太(tai)陽(Sun)是太(tai)陽系(xi)的(de)中心天體,占(zhan)有太(tai)陽系(xi)總體質量的(de)99.86%。太(tai)陽系(xi)中的(de)八(ba)大行星、小行星、流星、彗星、外(wai)海(hai)王星天體以及星際塵埃等,都圍繞(rao)著(zhu)太(tai)陽公轉(zhuan),而太(tai)陽則(ze)圍繞(rao)著(zhu)銀河系(xi)的(de)中心公轉(zhuan)。
太(tai)(tai)(tai)陽是(shi)位于太(tai)(tai)(tai)陽系中心的(de)(de)恒星,它幾(ji)乎(hu)是(shi)熱等離子體與磁場交織著的(de)(de)一(yi)個理(li)想球體。太(tai)(tai)(tai)陽直徑(jing)大(da)(da)約(yue)(yue)是(shi)1392000(1.392×10?)千(qian)米,相當于地(di)球直徑(jing)的(de)(de)109倍(bei);體積大(da)(da)約(yue)(yue)是(shi)地(di)球的(de)(de)130萬倍(bei);其(qi)(qi)質(zhi)(zhi)量大(da)(da)約(yue)(yue)是(shi)2×103?千(qian)克(地(di)球的(de)(de)330000倍(bei))。從化學(xue)組成(cheng)來(lai)看,現在太(tai)(tai)(tai)陽質(zhi)(zhi)量的(de)(de)大(da)(da)約(yue)(yue)四分之三是(shi)氫,剩下的(de)(de)幾(ji)乎(hu)都是(shi)氦(hai),包括氧、碳、氖、鐵和(he)(he)其(qi)(qi)他的(de)(de)重元素(su)質(zhi)(zhi)量少于2%,采用核聚變的(de)(de)方式向太(tai)(tai)(tai)空釋放光和(he)(he)熱。
太陽目前正在穿越銀河系(xi)(xi)內部邊(bian)緣獵戶臂的本(ben)地(di)泡區(qu)中(zhong)的本(ben)星際云。在距(ju)(ju)離(li)地(di)球(qiu)17光年(nian)的距(ju)(ju)離(li)內有50顆最鄰近的恒星系(xi)(xi)(與太陽距(ju)(ju)離(li)最近的恒星是(shi)稱作比(bi)鄰星的紅(hong)矮星,大(da)約4.2光年(nian))。
太(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)(yang)是一顆黃矮(ai)(ai)星(光譜為G2V),黃矮(ai)(ai)星的(de)(de)壽命大(da)致為100億(yi)年,目前太(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)(yang)大(da)約(yue)45.7億(yi)歲。在大(da)約(yue)50至60億(yi)年之后,太(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)(yang)內部(bu)的(de)(de)氫(qing)元(yuan)(yuan)素幾乎(hu)會全部(bu)消耗(hao)盡(jin),太(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)(yang)的(de)(de)核心將發生坍(tan)縮,導致溫度上(shang)升(sheng),這(zhe)一過程將一直持(chi)續到太(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)(yang)開始把(ba)氦(hai)元(yuan)(yuan)素聚(ju)變成碳(tan)元(yuan)(yuan)素。雖(sui)然氦(hai)聚(ju)變產生的(de)(de)能(neng)量比氫(qing)聚(ju)變產生的(de)(de)能(neng)量少,但溫度也更(geng)高,因(yin)此太(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)(yang)的(de)(de)外層將膨(peng)脹,并且把(ba)一部(bu)分(fen)外層大(da)氣釋放到太(tai)(tai)空中。當轉向新元(yuan)(yuan)素的(de)(de)過程結束時,太(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)(yang)的(de)(de)質(zhi)(zhi)量將稍微下(xia)降,外層將延伸到地球或者火(huo)星目前運行的(de)(de)軌道處(這(zhe)時由于太(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)(yang)質(zhi)(zhi)量的(de)(de)下(xia)降,這(zhe)兩顆行星將會離太(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)(yang)更(geng)遠)。
太(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)是在大(da)約(yue)45.7億年(nian)(nian)前(qian)在一個坍縮(suo)的(de)(de)(de)氫分子(zi)云內形成(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)。太(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)形成(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)的(de)(de)(de)時(shi)間以兩(liang)種方(fang)法(fa)測量:太(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)目(mu)前(qian)在主(zhu)序帶上的(de)(de)(de)年(nian)(nian)齡,使用恒星(xing)演化和太(tai)(tai)初核(he)合成(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)的(de)(de)(de)電(dian)腦模型確(que)認,大(da)約(yue)就是45.7億年(nian)(nian)。這與放(fang)射(she)性定年(nian)(nian)法(fa)得到(dao)的(de)(de)(de)太(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)最古老的(de)(de)(de)物質(zhi)是45.67億年(nian)(nian)非常的(de)(de)(de)吻合。太(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)在其主(zhu)序的(de)(de)(de)演化階(jie)段(duan)已經(jing)到(dao)了(le)中(zhong)年(nian)(nian)期,在這個階(jie)段(duan)的(de)(de)(de)核(he)聚(ju)變(bian)是在核(he)心(xin)將氫聚(ju)變(bian)成(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)氦(hai)。每秒中(zhong)有(you)超過(guo)400萬噸的(de)(de)(de)物質(zhi)在太(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)的(de)(de)(de)核(he)心(xin)轉化成(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)能量,產生(sheng)中(zhong)微(wei)子(zi)和太(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)輻(fu)射(she)。以這個速率,到(dao)目(mu)前(qian)為止,太(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)大(da)約(yue)轉化了(le)100個地球質(zhi)量的(de)(de)(de)物質(zhi)成(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)為能量,太(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)在主(zhu)序帶上耗費的(de)(de)(de)時(shi)間總共大(da)約(yue)為100億年(nian)(nian)。
太陽沒有(you)足(zu)夠的(de)(de)(de)(de)(de)質量(liang)爆發成(cheng)為超(chao)新(xin)星,替(ti)代的(de)(de)(de)(de)(de)是,在約50億(yi)(yi)年后(hou)它將(jiang)(jiang)進(jin)入紅巨(ju)(ju)星的(de)(de)(de)(de)(de)階(jie)段(duan)(duan),氦核(he)心為抵(di)抗引力而收縮(suo),同(tong)時(shi)變(bian)(bian)熱(re);緊(jin)挨核(he)心的(de)(de)(de)(de)(de)氫包層(ceng)因(yin)溫度(du)(du)上升而加速(su)聚(ju)變(bian)(bian),結果產生(sheng)的(de)(de)(de)(de)(de)熱(re)量(liang)持續增加,傳導到(dao)外層(ceng),使其向(xiang)外膨脹(zhang)。當核(he)心的(de)(de)(de)(de)(de)溫度(du)(du)達到(dao)1億(yi)(yi)K時(shi),氦聚(ju)變(bian)(bian)將(jiang)(jiang)開始進(jin)行(xing)并(bing)(bing)燃燒生(sheng)成(cheng)碳。由于此時(shi)的(de)(de)(de)(de)(de)氦核(he)心已經相當于一個小型“白矮星”(電子簡并(bing)(bing)態),熱(re)失控(kong)的(de)(de)(de)(de)(de)氦聚(ju)變(bian)(bian)將(jiang)(jiang)導致氦閃,釋放的(de)(de)(de)(de)(de)巨(ju)(ju)大能量(liang)使太陽核(he)心大幅(fu)度(du)(du)膨脹(zhang),解除了電子簡并(bing)(bing)態,然后(hou)核(he)心剩(sheng)余的(de)(de)(de)(de)(de)氦進(jin)行(xing)穩定的(de)(de)(de)(de)(de)聚(ju)變(bian)(bian)。從(cong)外部看(kan),太陽將(jiang)(jiang)如新(xin)星般突然增亮5~10個星等(相比于此前的(de)(de)(de)(de)(de)“紅巨(ju)(ju)星”階(jie)段(duan)(duan)),接(jie)著體積大幅(fu)度(du)(du)縮(suo)小,變(bian)(bian)得比原先(xian)的(de)(de)(de)(de)(de)紅巨(ju)(ju)星暗(an)淡得多(但仍將(jiang)(jiang)比現在的(de)(de)(de)(de)(de)太陽亮),直到(dao)核(he)心的(de)(de)(de)(de)(de)碳逐步累積,再次進(jin)入核(he)心收縮(suo)、外層(ceng)膨脹(zhang)階(jie)段(duan)(duan)。這就是漸近巨(ju)(ju)星分支階(jie)段(duan)(duan)。
