太(tai)陽(yang)(Sun)是太(tai)陽(yang)系(xi)的(de)(de)中(zhong)心(xin)天體,占有太(tai)陽(yang)系(xi)總體質量(liang)的(de)(de)99.86%。太(tai)陽(yang)系(xi)中(zhong)的(de)(de)八大行(xing)(xing)星、小行(xing)(xing)星、流星、彗星、外海王星天體以及星際塵埃等,都圍(wei)繞著(zhu)太(tai)陽(yang)公轉,而太(tai)陽(yang)則圍(wei)繞著(zhu)銀河系(xi)的(de)(de)中(zhong)心(xin)公轉。
太(tai)(tai)(tai)陽是(shi)位(wei)于(yu)(yu)(yu)太(tai)(tai)(tai)陽系(xi)中(zhong)心的(de)(de)恒星,它幾乎是(shi)熱等(deng)離子體與(yu)磁場交織著的(de)(de)一個理想球體。太(tai)(tai)(tai)陽直(zhi)徑大(da)約是(shi)1392000(1.392×10?)千米,相當于(yu)(yu)(yu)地(di)球直(zhi)徑的(de)(de)109倍(bei);體積大(da)約是(shi)地(di)球的(de)(de)130萬倍(bei);其質量大(da)約是(shi)2×103?千克(地(di)球的(de)(de)330000倍(bei))。從化(hua)學組成來(lai)看,現在太(tai)(tai)(tai)陽質量的(de)(de)大(da)約四分之三是(shi)氫,剩(sheng)下(xia)的(de)(de)幾乎都是(shi)氦,包(bao)括氧(yang)、碳、氖、鐵(tie)和其他(ta)的(de)(de)重元素質量少(shao)于(yu)(yu)(yu)2%,采用核聚變(bian)的(de)(de)方式向太(tai)(tai)(tai)空釋放光和熱。
太陽目前正在穿越(yue)銀河系內部邊緣獵戶臂的(de)(de)本地泡(pao)區中(zhong)的(de)(de)本星(xing)(xing)際云。在距離(li)地球17光年的(de)(de)距離(li)內有50顆最鄰近的(de)(de)恒星(xing)(xing)系(與太陽距離(li)最近的(de)(de)恒星(xing)(xing)是稱作比鄰星(xing)(xing)的(de)(de)紅矮星(xing)(xing),大約4.2光年)。
太(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)(yang)是一顆(ke)黃(huang)(huang)矮星(xing)(光(guang)譜(pu)為G2V),黃(huang)(huang)矮星(xing)的(de)(de)壽(shou)命大(da)致為100億(yi)年(nian),目(mu)前太(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)(yang)大(da)約45.7億(yi)歲。在(zai)大(da)約50至(zhi)60億(yi)年(nian)之后,太(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)(yang)內部的(de)(de)氫元(yuan)素(su)幾乎會全部消耗(hao)盡,太(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)(yang)的(de)(de)核心將(jiang)發生(sheng)坍縮,導致溫度(du)上升,這(zhe)一過程(cheng)將(jiang)一直持(chi)續(xu)到太(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)(yang)開(kai)始把氦元(yuan)素(su)聚(ju)變(bian)成碳元(yuan)素(su)。雖然氦聚(ju)變(bian)產生(sheng)的(de)(de)能量(liang)比氫聚(ju)變(bian)產生(sheng)的(de)(de)能量(liang)少,但溫度(du)也(ye)更高,因此太(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)(yang)的(de)(de)外(wai)層(ceng)將(jiang)膨(peng)脹,并且把一部分外(wai)層(ceng)大(da)氣釋放(fang)到太(tai)(tai)(tai)空中(zhong)。當轉向(xiang)新元(yuan)素(su)的(de)(de)過程(cheng)結束時,太(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)(yang)的(de)(de)質量(liang)將(jiang)稍微下降,外(wai)層(ceng)將(jiang)延伸到地球或者火星(xing)目(mu)前運行的(de)(de)軌道處(這(zhe)時由于(yu)太(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)(yang)質量(liang)的(de)(de)下降,這(zhe)兩顆(ke)行星(xing)將(jiang)會離太(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)(yang)更遠)。
