhuang),得用(yong)天文望遠鏡(jing)才(cai)能(neng)觀測到。米(mi)(mi)(mi)粒組(zu)織的(de)溫(wen)度比米(mi)(mi)(mi)粒間(jian)區域的(de)溫(wen)度約(yue)高300℃,因此(ci),顯(xian)得比較明亮(liang)易見。雖(sui)說它(ta)們是(shi)小(xiao)顆粒,實際的(de)直徑也(ye)有(you)1000公(gong)里(li)~2000公(gong)里(li)。
明亮的(de)米粒(li)組(zu)織(zhi)很(hen)可能是從(cong)對(dui)流(liu)層上升到光球的(de)熱氣團(tuan),不隨時間變化且均勻分布,且呈現激烈的(de)起伏運動(dong)。米粒(li)組(zu)織(zhi)上升到一定的(de)高度時很(hen)快就(jiu)會變冷,并馬(ma)上沿著上升熱氣流(liu)之(zhi)間的(de)空(kong)隙處下降(jiang);壽命(ming)(ming)(ming)也非常(chang)短暫來去(qu)匆匆,從(cong)產生到消失,幾(ji)乎比地球大氣層中的(de)云(yun)消煙散還要快平(ping)均壽命(ming)(ming)(ming)只有幾(ji)分鐘,此外,發現的(de)超米粒(li)組(zu)織(zhi),其(qi)尺度達3萬公里左(zuo)右,壽命(ming)(ming)(ming)約為20小時。
太(tai)陽風(feng)是一(yi)種連續存在,來(lai)自(zi)太(tai)陽并以200-800km/s的(de)速度運動(dong)的(de)等離(li)子(zi)體(ti)流這(zhe)種物質雖(sui)然與地球上的(de)空氣不同,不是由氣體(ti)的(de)分(fen)子(zi)組成,而是由更簡單(dan)的(de)比原子(zi)還小一(yi)個層次的(de)基(ji)本粒子(zi)——質子(zi)和電子(zi)等組成,但它(ta)(ta)們流動(dong)時所產生的(de)效應與空氣流動(dong)十分(fen)相似,所以稱(cheng)它(ta)(ta)為太(tai)陽風(feng)。
當然,太(tai)陽(yang)風(feng)(feng)的(de)密度(du)(du)與地(di)球(qiu)(qiu)上(shang)(shang)的(de)風(feng)(feng)的(de)密度(du)(du)相比(bi),是非(fei)常(chang)非(fei)常(chang)稀薄而(er)(er)微(wei)不足道(dao)的(de),一般(ban)情況(kuang)下(xia),在地(di)球(qiu)(qiu)附(fu)(fu)近的(de)行星(xing)際(ji)空間中(zhong),每(mei)立方(fang)厘(li)(li)米(mi)有(you)幾個(ge)到幾十個(ge)粒(li)子。而(er)(er)地(di)球(qiu)(qiu)上(shang)(shang)風(feng)(feng)的(de)密度(du)(du)則(ze)為每(mei)立方(fang)厘(li)(li)米(mi)有(you)2687億(yi)(yi)億(yi)(yi)個(ge)分(fen)子。太(tai)陽(yang)風(feng)(feng)雖然十分(fen)稀薄,但它刮起來的(de)猛烈勁卻(que)遠遠勝過地(di)球(qiu)(qiu)上(shang)(shang)的(de)風(feng)(feng)。在地(di)球(qiu)(qiu)上(shang)(shang),12級臺風(feng)(feng)的(de)風(feng)(feng)速(su)是每(mei)秒(miao)32.5米(mi)以上(shang)(shang)而(er)(er)太(tai)陽(yang)風(feng)(feng)的(de)風(feng)(feng)速(su),在地(di)球(qiu)(qiu)附(fu)(fu)近卻(que)經常(chang)保持在每(mei)秒(miao)350~450千米(mi),是地(di)球(qiu)(qiu)風(feng)(feng)速(su)的(de)上(shang)(shang)萬倍(bei),最(zui)猛烈時可達每(mei)秒(miao)800千米(mi)以上(shang)(shang)。