地(di)球(qiu)(qiu)的(de)(de)(de)(de)命(ming)運(yun)是不確(que)定(ding)的(de)(de)(de)(de),當太(tai)陽(yang)成為(wei)(wei)紅巨(ju)星時(shi),其半徑大約會(hui)(hui)(hui)是現(xian)在(zai)的(de)(de)(de)(de)200倍,表面可能將膨脹至地(di)球(qiu)(qiu)現(xian)在(zai)的(de)(de)(de)(de)軌(gui)道——1AU(1.5×1011m)。然而,當太(tai)陽(yang)成為(wei)(wei)漸近(jin)巨(ju)星分支(zhi)的(de)(de)(de)(de)恒星時(shi),由于恒星風的(de)(de)(de)(de)作用,它大約已經(jing)流失30%的(de)(de)(de)(de)質量,所以地(di)球(qiu)(qiu)的(de)(de)(de)(de)軌(gui)道會(hui)(hui)(hui)向(xiang)外移(yi)動。如果只是這(zhe)樣(yang),地(di)球(qiu)(qiu)或許可以幸免,但新的(de)(de)(de)(de)研究認(ren)為(wei)(wei)地(di)球(qiu)(qiu)可能會(hui)(hui)(hui)因為(wei)(wei)潮(chao)汐的(de)(de)(de)(de)相互作用而被(bei)(bei)太(tai)陽(yang)吞(tun)噬掉。但即使地(di)球(qiu)(qiu)能逃(tao)脫被(bei)(bei)太(tai)陽(yang)焚(fen)毀(hui)的(de)(de)(de)(de)命(ming)運(yun),地(di)球(qiu)(qiu)上的(de)(de)(de)(de)水仍然都(dou)會(hui)(hui)(hui)沸騰,大部分的(de)(de)(de)(de)氣體都(dou)會(hui)(hui)(hui)逃(tao)逸(yi)入太(tai)空。
即(ji)使太陽(yang)(yang)仍在(zai)(zai)(zai)主(zhu)序(xu)帶(dai)的(de)現階段(duan),太陽(yang)(yang)的(de)光度仍然在(zai)(zai)(zai)緩慢(man)的(de)增加(jia)(每10億(yi)年約增加(jia)10%),表(biao)面(mian)的(de)溫度也緩緩的(de)提(ti)升。太陽(yang)(yang)過去的(de)光度比較暗淡,這可能(neng)是生(sheng)命在(zai)(zai)(zai)10億(yi)年前才出現在(zai)(zai)(zai)陸地上(shang)的(de)原因。太陽(yang)(yang)的(de)溫度若依照這樣的(de)速率增加(jia),在(zai)(zai)(zai)未(wei)來的(de)10億(yi)年,地球(qiu)可能(neng)會(hui)變得太熱,使水(shui)不再(zai)能(neng)以液態存在(zai)(zai)(zai)于地球(qiu)表(biao)面(mian),而使地球(qiu)上(shang)所有的(de)生(sheng)物趨于滅絕。
繼紅巨(ju)星(xing)階段(duan)之后,激烈(lie)的(de)熱(re)脈動將(jiang)導(dao)致太陽外(wai)層(ceng)(ceng)的(de)氣(qi)體(ti)逃逸(yi),形(xing)成行(xing)星(xing)狀星(xing)云(yun)。在(zai)(zai)外(wai)層(ceng)(ceng)被剝離后,唯(wei)一留(liu)存下(xia)來的(de)就是恒星(xing)炙熱(re)的(de)核心——白矮星(xing),并在(zai)(zai)數十億年中逐漸冷(leng)卻(que)和黯淡(dan)。這是低質(zhi)量與(yu)中質(zhi)量恒星(xing)演化的(de)典型。
太(tai)陽(yang)是(shi)(shi)一(yi)個巨大而熾熱(re)的氣體星球。知道了日地(di)距離(li),再(zai)從地(di)球上測得太(tai)陽(yang)圓(yuan)面的視角直徑(jing),從簡單的三(san)角關系就(jiu)可(ke)以(yi)求(qiu)出太(tai)陽(yang)的半(ban)徑(jing)為(wei)69.6萬千米,是(shi)(shi)地(di)球半(ban)徑(jing)的109倍。由此可(ke)以(yi)算(suan)出太(tai)陽(yang)的體積為(wei)地(di)球的130萬倍。
天文學家(jia)根據開普勒行星運動的(de)第三定律,利用地球的(de)質(zhi)(zhi)量(liang)(liang)和它環繞太(tai)陽(yang)運轉的(de)軌道半徑及周(zhou)期,還(huan)可(ke)以推(tui)算出太(tai)陽(yang)的(de)質(zhi)(zhi)量(liang)(liang)為1.989×103?千克,這個質(zhi)(zhi)量(liang)(liang)是(shi)地球的(de)33萬倍。并且集中了(le)太(tai)陽(yang)系99.86%的(de)質(zhi)(zhi)量(liang)(liang)。但是(shi),即使這樣(yang)一(yi)個龐然大物(wu),在茫茫宇(yu)宙之中,卻也不過只(zhi)是(shi)一(yi)顆(ke)質(zhi)(zhi)量(liang)(liang)中等(deng)的(de)普通(tong)恒星而已。
由(you)太陽(yang)(yang)的(de)體(ti)積和(he)質量,可(ke)以計算出太陽(yang)(yang)平均密度(du)(du)(du)為(wei)1.409克/厘(li)米3,約為(wei)地(di)球平均密度(du)(du)(du)的(de)0.26倍(bei)。太陽(yang)(yang)表(biao)(biao)面(mian)(mian)的(de)重(zhong)力加(jia)速(su)度(du)(du)(du)等于273.9810米/秒2,約為(wei)地(di)球表(biao)(biao)面(mian)(mian)重(zhong)力加(jia)速(su)度(du)(du)(du)的(de)28倍(bei),如果一(yi)個人站(zhan)在太陽(yang)(yang)表(biao)(biao)面(mian)(mian),那么他(ta)的(de)體(ti)重(zhong)將會是(shi)在地(di)球上的(de)20倍(bei)。太陽(yang)(yang)表(biao)(biao)面(mian)(mian)的(de)逃(tao)逸速(su)度(du)(du)(du)約617.7公里/秒,任何(he)一(yi)個中(zhong)性粒子的(de)速(su)度(du)(du)(du)必須(xu)大于這個值(zhi),才能脫離太陽(yang)(yang)的(de)吸引(yin)力而跑到宇宙空間中(zhong)去。
太(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)只(zhi)是宇(yu)宙中(zhong)一(yi)顆十(shi)分普通的(de)(de)恒星(xing)(xing),但它卻是太(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)系(xi)(xi)的(de)(de)中(zhong)心天(tian)體(ti)。太(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)系(xi)(xi)中(zhong),包含我們(men)的(de)(de)地球(qiu)在內的(de)(de)八大(da)行星(xing)(xing)、一(yi)些矮行星(xing)(xing)、彗星(xing)(xing)和其它無數的(de)(de)太(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)系(xi)(xi)小天(tian)體(ti),都(dou)在太(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)的(de)(de)強大(da)引力作用(yong)下環繞(rao)太(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)運行。太(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)系(xi)(xi)的(de)(de)疆(jiang)域(yu)龐大(da),僅以(yi)冥王星(xing)(xing)為例,其運行軌道距離太(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)就將(jiang)近40個天(tian)文單(dan)位(wei),也(ye)就是60億千米之遙遠(yuan),而實際(ji)上太(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)系(xi)(xi)的(de)(de)范圍還要(yao)數十(shi)倍于(yu)此。
但(dan)是(shi)這(zhe)樣一(yi)個(ge)龐(pang)大(da)的(de)(de)(de)太陽(yang)系(xi)(xi)(xi)家族(zu),在銀(yin)河(he)系(xi)(xi)(xi)中卻僅(jin)僅(jin)只(zhi)是(shi)十分普通的(de)(de)(de)滄海一(yi)粟。銀(yin)河(he)系(xi)(xi)(xi)擁有(you)至少(shao)1000億(yi)顆以(yi)(yi)上的(de)(de)(de)恒星(xing),直徑約(yue)10萬光年(nian)(nian)。太陽(yang)位于銀(yin)道(dao)(dao)面之北的(de)(de)(de)獵戶座旋臂(bei)上,距離銀(yin)河(he)系(xi)(xi)(xi)中心(xin)約(yue)30000光年(nian)(nian),在銀(yin)道(dao)(dao)面以(yi)(yi)北約(yue)26光年(nian)(nian),它(ta)一(yi)方面繞著銀(yin)心(xin)以(yi)(yi)每(mei)秒250公里的(de)(de)(de)速度(du)(du)旋轉(zhuan),周(zhou)期大(da)概是(shi)2.5億(yi)年(nian)(nian),另一(yi)方面又(you)相對于周(zhou)圍(wei)恒星(xing)以(yi)(yi)每(mei)秒19.7公里的(de)(de)(de)速度(du)(du)朝著織(zhi)女星(xing)附近方向運動。太陽(yang)也在自轉(zhuan),其周(zhou)期在日面赤道(dao)(dao)帶約(yue)25天(tian);兩極區約(yue)為35天(tian)。
太陽(yang)正在(zai)(zai)(zai)(zai)穿(chuan)越銀(yin)(yin)(yin)河(he)(he)系(xi)內(nei)部邊(bian)緣獵戶臂(bei)的(de)本地(di)泡區中的(de)本星(xing)(xing)(xing)際云。在(zai)(zai)(zai)(zai)距(ju)(ju)離地(di)球17光年(nian)的(de)距(ju)(ju)離內(nei)有(you)50顆最鄰近的(de)恒(heng)星(xing)(xing)(xing)系(xi)(距(ju)(ju)離最近的(de)一(yi)顆恒(heng)星(xing)(xing)(xing)是紅矮星(xing)(xing)(xing),被稱為比鄰星(xing)(xing)(xing),距(ju)(ju)太陽(yang)大(da)約(yue)4.2光年(nian)),太陽(yang)的(de)質量在(zai)(zai)(zai)(zai)這(zhe)些(xie)恒(heng)星(xing)(xing)(xing)中排在(zai)(zai)(zai)(zai)第(di)四。太陽(yang)在(zai)(zai)(zai)(zai)距(ju)(ju)離銀(yin)(yin)(yin)河(he)(he)中心24000至(zhi)26000光年(nian)的(de)距(ju)(ju)離上繞著銀(yin)(yin)(yin)河(he)(he)公轉,從(cong)銀(yin)(yin)(yin)河(he)(he)北極鳥(niao)瞰,太陽(yang)沿(yan)順時針軌道運(yun)行(xing),大(da)約(yue)2億2500萬至(zhi)2億5000萬年(nian)繞行(xing)一(yi)周。由于銀(yin)(yin)(yin)河(he)(he)系(xi)在(zai)(zai)(zai)(zai)宇宙微波(bo)背(bei)景(jing)輻射(CMB)中以550公里(li)/秒(miao)(miao)的(de)速(su)(su)度朝向(xiang)(xiang)(xiang)長(chang)蛇座的(de)方(fang)向(xiang)(xiang)(xiang)運(yun)動,這(zhe)兩個速(su)(su)度合(he)成(cheng)之(zhi)后,太陽(yang)相對于CMB的(de)速(su)(su)度是370公里(li)/秒(miao)(miao),朝向(xiang)(xiang)(xiang)巨爵座或(huo)獅子座的(de)方(fang)向(xiang)(xiang)(xiang)運(yun)動。