太(tai)(tai)陽(yang)是在(zai)大(da)約45.7億年(nian)前(qian)在(zai)一個坍縮的(de)(de)(de)(de)氫分(fen)子(zi)云(yun)內形成(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)。太(tai)(tai)陽(yang)形成(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)的(de)(de)(de)(de)時間(jian)以兩種方法測量:太(tai)(tai)陽(yang)目前(qian)在(zai)主序(xu)(xu)帶上的(de)(de)(de)(de)年(nian)齡,使(shi)用(yong)恒星演化和太(tai)(tai)初核合成(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)的(de)(de)(de)(de)電腦模型確認(ren),大(da)約就是45.7億年(nian)。這(zhe)與放射性定年(nian)法得到的(de)(de)(de)(de)太(tai)(tai)陽(yang)最古(gu)老的(de)(de)(de)(de)物(wu)質(zhi)是45.67億年(nian)非常的(de)(de)(de)(de)吻合。太(tai)(tai)陽(yang)在(zai)其主序(xu)(xu)的(de)(de)(de)(de)演化階段已經到了中年(nian)期,在(zai)這(zhe)個階段的(de)(de)(de)(de)核聚(ju)變是在(zai)核心將氫聚(ju)變成(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)氦。每秒中有超過400萬噸的(de)(de)(de)(de)物(wu)質(zhi)在(zai)太(tai)(tai)陽(yang)的(de)(de)(de)(de)核心轉化成(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)能量,產生中微子(zi)和太(tai)(tai)陽(yang)輻射。以這(zhe)個速率,到目前(qian)為(wei)止,太(tai)(tai)陽(yang)大(da)約轉化了100個地球質(zhi)量的(de)(de)(de)(de)物(wu)質(zhi)成(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)為(wei)能量,太(tai)(tai)陽(yang)在(zai)主序(xu)(xu)帶上耗費的(de)(de)(de)(de)時間(jian)總共(gong)大(da)約為(wei)100億年(nian)。
太陽(yang)沒有足夠的(de)(de)(de)質量爆發成(cheng)為(wei)超(chao)新(xin)星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing),替(ti)代的(de)(de)(de)是,在約50億年后(hou)它將(jiang)進(jin)(jin)入紅(hong)巨星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)的(de)(de)(de)階段(duan)(duan),氦(hai)核(he)(he)心(xin)為(wei)抵抗引力而收縮(suo)(suo),同時(shi)變熱;緊挨(ai)核(he)(he)心(xin)的(de)(de)(de)氫包層因溫度(du)上升(sheng)而加速聚(ju)(ju)變,結果產生(sheng)的(de)(de)(de)熱量持續(xu)增加,傳導到外(wai)層,使(shi)其向外(wai)膨脹。當(dang)(dang)核(he)(he)心(xin)的(de)(de)(de)溫度(du)達到1億K時(shi),氦(hai)聚(ju)(ju)變將(jiang)開(kai)始進(jin)(jin)行(xing)并燃燒生(sheng)成(cheng)碳。