太(tai)(tai)陽(yang)風(feng)(feng)從太(tai)(tai)陽(yang)大(da)(da)(da)氣(qi)最外層的日冕(mian),向空間持(chi)續(xu)拋射(she)出來(lai)的物質粒子(zi)(zi)流。這(zhe)種粒子(zi)(zi)流是從冕(mian)洞中噴射(she)出來(lai)的,其主要成分是氫粒子(zi)(zi)和氦粒子(zi)(zi)。太(tai)(tai)陽(yang)風(feng)(feng)有兩(liang)種:一(yi)(yi)種持(chi)續(xu)不斷地(di)(di)輻射(she)出來(lai),速度較小,粒子(zi)(zi)含(han)量也較少,被(bei)稱為“持(chi)續(xu)太(tai)(tai)陽(yang)風(feng)(feng)”;另(ling)一(yi)(yi)種是在太(tai)(tai)陽(yang)活(huo)動時輻射(she)出來(lai),速度較大(da)(da)(da),粒子(zi)(zi)含(han)量也較多,這(zhe)種太(tai)(tai)陽(yang)風(feng)(feng)被(bei)稱為“擾動太(tai)(tai)陽(yang)風(feng)(feng)”。擾動太(tai)(tai)陽(yang)風(feng)(feng)對地(di)(di)球(qiu)(qiu)的影(ying)響很(hen)(hen)大(da)(da)(da),當它抵達地(di)(di)球(qiu)(qiu)時,往往引(yin)起很(hen)(hen)大(da)(da)(da)的磁暴與強烈的極光,同(tong)時也產生(sheng)電離層騷(sao)擾。
冕(mian)(mian)洞(dong)的(de)分布(bu)區(qu)(qu)域可達太陽表面多數地(di)(di)區(qu)(qu),尤其(qi)是在太陽的(de)兩極地(di)(di)區(qu)(qu),科學家已經發現冕(mian)(mian)洞(dong)內部存在磁場線(xian)(xian)的(de)閉(bi)合和開(kai)放,如(ru)果磁場線(xian)(xian)突然打開(kai)或(huo)者閉(bi)合,那么太陽表面就會出(chu)現較(jiao)大(da)范圍(wei)(wei)的(de)冕(mian)(mian)洞(dong)覆(fu)蓋現象,其(qi)分布(bu)區(qu)(qu)域遠大(da)于(yu)兩極地(di)(di)區(qu)(qu),冕(mian)(mian)洞(dong)形成時可攜帶(dai)大(da)量的(de)炙熱(re)等離子體,磁場線(xian)(xian)開(kai)放的(de)區(qu)(qu)域可以看到冕(mian)(mian)洞(dong)的(de)一(yi)些細(xi)節上變化,比如(ru)冕(mian)(mian)洞(dong)周圍(wei)(wei)出(chu)現類似浪花狀的(de)結構等。
事實上,冕洞分布在日冕物質中密度較低的空(kong)間,而且溫度極高(gao),可達到數百(bai)萬(wan)度。
太(tai)陽(yang)(yang)動(dong)力(li)學天(tian)文臺目前正在監視太(tai)陽(yang)(yang)表面的(de)異常變(bian)化,太(tai)陽(yang)(yang)正處(chu)于為(wei)期11年的(de)活(huo)動(dong)周(zhou)期高峰時(shi)段,未來(lai)我(wo)們(men)還(huan)將看(kan)到強烈的(de)太(tai)陽(yang)(yang)耀斑以及(ji)日冕物質拋射等現象。
這些太(tai)(tai)陽(yang)活動的(de)背后(hou)都有磁場因(yin)素的(de)介入,對太(tai)(tai)陽(yang)活動的(de)判斷(duan)似乎(hu)較為困難。科學家還發現如果冕洞發生的(de)區域分布(bu)在太(tai)(tai)陽(yang)表(biao)面(mian)的(de)高緯度地(di)區,那么(me)可形成速度較快的(de)太(tai)(tai)陽(yang)風。