在南門(men)二(比鄰(lin)星所在的(de)(de)(de)三合星系(xi)統)的(de)(de)(de)位置觀看我們(men)的(de)(de)(de)太(tai)陽時,太(tai)陽則會(hui)成(cheng)為仙后座(zuo)中一顆(ke)視星等(deng)為0.5等(deng)的(de)(de)(de)恒星。大體(ti)來(lai)說,仙后座(zuo)的(de)(de)(de)外形將會(hui)從//變成(cheng)///,太(tai)陽將會(hui)位在仙后座(zuo)ε星的(de)(de)(de)尾端。
太陽繞(rao)銀(yin)(yin)(yin)河(he)系中(zhong)心公轉(zhuan),繞(rao)銀(yin)(yin)(yin)河(he)系中(zhong)心公轉(zhuan)周期約2.5×10?年。銀(yin)(yin)(yin)河(he)系中(zhong)心可能有巨大黑洞,但(dan)它周圍布滿了恒星(xing),所以看上去象“銀(yin)(yin)(yin)盤”。這(zhe)些恒星(xing)都繞(rao)“銀(yin)(yin)(yin)核”公轉(zhuan)。與地球公轉(zhuan)不同,這(zhe)些恒星(xing)公轉(zhuan)每繞(rao)一(yi)周離“銀(yin)(yin)(yin)核”會更近。
太(tai)陽(yang)和(he)其它天(tian)(tian)體一樣,也(ye)在(zai)圍繞自(zi)(zi)己的軸(zhou)心自(zi)(zi)西向東自(zi)(zi)轉(zhuan),但觀測和(he)研究表明,太(tai)陽(yang)表面不同的緯度處,自(zi)(zi)轉(zhuan)速度不一樣。在(zai)赤道處,太(tai)陽(yang)自(zi)(zi)轉(zhuan)一周(zhou)需要25.4天(tian)(tian),而(er)在(zai)緯度40處需要27.2天(tian)(tian),到(dao)了兩(liang)極地(di)區,自(zi)(zi)轉(zhuan)一周(zhou)則需要35天(tian)(tian)左右。這種自(zi)(zi)轉(zhuan)方式被稱為“較差自(zi)(zi)轉(zhuan)”。
根據太(tai)(tai)陽活動(dong)的(de)(de)(de)相對(dui)(dui)強弱,太(tai)(tai)陽可(ke)分(fen)為寧(ning)靜太(tai)(tai)陽和(he)活動(dong)太(tai)(tai)陽兩大類。寧(ning)靜太(tai)(tai)陽是(shi)一個(ge)理論上假定寧(ning)靜的(de)(de)(de)球(qiu)對(dui)(dui)稱(cheng)熱氣(qi)體(ti)球(qiu),其性(xing)質只隨半徑而變,而且在(zai)任一球(qiu)層中都是(shi)均勻的(de)(de)(de),其目的(de)(de)(de)在(zai)于(yu)研究太(tai)(tai)陽的(de)(de)(de)總體(ti)結(jie)構和(he)一般性(xing)質。在(zai)這種假定下,按照由里(li)往(wang)外的(de)(de)(de)順序,太(tai)(tai)陽是(shi)由核心、輻(fu)射區(qu)、對(dui)(dui)流層、光球(qiu)層、色球(qiu)層、日冕層構成。光球(qiu)層之下稱(cheng)為太(tai)(tai)陽內(nei)部;光球(qiu)層之上稱(cheng)為太(tai)(tai)陽大氣(qi)。
太陽圈(quan)電(dian)流片(pian)延伸到(dao)太陽系外(wai),結果是來(lai)自太陽的(de)旋轉磁場影響(xiang)到(dao)星際物(wu)質(zhi)中的(de)等離子體。
太(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)(yang)是(shi)磁(ci)力(li)活(huo)躍的(de)恒星,它(ta)(ta)支(zhi)撐一(yi)個強大、年(nian)復一(yi)年(nian)在(zai)變化(hua)的(de)磁(ci)場(chang)(chang),并且大約(yue)每11年(nian)環(huan)繞著太(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)(yang)極大期(qi)反轉(zhuan)(zhuan)它(ta)(ta)的(de)方向太(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)(yang)磁(ci)場(chang)(chang)會導致很多影響,稱為太(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)(yang)活(huo)動(dong)(dong),包括在(zai)太(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)(yang)表(biao)面(mian)的(de)太(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)(yang)黑子(zi)(zi)、太(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)(yang)耀斑、和(he)攜(xie)帶(dai)著物(wu)質穿越太(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)(yang)系且不(bu)斷變化(hua)的(de)太(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)(yang)風(feng)。太(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)(yang)活(huo)動(dong)(dong)對地球的(de)影響包括在(zai)高緯度的(de)極光,和(he)擾亂無(wu)線電通訊和(he)電力(li)。太(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)(yang)活(huo)動(dong)(dong)被認(ren)為在(zai)太(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)(yang)系的(de)形成(cheng)(cheng)和(he)演(yan)化(hua)扮(ban)演(yan)了很重要(yao)的(de)角(jiao)色,太(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)(yang)因為高溫的(de)緣(yuan)故,所(suo)有的(de)物(wu)質都是(shi)氣體(ti)和(he)等離子(zi)(zi)體(ti),這使得太(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)(yang)的(de)轉(zhuan)(zhuan)速可能在(zai)赤道(大約(yue)25天)較快,而不(bu)是(shi)高緯度(在(zai)兩(liang)極約(yue)為35天)太(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)(yang)因緯度不(bu)同(tong)的(de)較差自轉(zhuan)(zhuan)造(zao)成(cheng)(cheng)它(ta)(ta)的(de)磁(ci)場(chang)(chang)線隨著時間(jian)而糾纏在(zai)一(yi)起,造(zao)成(cheng)(cheng)磁(ci)場(chang)(chang)圈從太(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)(yang)表(biao)面(mian)噴發(fa)出來,并觸發(fa)太(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)(yang)形成(cheng)(cheng)系距性的(de)太(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)(yang)黑子(zi)(zi)和(he)日珥(參見磁(ci)重聯)。隨著太(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)(yang)每11年(nian)反轉(zhuan)(zhuan)它(ta)(ta)本身的(de)磁(ci)場(chang)(chang),這種糾纏創造(zao)了太(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)(yang)發(fa)電機和(he)11年(nian)的(de)太(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)(yang)磁(ci)場(chang)(chang)活(huo)動(dong)(dong)太(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)(yang)周(zhou)期(qi)。
太(tai)(tai)(tai)(tai)陽(yang)磁(ci)(ci)(ci)場(chang)(chang)(chang)朝(chao)太(tai)(tai)(tai)(tai)陽(yang)本(ben)體外更遠(yuan)(yuan)處延(yan)伸,磁(ci)(ci)(ci)化(hua)的(de)(de)太(tai)(tai)(tai)(tai)陽(yang)風等(deng)離(li)(li)(li)子體攜帶著太(tai)(tai)(tai)(tai)陽(yang)的(de)(de)磁(ci)(ci)(ci)場(chang)(chang)(chang)進入太(tai)(tai)(tai)(tai)空,形成所謂的(de)(de)行星際磁(ci)(ci)(ci)場(chang)(chang)(chang)由(you)于(yu)等(deng)離(li)(li)(li)子體只(zhi)能沿著磁(ci)(ci)(ci)場(chang)(chang)(chang)線移動,離(li)(li)(li)開太(tai)(tai)(tai)(tai)陽(yang)的(de)(de)行星際磁(ci)(ci)(ci)場(chang)(chang)(chang)起初(chu)是(shi)沿著徑(jing)向伸展的(de)(de)。因(yin)位在太(tai)(tai)(tai)(tai)陽(yang)赤道(dao)上方和下方離(li)(li)(li)開太(tai)(tai)(tai)(tai)陽(yang)的(de)(de)磁(ci)(ci)(ci)場(chang)(chang)(chang)具有(you)不同的(de)(de)極性,因(yin)此在太(tai)(tai)(tai)(tai)陽(yang)的(de)(de)赤道(dao)平(ping)面(mian)存在著一層薄(bo)薄(bo)的(de)(de)電(dian)流層,稱為(wei)太(tai)(tai)(tai)(tai)陽(yang)圈電(dian)流片(pian)。太(tai)(tai)(tai)(tai)陽(yang)的(de)(de)自轉使得遠(yuan)(yuan)距離(li)(li)(li)的(de)(de)磁(ci)(ci)(ci)場(chang)(chang)(chang)和電(dian)流片(pian)旋(xuan)轉成像是(shi)阿基米德螺旋(xuan)結構,稱為(wei)派克螺旋(xuan)。行星際磁(ci)(ci)(ci)場(chang)(chang)(chang)的(de)(de)強度遠(yuan)(yuan)比(bi)太(tai)(tai)(tai)(tai)陽(yang)的(de)(de)偶(ou)極性磁(ci)(ci)(ci)場(chang)(chang)(chang)強大。太(tai)(tai)(tai)(tai)陽(yang)50-400μT的(de)(de)磁(ci)(ci)(ci)偶(ou)極(在光球(qiu))隨(sui)著距離(li)(li)(li)的(de)(de)三次方衰減,在地(di)球(qiu)的(de)(de)距離(li)(li)(li)上只(zhi)有(you)0.1nT。然而依據太(tai)(tai)(tai)(tai)空船的(de)(de)觀測(ce),在地(di)球(qiu)附(fu)近的(de)(de)行星際磁(ci)(ci)(ci)場(chang)(chang)(chang)是(shi)這個(ge)數值(zhi)的(de)(de)100倍,大約是(shi)5nT。