由于(yu)此時(shi)的(de)(de)(de)氦(hai)核(he)(he)心(xin)已經相當(dang)(dang)于(yu)一個小型(xing)“白矮(ai)星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)”(電子(zi)(zi)簡并態),熱失控的(de)(de)(de)氦(hai)聚(ju)(ju)變將(jiang)導致氦(hai)閃,釋放的(de)(de)(de)巨大(da)能量使(shi)太陽(yang)核(he)(he)心(xin)大(da)幅度(du)膨脹,解(jie)除(chu)了(le)電子(zi)(zi)簡并態,然后(hou)核(he)(he)心(xin)剩余的(de)(de)(de)氦(hai)進(jin)(jin)行(xing)穩定的(de)(de)(de)聚(ju)(ju)變。從外(wai)部(bu)看,太陽(yang)將(jiang)如新(xin)星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)般突然增亮(liang)5~10個星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)等(deng)(相比(bi)于(yu)此前(qian)的(de)(de)(de)“紅(hong)巨星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)”階段(duan)(duan)),接著體積(ji)大(da)幅度(du)縮(suo)(suo)小,變得比(bi)原先(xian)的(de)(de)(de)紅(hong)巨星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)暗淡(dan)得多(但仍(reng)將(jiang)比(bi)現在的(de)(de)(de)太陽(yang)亮(liang)),直到核(he)(he)心(xin)的(de)(de)(de)碳逐步(bu)累積(ji),再次進(jin)(jin)入核(he)(he)心(xin)收縮(suo)(suo)、外(wai)層膨脹階段(duan)(duan)。這就是漸近(jin)巨星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)分(fen)支階段(duan)(duan)。
地(di)(di)(di)球(qiu)的(de)(de)(de)命(ming)運是(shi)不確定的(de)(de)(de),當太(tai)陽(yang)(yang)成為(wei)(wei)紅巨星時,其半(ban)徑大約會(hui)是(shi)現(xian)在(zai)的(de)(de)(de)200倍,表(biao)面可(ke)(ke)能(neng)將膨(peng)脹至地(di)(di)(di)球(qiu)現(xian)在(zai)的(de)(de)(de)軌道——1AU(1.5×1011m)。然而,當太(tai)陽(yang)(yang)成為(wei)(wei)漸(jian)近巨星分支的(de)(de)(de)恒星時,由于恒星風(feng)的(de)(de)(de)作(zuo)用(yong),它大約已經流失30%的(de)(de)(de)質量,所以地(di)(di)(di)球(qiu)的(de)(de)(de)軌道會(hui)向外移動。如(ru)果只是(shi)這(zhe)樣,地(di)(di)(di)球(qiu)或許可(ke)(ke)以幸免,但(dan)新的(de)(de)(de)研(yan)究(jiu)認為(wei)(wei)地(di)(di)(di)球(qiu)可(ke)(ke)能(neng)會(hui)因為(wei)(wei)潮(chao)汐的(de)(de)(de)相(xiang)互作(zuo)用(yong)而被(bei)(bei)太(tai)陽(yang)(yang)吞噬掉。但(dan)即使地(di)(di)(di)球(qiu)能(neng)逃脫被(bei)(bei)太(tai)陽(yang)(yang)焚毀的(de)(de)(de)命(ming)運,地(di)(di)(di)球(qiu)上的(de)(de)(de)水仍(reng)然都會(hui)沸騰(teng),大部分的(de)(de)(de)氣體都會(hui)逃逸入太(tai)空。