太陽上絕大多數(shu)的氫正(zheng)逐漸燃燒(shao)轉變為氦,可以說(shuo)太陽正(zheng)處于(yu)最穩定的主序(xu)(xu)星階段。對太陽這樣質量的恒星而言,主序(xu)(xu)星階段約可持續110億(yi)年。恒星由于(yu)放出光而慢(man)(man)慢(man)(man)地在收(shou)縮,而在收(shou)縮過(guo)程(cheng)中(zhong),中(zhong)心部分的密度(du)就(jiu)會(hui)增加,壓力也會(hui)升(sheng)高,使(shi)得(de)氫會(hui)燃燒(shao)得(de)更厲害,這樣一來溫度(du)就(jiu)會(hui)升(sheng)高,太陽的亮度(du)也會(hui)逐漸增強(qiang)。太陽自從45億(yi)年前進入主序(xu)(xu)星階段到如今,太陽光的亮度(du)增強(qiang)了30%,預計今后還(huan)會(hui)繼續增強(qiang),使(shi)地球溫度(du)不斷升(sheng)高。
65億年后(hou)(hou),當太(tai)(tai)陽(yang)的主序星(xing)階段(duan)結束時(shi)(shi),預(yu)計(ji)太(tai)(tai)陽(yang)光的亮度(du)將是如(ru)今(jin)的2.2倍(bei),而(er)(er)(er)地球(qiu)(qiu)(qiu)的平(ping)(ping)均溫(wen)度(du)要比(bi)如(ru)今(jin)高60℃左右。屆(jie)時(shi)(shi)就算地球(qiu)(qiu)(qiu)上仍有海水,恐怕(pa)也(ye)(ye)快被蒸發光了。若(ruo)僅從平(ping)(ping)均溫(wen)度(du)來看,火星(xing)反(fan)而(er)(er)(er)會是最適宜(yi)人類居住的星(xing)球(qiu)(qiu)(qiu)。在主序星(xing)階段(duan),因(yin)恒星(xing)自(zi)身引(yin)力(li)而(er)(er)(er)造成收(shou)縮的這股向內的力(li)和因(yin)燃燒而(er)(er)(er)引(yin)起的向外(wai)的力(li)會互(hu)相(xiang)牽制而(er)(er)(er)達(da)到(dao)平(ping)(ping)衡。但在65億年后(hou)(hou),太(tai)(tai)陽(yang)中(zhong)心(xin)部(bu)(bu)分的氫會燃盡(jin),最后(hou)(hou)只剩下其(qi)周圍的球(qiu)(qiu)(qiu)殼狀部(bu)(bu)分有氫燃燒。在球(qiu)(qiu)(qiu)殼內不再燃燒的區域,由于(yu)抵消引(yin)力(li)的向外(wai)的力(li)減弱而(er)(er)(er)開始急速(su)收(shou)縮,此(ci)時(shi)(shi)太(tai)(tai)陽(yang)會越來越亮,球(qiu)(qiu)(qiu)殼外(wai)側部(bu)(bu)分因(yin)受到(dao)影響而(er)(er)(er)導(dao)致溫(wen)度(du)升高并開始膨脹,這便是另一個階段(duan)--紅巨(ju)星(xing)階段(duan)的開始。紅巨(ju)星(xing)階段(duan)會持續(xu)數(shu)億年,其(qi)間太(tai)(tai)陽(yang)的亮度(du)會達(da)到(dao)如(ru)今(jin)的2000倍(bei),木星(xing)和土星(xing)周圍的溫(wen)度(du)也(ye)(ye)會升高,木星(xing)的冰衛(wei)星(xing)以及作(zuo)為土星(xing)特征(zheng)的環都會被蒸發得(de)無影無蹤,最后(hou)(hou),太(tai)(tai)陽(yang)的外(wai)層部(bu)(bu)分甚至會膨脹到(dao)如(ru)今(jin)的地球(qiu)(qiu)(qiu)軌(gui)道附(fu)近(jin)。