從中心到0.25太(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)半徑是太(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)發射巨大能(neng)量的(de)(de)(de)(de)(de)真正(zheng)源(yuan)(yuan)頭,也(ye)稱為核(he)反應區。在這(zhe)里,太(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)核(he)心處溫度高達1500萬度,壓力相當于3000億個(ge)大氣壓,隨時都在進(jin)行著(zhu)四個(ge)氫(qing)核(he)聚(ju)變成一(yi)個(ge)氦(hai)(hai)核(he)的(de)(de)(de)(de)(de)熱(re)核(he)反應。根據原(yuan)子核(he)物理學(xue)和愛因斯坦的(de)(de)(de)(de)(de)質能(neng)轉換關系式E=mc2,每(mei)秒(miao)鐘有質量為6億噸(dun)的(de)(de)(de)(de)(de)氫(qing)經過熱(re)核(he)聚(ju)變反應為5.96億噸(dun)的(de)(de)(de)(de)(de)氦(hai)(hai),并(bing)釋放出相當于400萬噸(dun)氫(qing)的(de)(de)(de)(de)(de)能(neng)量,正(zheng)是這(zhe)巨大的(de)(de)(de)(de)(de)能(neng)源(yuan)(yuan)帶給了我(wo)們(men)光和熱(re),但這(zhe)損(sun)失的(de)(de)(de)(de)(de)質量與太(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)的(de)(de)(de)(de)(de)總質量相比,卻是不值一(yi)提(ti)的(de)(de)(de)(de)(de)。根據對太(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)內部氫(qing)含量的(de)(de)(de)(de)(de)估計,太(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)至少還有50億年的(de)(de)(de)(de)(de)正(zheng)常壽命。
0.25太(tai)(tai)陽半徑~0.86太(tai)(tai)陽半徑是(shi)太(tai)(tai)陽輻射區,它包含(han)了各(ge)種(zhong)電磁輻射和粒子流。輻射從內部(bu)向外(wai)部(bu)傳(chuan)遞過程是(shi)多次被物質(zhi)吸收而(er)又(you)再次發射的(de)(de)過程。從核反應區到太(tai)(tai)陽表面的(de)(de)行(xing)程中,能量依(yi)次以X射線、遠紫外(wai)線、紫外(wai)線,最后(hou)是(shi)可見光(guang)的(de)(de)形(xing)式向外(wai)輻射。太(tai)(tai)陽是(shi)一個取之難盡,用(yong)之不竭的(de)(de)能量源泉(quan)。
對(dui)流(liu)(liu)層是輻(fu)射(she)區的(de)(de)外側區域,其厚度(du)約有十(shi)幾萬千米(mi),由于這里(li)的(de)(de)溫度(du)、壓(ya)力和密(mi)度(du)梯度(du)都很大,太陽氣體(ti)呈對(dui)流(liu)(liu)的(de)(de)不穩定(ding)狀態。使物質(zhi)的(de)(de)徑向對(dui)流(liu)(liu)運(yun)動(dong)強烈,熱的(de)(de)物質(zhi)向外運(yun)動(dong),冷的(de)(de)物質(zhi)沉(chen)入內部,太陽內部能量就是靠物質(zhi)的(de)(de)這種對(dui)流(liu)(liu),由內部向外部傳輸。
太(tai)(tai)(tai)陽(yang)光球(qiu)以(yi)上的(de)部分統稱為(wei)太(tai)(tai)(tai)陽(yang)大氣(qi)層,跨過整個(ge)電(dian)磁頻譜,從(cong)無線電(dian)、可見光到(dao)伽馬射(she)線,都可以(yi)觀察它們分為(wei)5個(ge)主要(yao)的(de)部分:溫度極(ji)小區(qu)、色(se)球(qiu)、過渡區(qu)、日冕(mian)、和(he)太(tai)(tai)(tai)陽(yang)圈(quan),太(tai)(tai)(tai)陽(yang)圈(quan)可能(neng)(neng)是太(tai)(tai)(tai)陽(yang)大氣(qi)層最稀(xi)薄的(de)外(wai)(wai)緣并(bing)且延(yan)伸到(dao)冥(ming)王(wang)星軌道之外(wai)(wai)與(yu)星際(ji)物質交界(jie),交界(jie)處(chu)稱為(wei)日鞘,并(bing)且在那兒形成剪切的(de)激(ji)波(bo)前緣。色(se)球(qiu)、過渡區(qu)和(he)日冕(mian)的(de)溫度都比太(tai)(tai)(tai)陽(yang)表面高,原因還沒(mei)有(you)獲(huo)得(de)證(zheng)實,但證(zheng)據指向阿爾文波(bo)可能(neng)(neng)攜(xie)帶了足夠的(de)能(neng)(neng)量將日冕(mian)加熱。
對流層(ceng)上面的太陽大氣,稱(cheng)為太陽光(guang)球(qiu)。光(guang)球(qiu)是一(yi)(yi)層(ceng)不(bu)透明的氣體薄層(ceng),厚度約500千(qian)米。它(ta)確定(ding)了太陽非常清晰的邊(bian)界,幾乎所有的可見光(guang)都是從(cong)這(zhe)一(yi)(yi)層(ceng)發射出來的。
色(se)(se)球(qiu)(qiu)(qiu)位于(yu)光(guang)(guang)(guang)球(qiu)(qiu)(qiu)之上(shang)。厚度(du)(du)約2000千(qian)米。太(tai)陽(yang)的(de)溫度(du)(du)分布從核心向外直到(dao)光(guang)(guang)(guang)球(qiu)(qiu)(qiu)層(ceng),都(dou)是逐漸下降的(de),但(dan)到(dao)了色(se)(se)球(qiu)(qiu)(qiu)層(ceng),卻(que)又(you)反(fan)常上(shang)升,到(dao)色(se)(se)球(qiu)(qiu)(qiu)頂(ding)部(bu)時已達幾(ji)萬度(du)(du)。由(you)于(yu)色(se)(se)球(qiu)(qiu)(qiu)層(ceng)發(fa)出的(de)可見光(guang)(guang)(guang)總量不(bu)及光(guang)(guang)(guang)球(qiu)(qiu)(qiu)的(de)1%,因此人們(men)平常看(kan)不(bu)到(dao)它。只有在發(fa)生日全食(shi)時,即食(shi)既之前幾(ji)秒(miao)(miao)種或者生光(guang)(guang)(guang)以后幾(ji)秒(miao)(miao)鐘,當光(guang)(guang)(guang)球(qiu)(qiu)(qiu)所發(fa)射的(de)明亮(liang)光(guang)(guang)(guang)線被月(yue)影(ying)完全遮掩(yan)的(de)短暫時間內,在日面邊緣呈現出狹窄的(de)玫瑰紅色(se)(se)的(de)發(fa)光(guang)(guang)(guang)圈層(ceng),這就是色(se)(se)球(qiu)(qiu)(qiu)層(ceng)。平時,科學家(jia)們(men)要通過單色(se)(se)光(guang)(guang)(guang)(波(bo)長為(wei)6563埃)色(se)(se)球(qiu)(qiu)(qiu)望遠鏡才能觀(guan)測到(dao)太(tai)陽(yang)色(se)(se)球(qiu)(qiu)(qiu)層(ceng)。
日(ri)冕(mian)是(shi)太(tai)(tai)陽(yang)(yang)大(da)氣的(de)(de)(de)(de)最外層,由高溫、低(di)密度(du)(du)的(de)(de)(de)(de)等離(li)子體所組(zu)成。亮(liang)度(du)(du)微(wei)弱,在(zai)(zai)(zai)(zai)白光中(zhong)的(de)(de)(de)(de)總亮(liang)度(du)(du)比太(tai)(tai)陽(yang)(yang)圓(yuan)面亮(liang)度(du)(du)的(de)(de)(de)(de)百分(fen)之一(yi)還低(di),約相當于滿(man)月(yue)的(de)(de)(de)(de)亮(liang)度(du)(du),因(yin)此只有在(zai)(zai)(zai)(zai)日(ri)全(quan)食時才能展現其光彩,平時觀測則(ze)(ze)要使用(yong)專門的(de)(de)(de)(de)日(ri)冕(mian)儀。日(ri)冕(mian)的(de)(de)(de)(de)溫度(du)(du)高達百萬度(du)(du),其大(da)小和形狀與(yu)太(tai)(tai)陽(yang)(yang)活(huo)(huo)動有關(guan),在(zai)(zai)(zai)(zai)太(tai)(tai)陽(yang)(yang)活(huo)(huo)動極大(da)年時,日(ri)冕(mian)接(jie)近圓(yuan)形;在(zai)(zai)(zai)(zai)太(tai)(tai)陽(yang)(yang)寧靜年則(ze)(ze)呈(cheng)橢圓(yuan)形。自古以來,觀測日(ri)冕(mian)的(de)(de)(de)(de)傳統方法都是(shi)等待一(yi)次罕見的(de)(de)(de)(de)日(ri)全(quan)食——在(zai)(zai)(zai)(zai)黑(hei)暗的(de)(de)(de)(de)天(tian)空背景上(shang),月(yue)面把明亮(liang)的(de)(de)(de)(de)太(tai)(tai)陽(yang)(yang)光球(qiu)面遮掩住,而(er)在(zai)(zai)(zai)(zai)日(ri)面周圍呈(cheng)現出(chu)青白色的(de)(de)(de)(de)光區,就是(shi)人(ren)們期待觀測的(de)(de)(de)(de)太(tai)(tai)陽(yang)(yang)最外層大(da)氣——日(ri)冕(mian)。
太(tai)(tai)陽(yang)(yang)圈,從大約20太(tai)(tai)陽(yang)(yang)半徑(0.1天(tian)文單(dan)位)到太(tai)(tai)陽(yang)(yang)系的(de)(de)(de)邊(bian)(bian)緣,這(zhe)一大片(pian)環繞著太(tai)(tai)陽(yang)(yang)的(de)(de)(de)空(kong)間充滿了伴隨太(tai)(tai)陽(yang)(yang)風(feng)離開(kai)太(tai)(tai)陽(yang)(yang)的(de)(de)(de)等離子(zi)體(ti)。他的(de)(de)(de)內(nei)側邊(bian)(bian)界是(shi)太(tai)(tai)陽(yang)(yang)風(feng)成(cheng)為超(chao)(chao)阿(a)耳(er)芬(fen)波(bo)的(de)(de)(de)那層位置(zhi)-流體(ti)的(de)(de)(de)速(su)(su)度超(chao)(chao)過阿(a)耳(er)芬(fen)波(bo)。因為訊息只(zhi)能以阿(a)耳(er)芬(fen)波(bo)的(de)(de)(de)速(su)(su)度傳遞(di),所以在這(zhe)個界限之外的(de)(de)(de)湍流和動力(li)學的(de)(de)(de)力(li)量不再能影響到內(nei)部的(de)(de)(de)日(ri)冕形(xing)狀。太(tai)(tai)陽(yang)(yang)風(feng)源源不斷的(de)(de)(de)進入太(tai)(tai)陽(yang)(yang)圈之中(zhong)并向外吹拂,使得太(tai)(tai)陽(yang)(yang)的(de)(de)(de)磁場形(xing)成(cheng)螺旋的(de)(de)(de)形(xing)狀,直到在距離太(tai)(tai)陽(yang)(yang)超(chao)(chao)過50天(tian)文單(dan)位之外撞擊(ji)到日(ri)鞘為止。