另一方面(mian),從外(wai)層(ceng)部分(fen)會不(bu)斷放出(chu)氣體,最終太(tai)(tai)陽(yang)的(de)(de)質(zhi)(zhi)量(liang)(liang)會減(jian)至(zhi)主序星(xing)(xing)(xing)階段的(de)(de)60%。因(yin)太(tai)(tai)陽(yang)引力減(jian)弱之故,行(xing)星(xing)(xing)(xing)開(kai)始遠離太(tai)(tai)陽(yang)。當太(tai)(tai)陽(yang)質(zhi)(zhi)量(liang)(liang)減(jian)至(zhi)原來(lai)(lai)的(de)(de)60%時,行(xing)星(xing)(xing)(xing)和太(tai)(tai)陽(yang)的(de)(de)距離要比現在(zai)擴大(da)(da)70%。這樣一來(lai)(lai),雖然水星(xing)(xing)(xing)和金星(xing)(xing)(xing)被吞(tun)沒的(de)(de)可能性極大(da)(da),但地球在(zai)太(tai)(tai)陽(yang)外(wai)層(ceng)部分(fen)到達之前應該會拉大(da)(da)距離而存(cun)活(huo)下來(lai)(lai),火星(xing)(xing)(xing)和木星(xing)(xing)(xing)型(xing)行(xing)星(xing)(xing)(xing)(木星(xing)(xing)(xing),土(tu)星(xing)(xing)(xing),天王星(xing)(xing)(xing),海王星(xing)(xing)(xing))也會存(cun)活(huo)下來(lai)(lai)。
像太陽這(zhe)般質量的星球,在其密度(du)(du)已變得非常(chang)高(gao)的中心(xin)部(bu)(bu)(bu)分只會收(shou)縮(suo)(suo)到(dao)一(yi)定程度(du)(du),也就是(shi)溫度(du)(du)只會升高(gao)到(dao)某種程度(du)(du),中心(xin)部(bu)(bu)(bu)分的火會漸漸消失(shi)。太陽逐漸失(shi)去光芒,膨脹的外(wai)層(ceng)部(bu)(bu)(bu)分將(jiang)收(shou)縮(suo)(suo),冷卻(que)成致密的白(bai)矮星。通過紅(hong)巨星時代考驗(yan)而(er)存留下來的行星將(jiang)會繼(ji)續圍繞(rao)太陽運行,所有一(yi)切都將(jiang)被凍結(jie),最(zui)后太陽系(xi)迎接(jie)的將(jiang)會是(shi)寂靜狀態的結(jie)束。
若(ruo)太陽這種恒星(xing)變為白矮星(xing),每秒自轉一周。密度至少為1.41×1011kg/m3。
太陽受探測歷史
時(shi)間(年(nian)) 探測器名稱 國家(jia) 成就
1960-1968 先驅(qu)者5-9號 美(mei)國 繞太陽運行(xing),研(yan)究(jiu)太陽風(feng)、耀(yao)斑
1974-1976 太(tai)陽(yang)神1-2號 美德合作 近(jin)距離高速(su)掠(lve)過太(tai)陽(yang)表面,測量太(tai)陽(yang)風(feng)與磁場
1980 太陽(yang)極(ji)大使者(zhe) 美國 收集了(le)耀斑、太陽(yang)黑子和日珥發出的X射(she)(she)線。伽(jia)馬射(she)(she)線、紫外輻射(she)(she)的資料。
1990 尤利西斯(si) 美(mei)歐合作 在太(tai)陽(yang)極區上方的太(tai)陽(yang)風以(yi)及太(tai)陽(yang)磁(ci)場
1991 陽(yang)光 日英(ying)美合作(zuo) 測(ce)量(liang)了太陽(yang)耀斑發(fa)出的(de)X射線(xian)和伽馬射線(xian)以(yi)及耀斑爆發(fa)前的(de)狀況
1995 SOHO 美(mei)歐(ou)合作 研究太陽內(nei)部結構和表面(mian)發生(sheng)的(de)事件
1998 TRACE 美國 了解太(tai)陽(yang)磁場與日冕加熱之(zhi)間的聯系
2006 STEREO 美國 全(quan)方位提供太(tai)(tai)陽(yang)爆發和太(tai)(tai)陽(yang)風(feng)的星系
2010 SDO 美國 預測太陽活動對地(di)球的(de)影響
2018 Parker Solar Probe 美國 探索太陽(yang)運行機(ji)制
2021 羲(xi)和(he)號(hao) 中(zhong)國 2021年10月14日18時51分,中(zhong)國在太(tai)(tai)原衛星發射中(zhong)心(xin)采用長征(zheng)二號(hao)丁運(yun)載火箭,成(cheng)功發射首顆太(tai)(tai)陽探測科學(xue)技術試驗(yan)衛星“羲(xi)和(he)號(hao)”,實現中(zhong)國太(tai)(tai)陽探測零的(de)突破。
2021 風云三號(hao)E星(xing) 中國 空間日冕探測
2022 空間新技術試驗衛(wei)星(xing) 中國 太陽過渡區的探測
2021年(nian)9月2日,中國“黎(li)明星”風云三號E星(以(yi)下簡稱“E星”)發布首批高精度(du)、多波段(duan)太(tai)陽圖(tu)像。在太(tai)陽極紫外動畫圖(tu)像上,太(tai)陽最(zui)外層大氣(qi)——日冕數天(tian)內的變化(hua)被精準捕捉,太(tai)陽活動區、冕洞等也(ye)清晰可見(jian)。
這段風(feng)云三號E星太陽(yang)極紫(zi)外圖像(xiang)做成的(de)動(dong)畫展示了(le)日冕2021年8月24日至(zhi)31日的(de)變化(hua),隨著太陽(yang)緩(huan)(huan)緩(huan)(huan)地自轉,太陽(yang)上的(de)活(huo)動(dong)區(qu)、冕洞等特征也(ye)一(yi)一(yi)呈現(xian)在我們面前,宛若(ruo)一(yi)幅壯(zhuang)美的(de)畫卷。耀斑類似于地球上的(de)閃(shan)電。
2022年3月(yue)(yue),歐洲(zhou)航天局發布了一張(zhang)太(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)的(de)高(gao)分(fen)辨(bian)率(lv)圖像(xiang)(xiang),號稱有史以來最高(gao)分(fen)辨(bian)率(lv)的(de)太(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)圖像(xiang)(xiang),大(da)小(xiao)為56.26MB。這(zhe)是太(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)軌道飛行器在大(da)約7500萬公里(li)的(de)距離在極(ji)紫外(wai)(wai)光下看到的(de)太(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)。該圖像(xiang)(xiang)是3月(yue)(yue)7日(ri)由極(ji)紫外(wai)(wai)成像(xiang)(xiang)儀(EUI)儀器的(de)高(gao)分(fen)辨(bian)率(lv)望遠(yuan)鏡拍攝,將25張(zhang)單幅圖像(xiang)(xiang)進行了拼接,每張(zhang)圖像(xiang)(xiang)拍攝耗時10分(fen)鐘,總共花了4個多(duo)小(xiao)時。
2022年8月30日,中(zhong)國首顆(ke)太(tai)陽探測科(ke)學技術試驗(yan)衛星“羲(xi)和號”在國際(ji)上首次實現(xian)了(le)對(dui)太(tai)陽Hα(氫阿爾(er)法)波(bo)段的光(guang)譜掃(sao)描成(cheng)像,記(ji)錄(lu)了(le)太(tai)陽活動在光(guang)球(qiu)層和色球(qiu)層的響應(ying)過程,通(tong)過一次掃(sao)描,可獲取376個波(bo)長位(wei)置的太(tai)陽圖像,不同波(bo)長對(dui)應(ying)了(le)光(guang)球(qiu)和色球(qiu)不同層次的太(tai)陽大氣(qi)(qi)。根據這些譜線(xian)的精細(xi)結(jie)構,可反演出高精度的全(quan)日面色球(qiu)和光(guang)球(qiu)多普(pu)勒速度場,發生在太(tai)陽大氣(qi)(qi)中(zhong)的活動可被詳細(xi)記(ji)錄(lu)到,進而研究太(tai)陽活動的物(wu)理(li)過程。