在2004年12月,旅行(xing)者1號探測(ce)器已穿(chuan)越過(guo)被(bei)認(ren)為(wei)是(shi)日鞘部分的激波(bo)前(qian)緣。兩艘航海家太空(kong)船在穿(chuan)越邊界時(shi)都偵測(ce)與記錄到能(neng)量(liang)超過(guo)一般(ban)微粒的高能(neng)粒子。
陽光是地球(qiu)能(neng)量的主要來源。太陽常數是在距離太陽1天文(wen)單位(wei)(wei)的位(wei)(wei)置(也就是在或接近地球(qiu)),直接暴露在陽光下的每單位(wei)(wei)面積接收到的能(neng)量,其值約相當于1,368W/m2(瓦每平方米(mi))。經過大氣層的吸收后,抵達地球(qiu)表(biao)面的陽光已經衰(shuai)減——在大氣清澈且太陽接近天頂的條件下也只有約1,000W/m2。
有許(xu)多種(zhong)天然的(de)(de)(de)合(he)成(cheng)過程可以(yi)(yi)利用(yong)(yong)太(tai)(tai)陽能(neng)(neng)-光(guang)合(he)作(zuo)用(yong)(yong)是植(zhi)物(wu)以(yi)(yi)化學(xue)的(de)(de)(de)方式從陽光(guang)中擷取能(neng)(neng)量(氧的(de)(de)(de)釋出和碳(tan)化合(he)物(wu)的(de)(de)(de)減少),直(zhi)接加熱或(huo)使(shi)用(yong)(yong)太(tai)(tai)陽電(dian)(dian)池轉換成(cheng)電(dian)(dian)的(de)(de)(de)儀器被使(shi)用(yong)(yong)在太(tai)(tai)陽能(neng)(neng)發電(dian)(dian)的(de)(de)(de)設備上,或(huo)進行其(qi)他的(de)(de)(de)工作(zuo);有時也(ye)會使(shi)用(yong)(yong)集(ji)光(guang)式太(tai)(tai)陽能(neng)(neng)(也(ye)就是凝聚陽光(guang))。儲存在原油和其(qi)它化石燃料中的(de)(de)(de)能(neng)(neng)量是來自遙遠的(de)(de)(de)過去經由光(guang)合(he)作(zuo)用(yong)(yong)轉換的(de)(de)(de)太(tai)(tai)陽能(neng)(neng)。
太陽(yang)的外層,從它(ta)的表(biao)面(mian)向下(xia)至大(da)約200,000公(gong)里(li)(或是70%的太陽(yang)半徑),太陽(yang)的等離子體(ti)已經(jing)(jing)不(bu)夠稠(chou)密(mi)或不(bu)夠熱不(bu)再(zai)能經(jing)(jing)由傳(chuan)導作用有效的將內部(bu)的熱向外傳(chuan)送;換言之(zhi)(zhi),它(ta)已經(jing)(jing)不(bu)夠透明了(le)(le)。結果(guo)是,當(dang)熱柱攜帶熱物質前往表(biao)面(mian)(光球)產生了(le)(le)熱對流。一旦這些物質在表(biao)面(mian)變(bian)冷,它(ta)會向下(xia)切入對流帶的底部(bu),再(zai)從輻射帶的頂部(bu)獲(huo)得更多(duo)的熱量在可見的太陽(yang)表(biao)面(mian),溫度已經(jing)(jing)降至5700K,而且密(mi)度也只有0.2公(gong)克/立方米(大(da)約是海平面(mian)密(mi)度的六千(qian)分(fen)之(zhi)(zhi)一)。
在對流(liu)帶(dai)的(de)熱柱(zhu)形成在太(tai)(tai)陽表面上非常重要的(de),像(xiang)是米粒(li)組(zu)織(zhi)和超(chao)米粒(li)組(zu)織(zhi)。在對流(liu)帶(dai)的(de)湍流(liu)會在太(tai)(tai)陽內(nei)部(bu)的(de)外圍部(bu)分(fen)造成“小尺度”的(de)發電(dian)機,這會在太(tai)(tai)陽表面的(de)各處產生磁南極和磁北極。太(tai)(tai)陽的(de)熱柱(zhu)是貝納得穴流(liu)因此往(wang)往(wang)像(xiang)六角型的(de)棱鏡(jing)。
作為(wei)一(yi)(yi)顆(ke)(ke)恒星,太陽,其總體(ti)外觀性質是(shi),光(guang)度為(wei)383億(yi)億(yi)億(yi)瓦,絕對星等為(wei)4.8。是(shi)一(yi)(yi)顆(ke)(ke)黃色G2型(xing)矮星,有效(xiao)溫度等于開氏(shi)5800度。太陽與在軌(gui)道上(shang)繞它公轉(zhuan)的(de)(de)地球的(de)(de)平均距離為(wei)149597870千米(mi)(499.005光(guang)秒(miao)或1天文(wen)單(dan)位)。按質量計,它的(de)(de)物質構成是(shi)71%的(de)(de)氫、26%的(de)(de)氦和(he)少量較重元素。它們都是(shi)通過核(he)聚變(bian)(bian)來釋放能量的(de)(de),根據理論(lun)太陽最后核(he)聚變(bian)(bian)反(fan)應產(chan)生(sheng)的(de)(de)物質是(shi)鐵和(he)銅(tong)等金屬。
日地平均的(de)距離(1天文(wen)單位):1.49597870×1011米(mi)(1億5千(qian)萬(wan)公里)
日地最遠的(de)距離(li):1.5210×1011米(mi)
日地最(zui)近的距離:1.4710×1011米
遠日點與近日點距離(li)相差(cha)500萬千米(mi)
視星等:-26.74等
絕對(dui)星等(deng):4.83等(deng)
熱星(xing)等:-26.82等
絕對熱星等(deng):4.75等(deng)
太陽
日地平均距離 149,598,000千米
半(ban)徑(jing) 696,000千米
質量 1.989×1033克
平(ping)均密度 1.409克/立方厘米
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
目視星等 -26.74等
目視絕對星等 4.83等
表面重力加(jia)速度(du) 27,400厘(li)米/平方秒
表面逃逸速度 617.7千米/秒
中(zhong)心溫(wen)度 約15,000,000K
中心密度(du) 約160克(ke)/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 大約1.412×101?立方千(qian)米
日冕層溫(wen)度 5×200K
發光度(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
總輻射(she)功率 3.86×102?瓦特
光球(qiu)成分(質量)
名稱 所占百分比
氫(qing) 73.46%
氦 24.85%
氧 0.77%
碳 0.29%
鐵 0.16%
氖 0.12%
氮 0.09%
硅 0.07%
鎂 0.05%
硫 0.04%
太(tai)陽輻射的(de)(de)峰值(zhi)波(bo)長(500納米)介于(yu)光(guang)譜中藍(lan)光(guang)和(he)綠光(guang)的(de)(de)過渡區域。恒星的(de)(de)溫度與其(qi)輻射中占(zhan)主要地位的(de)(de)波(bo)長有密切關系。就(jiu)太(tai)陽來(lai)說,其(qi)表面的(de)(de)溫度大(da)約在5800K。然而(er),由于(yu)人的(de)(de)眼睛對(dui)峰值(zhi)波(bo)長周圍(wei)的(de)(de)其(qi)它顏色更敏感,所以太(tai)陽看起(qi)來(lai)呈現出(chu)白色或是(shi)黃白色。
核心是太(tai)陽(yang)內(nei)唯一(yi)能(neng)經由核聚(ju)(ju)變(bian)(bian)產生(sheng)(sheng)大量(liang)能(neng)量(liang)的(de)區(qu)域,溫(wen)度(du)高達1570萬K。99%的(de)能(neng)量(liang)產生(sheng)(sheng)在(zai)太(tai)陽(yang)半徑的(de)24%以內(nei),而在(zai)30%半徑處,核聚(ju)(ju)變(bian)(bian)反應(ying)幾乎完全(quan)停止(zhi)。
光球(qiu)層(ceng)上(shang)最(zui)顯著的現(xian)象就是太陽(yang)黑(hei)(hei)子(zi),所(suo)謂太陽(yang)黑(hei)(hei)子(zi),只(zhi)指太陽(yang)光球(qiu)層(ceng)上(shang)的溫度(du)(du)相對較(jiao)低的區域,其溫度(du)(du)約為(wei)4500K,而(er)光球(qiu)其余部分的溫度(du)(du)約為(wei)5777K。
色球(qiu)厚度約(yue)2000千米,太陽的溫度分(fen)布從核心向外直到(dao)光球(qiu)層,都(dou)是逐漸下降的,但到(dao)了(le)色球(qiu)層,卻又(you)反常(chang)上(shang)升,到(dao)接近頂端的溫度大(da)約(yue)在(zai)20000K。
日(ri)冕是太陽大(da)氣的(de)最外層,它由高溫、低密度(du)的(de)等離子體(ti)所組成(cheng),日(ri)冕的(de)溫度(du)高達百(bai)萬度(du)。
太陽看(kan)起來很(hen)平(ping)靜(jing),實際(ji)上(shang)無時無刻不(bu)在發生劇烈的(de)活動(dong)。太陽由里向外分別(bie)為太陽核反應區(qu)、太陽對(dui)流層、太陽大氣(qi)(qi)層。其中22億(yi)分之一的(de)能量輻射到地球(qiu)(qiu),成(cheng)為地球(qiu)(qiu)上(shang)光(guang)和熱的(de)主要來源。太陽表面和大氣(qi)(qi)層中的(de)活動(dong)現(xian)象(xiang),諸如太陽黑子、耀斑和日冕物(wu)質(zhi)噴發(日珥)等,會使太陽風(feng)大大增強,造成(cheng)許多地球(qiu)(qiu)物(wu)理現(xian)象(xiang)──例如極光(guang)增多、大氣(qi)(qi)電離層和地磁的(de)變化。
太(tai)陽活動和太(tai)陽風(feng)(feng)的(de)增強(qiang)還會嚴(yan)重干擾地(di)球(qiu)上無線電(dian)通訊(xun)及(ji)航(hang)天(tian)設(she)備的(de)正(zheng)常工作(zuo),使衛星上的(de)精密電(dian)子(zi)儀器遭(zao)受損害,地(di)面通訊(xun)網(wang)絡(luo)、電(dian)力(li)控制網(wang)絡(luo)發(fa)生混亂,甚至(zhi)可(ke)能對航(hang)天(tian)飛(fei)機(ji)和空間站中宇航(hang)員的(de)生命構成威(wei)脅。因此,監測太(tai)陽活動和太(tai)陽風(feng)(feng)的(de)強(qiang)度,適時作(zuo)出“空間氣(qi)象”預報,越(yue)來越(yue)顯得(de)重要。
4000年(nian)(nian)(nian)(nian)(nian)前(qian)古時(shi)候祖先肉眼都看(kan)到(dao)(dao)了像3條(tiao)腿的(de)烏(wu)鴉的(de)黑(hei)(hei)(hei)(hei)子(zi)(zi)(zi),通過(guo)一般的(de)光(guang)學(xue)望遠鏡觀測太(tai)(tai)陽(yang)(yang),觀測到(dao)(dao)的(de)是光(guang)球(qiu)層(ceng)的(de)活(huo)(huo)動(dong)。在(zai)光(guang)球(qiu)上(shang)常常可(ke)以(yi)看(kan)到(dao)(dao)很(hen)多(duo)(duo)黑(hei)(hei)(hei)(hei)色斑點,它們叫(jiao)做“太(tai)(tai)陽(yang)(yang)黑(hei)(hei)(hei)(hei)子(zi)(zi)(zi)”。太(tai)(tai)陽(yang)(yang)黑(hei)(hei)(hei)(hei)子(zi)(zi)(zi)在(zai)日面上(shang)的(de)大(da)小、多(duo)(duo)少、位置(zhi)和形態等(deng),每(mei)天都不同。太(tai)(tai)陽(yang)(yang)黑(hei)(hei)(hei)(hei)子(zi)(zi)(zi)是光(guang)球(qiu)層(ceng)物(wu)質劇(ju)烈運動(dong)而形成的(de)局部強磁(ci)場(chang)區域,也(ye)是光(guang)球(qiu)層(ceng)活(huo)(huo)動(dong)的(de)重要(yao)標志。長期觀測太(tai)(tai)陽(yang)(yang)黑(hei)(hei)(hei)(hei)子(zi)(zi)(zi)就會發現,有(you)的(de)年(nian)(nian)(nian)(nian)(nian)份(fen)黑(hei)(hei)(hei)(hei)子(zi)(zi)(zi)多(duo)(duo),有(you)的(de)年(nian)(nian)(nian)(nian)(nian)份(fen)黑(hei)(hei)(hei)(hei)子(zi)(zi)(zi)少,有(you)時(shi)甚至(zhi)幾天,幾十(shi)天日面上(shang)都沒有(you)黑(hei)(hei)(hei)(hei)子(zi)(zi)(zi)。天文學(xue)家們早就注意到(dao)(dao),太(tai)(tai)陽(yang)(yang)黑(hei)(hei)(hei)(hei)子(zi)(zi)(zi)從最多(duo)(duo)或最少的(de)年(nian)(nian)(nian)(nian)(nian)份(fen)到(dao)(dao)下一次(ci)最多(duo)(duo)或最少的(de)年(nian)(nian)(nian)(nian)(nian)份(fen),大(da)約(yue)相隔(ge)11年(nian)(nian)(nian)(nian)(nian)。也(ye)就是說,太(tai)(tai)陽(yang)(yang)黑(hei)(hei)(hei)(hei)子(zi)(zi)(zi)有(you)平均11年(nian)(nian)(nian)(nian)(nian)的(de)活(huo)(huo)動(dong)周期,這(zhe)也(ye)是整個太(tai)(tai)陽(yang)(yang)的(de)活(huo)(huo)動(dong)周期。天文學(xue)家把太(tai)(tai)陽(yang)(yang)黑(hei)(hei)(hei)(hei)子(zi)(zi)(zi)最多(duo)(duo)的(de)年(nian)(nian)(nian)(nian)(nian)份(fen)稱之(zhi)為“太(tai)(tai)陽(yang)(yang)活(huo)(huo)動(dong)峰年(nian)(nian)(nian)(nian)(nian)”,把太(tai)(tai)陽(yang)(yang)黑(hei)(hei)(hei)(hei)子(zi)(zi)(zi)最少的(de)年(nian)(nian)(nian)(nian)(nian)份(fen)稱之(zhi)為“太(tai)(tai)陽(yang)(yang)活(huo)(huo)動(dong)谷年(nian)(nian)(nian)(nian)(nian)”。
經(jing)過數(shu)世(shi)紀的(de)研究,人類對太陽黑子的(de)研究已經(jing)有了一定的(de)成果。
分為以下幾點:
1.太(tai)陽黑子是太(tai)陽表面溫度相對較低(di)而顯(xian)得(de)黑的(de)區域(yu)。
2.黑子(zi)會對地球的磁場和電離層產生干擾,指南針(zhen)不能正確指示方向,動物迷路(lu),無線(xian)電通訊受到嚴重影響或中(zhong)斷(duan),直接危害飛(fei)機、輪船、人造衛星等(deng)通訊系統安(an)全。
太陽(yang)黑子活動的(de)高(gao)峰期,太陽(yang)會發射大量的(de)高(gao)能粒子流與X射線,引(yin)起地球磁(ci)暴(bao)現象,導致氣候異常,地球上微生物因此大量繁殖,這就為(wei)流行疾(ji)病提(ti)供了溫床(chuang)。
同時,太陽(yang)黑子(zi)的(de)(de)活動,還會引起(qi)生(sheng)(sheng)(sheng)物體(ti)物質出(chu)現(xian)電(dian)離現(xian)象(xiang),引起(qi)感冒病毒(du)中遺傳因(yin)子(zi)變(bian)異,或者(zhe)發生(sheng)(sheng)(sheng)突變(bian)性(xing)的(de)(de)遺傳,產生(sheng)(sheng)(sheng)強感染力的(de)(de)亞(ya)型流感病毒(du),形成流行性(xing)感冒,或者(zhe)導致人體(ti)的(de)(de)生(sheng)(sheng)(sheng)理發生(sheng)(sheng)(sheng)其(qi)他復雜的(de)(de)生(sheng)(sheng)(sheng)化反應,影響健康。
因(yin)此,太陽(yang)黑子(zi)量(liang)達到高峰(feng)期(qi)時(shi),人(ren)類要及早預防流(liu)行性疾病(bing)。
有趣的(de)(de)(de)是(shi),一位瑞士(shi)天文學家(jia)發(fa)現(xian),太陽黑子(zi)(zi)多的(de)(de)(de)時(shi)候(hou)(hou),氣候(hou)(hou)干燥,農(nong)業豐收(shou),黑子(zi)(zi)少的(de)(de)(de)時(shi)候(hou)(hou),暴雨成災。地(di)震工作者發(fa)現(xian),太陽黑子(zi)(zi)數(shu)目增多的(de)(de)(de)時(shi)候(hou)(hou),地(di)球上的(de)(de)(de)地(di)震也多。植物學家(jia)發(fa)現(xian),植物的(de)(de)(de)生長也隨(sui)著太陽黑子(zi)(zi)的(de)(de)(de)出現(xian)而呈現(xian)11年周期的(de)(de)(de)變化,黑子(zi)(zi)多長得快,黑子(zi)(zi)少長得慢。
太陽(yang)(yang)耀(yao)斑(ban)是(shi)(shi)一種劇烈的太陽(yang)(yang)活動,是(shi)(shi)太陽(yang)(yang)能量高(gao)度(du)集中釋放(fang)的過程(cheng)。一般(ban)認為(wei)發(fa)(fa)生在色球層中,所以(yi)也叫(jiao)“色球爆發(fa)(fa)”。其主要(yao)觀(guan)測特(te)征(zheng)是(shi)(shi),日(ri)面上(常在黑子群上空)突然出(chu)現(xian)迅速(su)發(fa)(fa)展(zhan)的亮(liang)斑(ban)閃耀(yao),其壽命僅在幾(ji)分鐘(zhong)到(dao)幾(ji)十分鐘(zhong)之間,亮(liang)度(du)上升迅速(su),下降較慢。特(te)別是(shi)(shi)在太陽(yang)(yang)活動峰年,耀(yao)斑(ban)出(chu)現(xian)頻繁且強(qiang)度(du)變強(qiang)。
別看(kan)它只是一(yi)(yi)(yi)個(ge)亮(liang)點(dian),一(yi)(yi)(yi)旦出現(xian),簡直是一(yi)(yi)(yi)次驚天動地的(de)(de)大(da)爆發。這一(yi)(yi)(yi)增亮(liang)釋放(fang)的(de)(de)能(neng)量(liang)相當于10萬(wan)至100萬(wan)次強火山爆發的(de)(de)總能(neng)量(liang),或(huo)相當于上百億枚百噸級氫彈的(de)(de)爆炸(zha);而一(yi)(yi)(yi)次較(jiao)大(da)的(de)(de)耀斑爆發,在一(yi)(yi)(yi)二十分鐘內可釋放(fang)10的(de)(de)25次冪焦耳的(de)(de)巨大(da)能(neng)量(liang)。
除了日面(mian)局部突(tu)(tu)然增亮的現象(xiang)外(wai),耀斑更(geng)主要表現在從射(she)(she)電(dian)波段直到X射(she)(she)線的輻(fu)射(she)(she)通量的突(tu)(tu)然增強;耀斑所發射(she)(she)的輻(fu)射(she)(she)種類繁多,除可見光外(wai),有紫(zi)外(wai)線、X射(she)(she)線和伽瑪(ma)射(she)(she)線,有紅外(wai)線和射(she)(she)電(dian)輻(fu)射(she)(she),還有沖(chong)擊波和高能粒子流,甚(shen)至有能量特高的宇宙射(she)(she)線。
耀斑對地球(qiu)空間環境造成很大影(ying)響(xiang)。太陽色球(qiu)層(ceng)中一聲爆(bao)炸(zha),地球(qiu)大氣(qi)(qi)層(ceng)即刻(ke)出現繚繞余音。耀斑爆(bao)發(fa)時(shi),發(fa)出大量的(de)(de)(de)高能粒(li)子到(dao)達地球(qiu)軌道附近(jin)(jin)時(shi),將會嚴(yan)重危及(ji)宇(yu)宙飛行(xing)器內的(de)(de)(de)宇(yu)航員和儀器的(de)(de)(de)安全。當耀斑輻射(she)來(lai)到(dao)地球(qiu)附近(jin)(jin)時(shi),與(yu)大氣(qi)(qi)分子發(fa)生劇烈碰撞(zhuang),破壞電(dian)離層(ceng),使(shi)它失去反射(she)無(wu)線電(dian)電(dian)波(bo)的(de)(de)(de)功能。無(wu)線電(dian)通(tong)(tong)信(xin)尤其(qi)是短波(bo)通(tong)(tong)信(xin),以及(ji)電(dian)視臺、電(dian)臺廣播,會受到(dao)干擾(rao)甚至中斷(duan)。耀斑發(fa)射(she)的(de)(de)(de)高能帶電(dian)粒(li)子流(liu)與(yu)地球(qiu)高層(ceng)大氣(qi)(qi)作用,產生極光(guang),并(bing)干擾(rao)地球(qiu)磁場而(er)引起磁暴。
此(ci)外,耀斑對氣象(xiang)和水文等方(fang)面也有著(zhu)不(bu)同程(cheng)度的(de)直接或(huo)間接影響正(zheng)因(yin)為如(ru)此(ci),人們對耀斑爆發的(de)探測和預(yu)報的(de)關切(qie)程(cheng)度與日俱(ju)增,正(zheng)在努力揭開耀斑的(de)奧秘。
太(tai)(tai)陽(yang)光(guang)(guang)球(qiu)(qiu)層(ceng)上比周(zhou)圍更明亮的(de)(de)斑(ban)狀組(zu)織。用天(tian)文望(wang)遠鏡對它觀(guan)測時,常常可以(yi)(yi)發現:在光(guang)(guang)球(qiu)(qiu)層(ceng)的(de)(de)表(biao)面(mian)(mian)有的(de)(de)明亮有的(de)(de)深(shen)暗(an)。這(zhe)種明暗(an)斑(ban)點(dian)是由于這(zhe)里(li)的(de)(de)溫度高(gao)(gao)低不同而形成的(de)(de),比較(jiao)深(shen)暗(an)的(de)(de)斑(ban)點(dian)叫做“太(tai)(tai)陽(yang)黑(hei)子”,比較(jiao)明亮的(de)(de)斑(ban)點(dian)叫做“光(guang)(guang)斑(ban)”。光(guang)(guang)斑(ban)常在太(tai)(tai)陽(yang)表(biao)面(mian)(mian)的(de)(de)邊(bian)緣(yuan)“表(biao)演”,卻很少在太(tai)(tai)陽(yang)表(biao)面(mian)(mian)的(de)(de)中(zhong)心(xin)(xin)區露(lu)面(mian)(mian)。因(yin)為(wei)太(tai)(tai)陽(yang)表(biao)面(mian)(mian)中(zhong)心(xin)(xin)區的(de)(de)輻射屬于光(guang)(guang)球(qiu)(qiu)層(ceng)的(de)(de)較(jiao)深(shen)氣層(ceng),而邊(bian)緣(yuan)的(de)(de)光(guang)(guang)主要來(lai)源光(guang)(guang)球(qiu)(qiu)層(ceng)較(jiao)高(gao)(gao)部位,所(suo)以(yi)(yi),光(guang)(guang)斑(ban)比太(tai)(tai)陽(yang)表(biao)面(mian)(mian)高(gao)(gao)些,可以(yi)(yi)算得上是光(guang)(guang)球(qiu)(qiu)層(ceng)上的(de)(de)“高(gao)(gao)原”。
光(guang)(guang)斑(ban)(ban)也是(shi)太陽(yang)(yang)上(shang)(shang)一種強(qiang)烈(lie)風暴(bao),天(tian)文(wen)學(xue)家把它戲稱為(wei)“高(gao)原(yuan)風暴(bao)”。不(bu)(bu)(bu)過(guo),與(yu)烏云翻滾,大雨滂沱,狂風卷地百草折的地面(mian)風暴(bao)相比,“高(gao)原(yuan)風暴(bao)”的性格要溫(wen)和得多。光(guang)(guang)斑(ban)(ban)的亮度只(zhi)(zhi)比寧(ning)靜(jing)光(guang)(guang)球(qiu)層(ceng)略強(qiang)一些,一般只(zhi)(zhi)大10%;溫(wen)度比寧(ning)靜(jing)光(guang)(guang)球(qiu)層(ceng)高(gao)300℃。許多光(guang)(guang)斑(ban)(ban)與(yu)太陽(yang)(yang)黑(hei)子(zi)還結下(xia)(xia)不(bu)(bu)(bu)解之緣,常常環繞在太陽(yang)(yang)黑(hei)子(zi)周圍(wei)“表(biao)演”。少部分光(guang)(guang)斑(ban)(ban)與(yu)太陽(yang)(yang)黑(hei)子(zi)無關,活(huo)躍在70°高(gao)緯區域(yu),面(mian)積比較小,光(guang)(guang)斑(ban)(ban)平均壽命約為(wei)15天(tian),較大的光(guang)(guang)斑(ban)(ban)壽命可達三個月(yue)。光(guang)(guang)斑(ban)(ban)不(bu)(bu)(bu)僅(jin)出(chu)現在光(guang)(guang)球(qiu)層(ceng)上(shang)(shang),色(se)球(qiu)層(ceng)上(shang)(shang)也有它活(huo)動的場所(suo)(suo)。當(dang)它在色(se)球(qiu)層(ceng)上(shang)(shang)“表(biao)演”時,活(huo)動的位置(zhi)與(yu)在光(guang)(guang)球(qiu)層(ceng)上(shang)(shang)露面(mian)時大致吻合。不(bu)(bu)(bu)過(guo),出(chu)現在色(se)球(qiu)層(ceng)上(shang)(shang)的不(bu)(bu)(bu)叫(jiao)“光(guang)(guang)斑(ban)(ban)”,而叫(jiao)“譜(pu)斑(ban)(ban)”。實(shi)際(ji)上(shang)(shang),光(guang)(guang)斑(ban)(ban)與(yu)譜(pu)斑(ban)(ban)是(shi)同一個整體(ti),只(zhi)(zhi)是(shi)因為(wei)它們的“住(zhu)所(suo)(suo)”高(gao)度不(bu)(bu)(bu)同而已,這就(jiu)好比是(shi)一幢樓(lou)(lou)房,光(guang)(guang)斑(ban)(ban)住(zhu)在樓(lou)(lou)下(xia)(xia),譜(pu)斑(ban)(ban)住(zhu)在樓(lou)(lou)上(shang)(shang)。
米粒組織是(shi)太(tai)陽光球層上(shang)的一種日面(mian)結構。呈多角形(xing)小顆粒形(xing)狀,得(de)(de)用(yong)天文望遠(yuan)鏡才能觀測到。米粒組織的溫度比米粒間區域的溫度約高300℃,因此,顯得(de)(de)比較明亮易見。雖說它們是(shi)小顆粒,實際的直(zhi)徑也有1000公(gong)里~2000公(gong)里。
明(ming)亮的(de)米(mi)粒組(zu)織很(hen)可(ke)能是從對(dui)流層上升到(dao)光球的(de)熱氣團,不隨時(shi)間變(bian)化且(qie)均勻分布,且(qie)呈現激烈的(de)起伏運(yun)動(dong)。米(mi)粒組(zu)織上升到(dao)一(yi)定的(de)高度時(shi)很(hen)快就會變(bian)冷,并馬上沿(yan)著上升熱氣流之間的(de)空隙處下降(jiang);壽命(ming)也非常短(duan)暫來去匆匆,從產生到(dao)消(xiao)失,幾(ji)乎比地(di)球大氣層中的(de)云消(xiao)煙(yan)散還要快平均壽命(ming)只(zhi)有幾(ji)分鐘,此外(wai),發(fa)現的(de)超米(mi)粒組(zu)織,其尺(chi)度達3萬公里左(zuo)右,壽命(ming)約為20小時(shi)。
太陽風是(shi)一種連續(xu)存在,來(lai)自太陽并以200-800km/s的(de)(de)速度(du)運動的(de)(de)等離子(zi)體流這(zhe)種物質雖然與地球上的(de)(de)空(kong)氣(qi)不同(tong),不是(shi)由氣(qi)體的(de)(de)分(fen)子(zi)組(zu)成,而(er)是(shi)由更簡(jian)單的(de)(de)比原子(zi)還小一個層(ceng)次的(de)(de)基本粒子(zi)——質子(zi)和電子(zi)等組(zu)成,但它們流動時所(suo)產生的(de)(de)效應與空(kong)氣(qi)流動十分(fen)相(xiang)似,所(suo)以稱它為太陽風。
當然,太(tai)陽風(feng)(feng)(feng)的(de)(de)密度與地球(qiu)(qiu)上的(de)(de)風(feng)(feng)(feng)的(de)(de)密度相比,是非常非常稀(xi)(xi)薄(bo)而(er)微不(bu)足道的(de)(de),一般(ban)情況下,在(zai)地球(qiu)(qiu)附(fu)近(jin)的(de)(de)行星際空間中,每立方厘(li)米有幾個(ge)到(dao)幾十(shi)個(ge)粒子(zi)。而(er)地球(qiu)(qiu)上風(feng)(feng)(feng)的(de)(de)密度則為每立方厘(li)米有2687億億個(ge)分子(zi)。太(tai)陽風(feng)(feng)(feng)雖然十(shi)分稀(xi)(xi)薄(bo),但它(ta)刮起(qi)來的(de)(de)猛(meng)烈(lie)勁卻遠(yuan)遠(yuan)勝過地球(qiu)(qiu)上的(de)(de)風(feng)(feng)(feng)。在(zai)地球(qiu)(qiu)上,12級臺風(feng)(feng)(feng)的(de)(de)風(feng)(feng)(feng)速(su)是每秒32.5米以上而(er)太(tai)陽風(feng)(feng)(feng)的(de)(de)風(feng)(feng)(feng)速(su),在(zai)地球(qiu)(qiu)附(fu)近(jin)卻經常保(bao)持在(zai)每秒350~450千米,是地球(qiu)(qiu)風(feng)(feng)(feng)速(su)的(de)(de)上萬倍,最猛(meng)烈(lie)時可達每秒800千米以上。
太(tai)陽(yang)(yang)(yang)風從太(tai)陽(yang)(yang)(yang)大氣最外層的日冕,向空間持(chi)續拋射出(chu)來(lai)的物質(zhi)粒(li)(li)子(zi)(zi)流(liu)(liu)。這種(zhong)粒(li)(li)子(zi)(zi)流(liu)(liu)是從冕洞中噴射出(chu)來(lai)的,其主要成分(fen)是氫粒(li)(li)子(zi)(zi)和(he)氦粒(li)(li)子(zi)(zi)。太(tai)陽(yang)(yang)(yang)風有(you)兩種(zhong):一(yi)(yi)種(zhong)持(chi)續不斷(duan)地輻(fu)(fu)射出(chu)來(lai),速(su)度較(jiao)小(xiao),粒(li)(li)子(zi)(zi)含(han)量(liang)也(ye)(ye)較(jiao)少,被稱為“持(chi)續太(tai)陽(yang)(yang)(yang)風”;另一(yi)(yi)種(zhong)是在太(tai)陽(yang)(yang)(yang)活動時輻(fu)(fu)射出(chu)來(lai),速(su)度較(jiao)大,粒(li)(li)子(zi)(zi)含(han)量(liang)也(ye)(ye)較(jiao)多,這種(zhong)太(tai)陽(yang)(yang)(yang)風被稱為“擾動太(tai)陽(yang)(yang)(yang)風”。擾動太(tai)陽(yang)(yang)(yang)風對地球的影響很大,當它抵達地球時,往(wang)往(wang)引起(qi)很大的磁暴與(yu)強烈(lie)的極(ji)光,同時也(ye)(ye)產生電離層騷擾。
冕(mian)洞(dong)(dong)的(de)(de)分(fen)布(bu)區(qu)域可(ke)(ke)達太陽表面(mian)多數地區(qu),尤其(qi)是(shi)在(zai)太陽的(de)(de)兩極地區(qu),科學家已經發現(xian)冕(mian)洞(dong)(dong)內部存(cun)在(zai)磁(ci)場(chang)線的(de)(de)閉合和(he)開(kai)放,如果磁(ci)場(chang)線突(tu)然打開(kai)或者閉合,那么太陽表面(mian)就會出(chu)現(xian)較大(da)(da)范(fan)圍的(de)(de)冕(mian)洞(dong)(dong)覆蓋(gai)現(xian)象,其(qi)分(fen)布(bu)區(qu)域遠大(da)(da)于兩極地區(qu),冕(mian)洞(dong)(dong)形成時可(ke)(ke)攜帶大(da)(da)量的(de)(de)炙熱(re)等(deng)離子體,磁(ci)場(chang)線開(kai)放的(de)(de)區(qu)域可(ke)(ke)以看到冕(mian)洞(dong)(dong)的(de)(de)一(yi)些(xie)細節(jie)上(shang)變化(hua),比如冕(mian)洞(dong)(dong)周圍出(chu)現(xian)類似(si)浪花狀的(de)(de)結構等(deng)。
事(shi)實上(shang),冕洞(dong)分布在日冕物質中密度(du)較低的空間(jian),而且(qie)溫度(du)極高,可達到數百萬度(du)。
太(tai)(tai)陽(yang)動力學天文臺目(mu)前正(zheng)在監(jian)視(shi)太(tai)(tai)陽(yang)表面的(de)異常變(bian)化,太(tai)(tai)陽(yang)正(zheng)處于(yu)為期11年的(de)活動周(zhou)期高峰(feng)時段,未來我們還將看到強烈的(de)太(tai)(tai)陽(yang)耀斑以及日冕物質拋射等現象。
這些太陽(yang)活(huo)動的(de)背(bei)后都有磁場因素的(de)介入,對(dui)太陽(yang)活(huo)動的(de)判斷(duan)似乎較為困難(nan)。科學家(jia)還(huan)發(fa)現如果(guo)冕洞(dong)發(fa)生的(de)區域(yu)分布在太陽(yang)表面的(de)高緯度地區,那(nei)么可(ke)形(xing)成速度較快的(de)太陽(yang)風(feng)。
太(tai)(tai)陽(yang)上絕(jue)大多數的氫(qing)正逐漸燃(ran)燒轉變為氦,可(ke)以說太(tai)(tai)陽(yang)正處(chu)于最穩定的主(zhu)序星(xing)階段(duan)。對太(tai)(tai)陽(yang)這樣質(zhi)量的恒(heng)星(xing)而(er)言,主(zhu)序星(xing)階段(duan)約可(ke)持續(xu)110億年。恒(heng)星(xing)由于放出光而(er)慢(man)慢(man)地(di)在(zai)收(shou)縮,而(er)在(zai)收(shou)縮過程中,中心(xin)部分的密度就(jiu)會(hui)增加(jia),壓力也(ye)會(hui)升(sheng)高,使得(de)氫(qing)會(hui)燃(ran)燒得(de)更厲(li)害,這樣一來溫(wen)度就(jiu)會(hui)升(sheng)高,太(tai)(tai)陽(yang)的亮度也(ye)會(hui)逐漸增強(qiang)(qiang)(qiang)。太(tai)(tai)陽(yang)自從45億年前進入主(zhu)序星(xing)階段(duan)到如今(jin),太(tai)(tai)陽(yang)光的亮度增強(qiang)(qiang)(qiang)了30%,預計今(jin)后還會(hui)繼續(xu)增強(qiang)(qiang)(qiang),使地(di)球溫(wen)度不斷(duan)升(sheng)高。
65億年(nian)后(hou),當太(tai)陽(yang)的(de)(de)(de)(de)主(zhu)序星(xing)(xing)階(jie)段(duan)結(jie)束時,預計(ji)太(tai)陽(yang)光的(de)(de)(de)(de)亮(liang)度(du)將(jiang)是(shi)如今(jin)的(de)(de)(de)(de)2.2倍,而地(di)(di)球(qiu)(qiu)(qiu)(qiu)的(de)(de)(de)(de)平(ping)均(jun)溫度(du)要比如今(jin)高60℃左(zuo)右(you)。屆時就算(suan)地(di)(di)球(qiu)(qiu)(qiu)(qiu)上仍有海水,恐怕(pa)也快被蒸發(fa)光了(le)。若僅從平(ping)均(jun)溫度(du)來看(kan),火(huo)星(xing)(xing)反而會(hui)是(shi)最適宜人類居住的(de)(de)(de)(de)星(xing)(xing)球(qiu)(qiu)(qiu)(qiu)。在主(zhu)序星(xing)(xing)階(jie)段(duan),因(yin)恒星(xing)(xing)自身引(yin)力而造成(cheng)收縮的(de)(de)(de)(de)這股向內(nei)的(de)(de)(de)(de)力和因(yin)燃(ran)燒而引(yin)起的(de)(de)(de)(de)向外(wai)的(de)(de)(de)(de)力會(hui)互相牽制而達到(dao)平(ping)衡(heng)。但在65億年(nian)后(hou),太(tai)陽(yang)中心部分的(de)(de)(de)(de)氫會(hui)燃(ran)盡(jin),最后(hou)只剩下(xia)其(qi)周(zhou)圍的(de)(de)(de)(de)球(qiu)(qiu)(qiu)(qiu)殼狀部分有氫燃(ran)燒。在球(qiu)(qiu)(qiu)(qiu)殼內(nei)不再燃(ran)燒的(de)(de)(de)(de)區域,由(you)于抵消引(yin)力的(de)(de)(de)(de)向外(wai)的(de)(de)(de)(de)力減弱而開(kai)始(shi)急速收縮,此時太(tai)陽(yang)會(hui)越(yue)來越(yue)亮(liang),球(qiu)(qiu)(qiu)(qiu)殼外(wai)側部分因(yin)受(shou)到(dao)影響而導(dao)致溫度(du)升(sheng)高并開(kai)始(shi)膨脹,這便是(shi)另一個(ge)階(jie)段(duan)--紅(hong)巨(ju)星(xing)(xing)階(jie)段(duan)的(de)(de)(de)(de)開(kai)始(shi)。紅(hong)巨(ju)星(xing)(xing)階(jie)段(duan)會(hui)持續數億年(nian),其(qi)間太(tai)陽(yang)的(de)(de)(de)(de)亮(liang)度(du)會(hui)達到(dao)如今(jin)的(de)(de)(de)(de)2000倍,木星(xing)(xing)和土(tu)星(xing)(xing)周(zhou)圍的(de)(de)(de)(de)溫度(du)也會(hui)升(sheng)高,木星(xing)(xing)的(de)(de)(de)(de)冰衛星(xing)(xing)以及作為(wei)土(tu)星(xing)(xing)特征(zheng)的(de)(de)(de)(de)環(huan)都會(hui)被蒸發(fa)得(de)無影無蹤,最后(hou),太(tai)陽(yang)的(de)(de)(de)(de)外(wai)層部分甚至會(hui)膨脹到(dao)如今(jin)的(de)(de)(de)(de)地(di)(di)球(qiu)(qiu)(qiu)(qiu)軌(gui)道附近。
另一(yi)方(fang)面,從外(wai)層部(bu)分會(hui)不斷(duan)放出(chu)氣體(ti),最終太(tai)(tai)陽(yang)的質量(liang)會(hui)減至(zhi)(zhi)主(zhu)序星階段的60%。因(yin)太(tai)(tai)陽(yang)引力(li)減弱(ruo)之故,行(xing)(xing)星開始遠離太(tai)(tai)陽(yang)。當太(tai)(tai)陽(yang)質量(liang)減至(zhi)(zhi)原來(lai)(lai)的60%時,行(xing)(xing)星和太(tai)(tai)陽(yang)的距離要比現(xian)在(zai)擴大70%。這樣一(yi)來(lai)(lai),雖(sui)然水星和金(jin)星被吞沒的可能性極(ji)大,但地(di)球在(zai)太(tai)(tai)陽(yang)外(wai)層部(bu)分到達之前(qian)應該會(hui)拉大距離而存活下(xia)來(lai)(lai),火星和木星型行(xing)(xing)星(木星,土星,天王(wang)星,海王(wang)星)也會(hui)存活下(xia)來(lai)(lai)。
像太(tai)陽(yang)這般質(zhi)量的(de)(de)星球,在其(qi)密度已變得非常高的(de)(de)中心(xin)部(bu)(bu)分(fen)只(zhi)會(hui)(hui)(hui)收縮(suo)到一定(ding)程度,也(ye)就(jiu)是溫度只(zhi)會(hui)(hui)(hui)升高到某種(zhong)程度,中心(xin)部(bu)(bu)分(fen)的(de)(de)火會(hui)(hui)(hui)漸漸消失(shi)。太(tai)陽(yang)逐漸失(shi)去光芒(mang),膨脹的(de)(de)外層部(bu)(bu)分(fen)將收縮(suo),冷卻成致密的(de)(de)白(bai)矮星。通過紅(hong)巨星時代考驗而(er)存(cun)留下來(lai)的(de)(de)行星將會(hui)(hui)(hui)繼(ji)續圍繞太(tai)陽(yang)運行,所有(you)一切都將被(bei)凍(dong)結(jie),最后太(tai)陽(yang)系迎接的(de)(de)將會(hui)(hui)(hui)是寂靜狀態的(de)(de)結(jie)束(shu)。
若(ruo)太陽這(zhe)種恒星變為白矮星,每秒自轉(zhuan)一周。密度(du)至少為1.41×1011kg/m3。
太陽受探測歷史
時(shi)間(jian)(年(nian)) 探測器名稱(cheng) 國(guo)家 成就
1960-1968 先驅(qu)者5-9號(hao) 美國(guo) 繞(rao)太陽運行,研究太陽風、耀斑
1974-1976 太(tai)陽神1-2號(hao) 美德(de)合作 近距離高速掠過(guo)太(tai)陽表(biao)面,測量太(tai)陽風與磁場
1980 太陽極大使者 美國 收集了耀斑、太陽黑子和日(ri)珥發出(chu)的X射線(xian)。伽馬射線(xian)、紫外(wai)輻射的資料。
1990 尤利西斯 美歐合作 在太陽(yang)極區上方的太陽(yang)風以及太陽(yang)磁(ci)場
1991 陽光 日英美合作 測量了太陽耀斑(ban)發(fa)(fa)出的X射線(xian)和伽(jia)馬射線(xian)以及耀斑(ban)爆發(fa)(fa)前的狀況
1995 SOHO 美歐(ou)合(he)作 研(yan)究太(tai)陽內(nei)部結(jie)構和(he)表面發生的事(shi)件
1998 TRACE 美國 了解太(tai)陽(yang)磁場與(yu)日冕加熱(re)之間的(de)聯(lian)系
2006 STEREO 美國 全方位提供太(tai)陽爆發和太(tai)陽風的星系(xi)
2010 SDO 美國 預測太陽活動對地球(qiu)的影響
2018 Parker Solar Probe 美國 探索太陽運行機制
2021 羲和(he)(he)號 中(zhong)國 2021年10月(yue)14日18時(shi)51分,中(zhong)國在太(tai)原衛(wei)星發射中(zhong)心(xin)采(cai)用長征二號丁運載火箭(jian),成功(gong)發射首顆(ke)太(tai)陽(yang)探(tan)測科(ke)學(xue)技術試驗(yan)衛(wei)星“羲和(he)(he)號”,實現中(zhong)國太(tai)陽(yang)探(tan)測零的(de)突破。
2021 風云三號E星(xing) 中國 空間日冕探測
2022 空間新技術試驗衛星 中國 太陽過渡區的探測
2021年9月2日,中國“黎明星”風云三號E星(以下簡稱“E星”)發(fa)布首批高精(jing)度、多波(bo)段太陽圖(tu)像。在太陽極(ji)紫外動(dong)畫圖(tu)像上,太陽最外層大氣——日冕(mian)數(shu)天內的(de)變化(hua)被(bei)精(jing)準捕捉,太陽活動(dong)區、冕(mian)洞等也清晰可見。
這段風云三號E星太(tai)(tai)陽(yang)(yang)極紫外圖像做成的(de)動畫(hua)(hua)展(zhan)示了日冕2021年8月24日至(zhi)31日的(de)變化,隨著太(tai)(tai)陽(yang)(yang)緩緩地(di)自(zi)轉,太(tai)(tai)陽(yang)(yang)上(shang)的(de)活動區、冕洞等特(te)征也一一呈現在我們面前,宛若一幅壯美的(de)畫(hua)(hua)卷。耀斑(ban)類似于地(di)球(qiu)上(shang)的(de)閃電(dian)。
2022年3月(yue)(yue),歐洲航天(tian)局發布了(le)一張太(tai)陽的高(gao)分辨率(lv)圖(tu)像,號稱有史以來最高(gao)分辨率(lv)的太(tai)陽圖(tu)像,大小(xiao)為56.26MB。這是太(tai)陽軌(gui)道飛行器在(zai)大約7500萬公里的距離在(zai)極(ji)紫(zi)外光下(xia)看到(dao)的太(tai)陽。該(gai)圖(tu)像是3月(yue)(yue)7日由(you)極(ji)紫(zi)外成(cheng)像儀(EUI)儀器的高(gao)分辨率(lv)望遠鏡(jing)拍攝,將(jiang)25張單幅(fu)圖(tu)像進(jin)行了(le)拼接,每張圖(tu)像拍攝耗時10分鐘(zhong),總(zong)共花了(le)4個(ge)多小(xiao)時。
2022年8月(yue)30日,中國(guo)(guo)首顆太(tai)(tai)(tai)陽(yang)探測科學技術試驗(yan)衛星“羲和號(hao)”在(zai)國(guo)(guo)際上首次實現了(le)對(dui)太(tai)(tai)(tai)陽(yang)Hα(氫阿爾法(fa))波(bo)段的(de)(de)(de)光(guang)(guang)譜(pu)掃(sao)描成(cheng)像,記錄了(le)太(tai)(tai)(tai)陽(yang)活動在(zai)光(guang)(guang)球(qiu)層(ceng)和色球(qiu)層(ceng)的(de)(de)(de)響應過(guo)程(cheng)(cheng),通過(guo)一次掃(sao)描,可(ke)獲取376個(ge)波(bo)長位置的(de)(de)(de)太(tai)(tai)(tai)陽(yang)圖像,不同(tong)波(bo)長對(dui)應了(le)光(guang)(guang)球(qiu)和色球(qiu)不同(tong)層(ceng)次的(de)(de)(de)太(tai)(tai)(tai)陽(yang)大(da)氣。根據這些(xie)譜(pu)線(xian)的(de)(de)(de)精(jing)細結構,可(ke)反(fan)演出高精(jing)度(du)(du)的(de)(de)(de)全日面色球(qiu)和光(guang)(guang)球(qiu)多普勒速度(du)(du)場,發(fa)生在(zai)太(tai)(tai)(tai)陽(yang)大(da)氣中的(de)(de)(de)活動可(ke)被詳細記錄到(dao),進(jin)而研究太(tai)(tai)(tai)陽(yang)活動的(de)(de)(de)物理過(guo)程(cheng)(cheng)。