即使太(tai)(tai)陽仍(reng)(reng)在(zai)主序帶(dai)的(de)(de)(de)現階(jie)段,太(tai)(tai)陽的(de)(de)(de)光度(du)(du)仍(reng)(reng)然在(zai)緩慢的(de)(de)(de)增(zeng)(zeng)加(每10億年(nian)約(yue)增(zeng)(zeng)加10%),表面的(de)(de)(de)溫(wen)度(du)(du)也緩緩的(de)(de)(de)提(ti)升。太(tai)(tai)陽過去(qu)的(de)(de)(de)光度(du)(du)比較(jiao)暗淡,這(zhe)可(ke)能是生(sheng)命在(zai)10億年(nian)前才出(chu)現在(zai)陸地(di)(di)上(shang)的(de)(de)(de)原因。太(tai)(tai)陽的(de)(de)(de)溫(wen)度(du)(du)若依照這(zhe)樣的(de)(de)(de)速(su)率增(zeng)(zeng)加,在(zai)未來的(de)(de)(de)10億年(nian),地(di)(di)球可(ke)能會變得太(tai)(tai)熱,使水不再能以液態存在(zai)于(yu)地(di)(di)球表面,而使地(di)(di)球上(shang)所有(you)的(de)(de)(de)生(sheng)物趨(qu)于(yu)滅絕。
繼紅巨(ju)星階段之后,激(ji)烈的熱脈動(dong)將導致(zhi)太陽外(wai)層的氣體(ti)逃逸,形成(cheng)行星狀星云。在外(wai)層被剝離后,唯一留(liu)存下來的就是恒(heng)星炙熱的核心——白矮(ai)星,并在數十億年中逐漸(jian)冷卻和黯淡。這是低質量與中質量恒(heng)星演化的典型。
太陽(yang)是(shi)一個(ge)巨(ju)大(da)而(er)熾熱的氣體星球(qiu)。知(zhi)道(dao)了日(ri)地距離,再(zai)從地球(qiu)上測得(de)太陽(yang)圓面(mian)的視角(jiao)直(zhi)徑(jing),從簡單(dan)的三角(jiao)關(guan)系就可以(yi)(yi)求(qiu)出太陽(yang)的半(ban)徑(jing)為(wei)(wei)69.6萬千米,是(shi)地球(qiu)半(ban)徑(jing)的109倍。由(you)此可以(yi)(yi)算出太陽(yang)的體積為(wei)(wei)地球(qiu)的130萬倍。
天文學家根據開普(pu)勒行星(xing)(xing)運動的(de)(de)第(di)三(san)定律,利用地(di)球(qiu)的(de)(de)質量(liang)(liang)和它環(huan)繞太(tai)陽(yang)運轉的(de)(de)軌道半(ban)徑及周期,還可以推算(suan)出(chu)太(tai)陽(yang)的(de)(de)質量(liang)(liang)為1.989×103?千克,這(zhe)個質量(liang)(liang)是地(di)球(qiu)的(de)(de)33萬倍。并(bing)且集中(zhong)了太(tai)陽(yang)系(xi)99.86%的(de)(de)質量(liang)(liang)。但(dan)是,即(ji)使(shi)這(zhe)樣一個龐然(ran)大物,在茫(mang)(mang)茫(mang)(mang)宇(yu)宙之中(zhong),卻也不過只是一顆質量(liang)(liang)中(zhong)等的(de)(de)普(pu)通恒(heng)星(xing)(xing)而已(yi)。
由太(tai)陽(yang)(yang)的(de)(de)體積和質量(liang),可(ke)以(yi)計算出太(tai)陽(yang)(yang)平均密(mi)度(du)為1.409克/厘米3,約(yue)為地球平均密(mi)度(du)的(de)(de)0.26倍(bei)(bei)。太(tai)陽(yang)(yang)表面(mian)(mian)的(de)(de)重(zhong)力加速(su)度(du)等于(yu)273.9810米/秒(miao)2,約(yue)為地球表面(mian)(mian)重(zhong)力加速(su)度(du)的(de)(de)28倍(bei)(bei),如果一個(ge)(ge)人(ren)站在太(tai)陽(yang)(yang)表面(mian)(mian),那(nei)么他(ta)的(de)(de)體重(zhong)將會(hui)是(shi)在地球上的(de)(de)20倍(bei)(bei)。太(tai)陽(yang)(yang)表面(mian)(mian)的(de)(de)逃(tao)逸速(su)度(du)約(yue)617.7公里/秒(miao),任何一個(ge)(ge)中性粒子的(de)(de)速(su)度(du)必(bi)須大(da)于(yu)這(zhe)個(ge)(ge)值(zhi),才能脫離太(tai)陽(yang)(yang)的(de)(de)吸(xi)引力而跑到宇宙空間中去。
太(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)(yang)只(zhi)是宇宙中(zhong)一(yi)顆(ke)十分(fen)普通的(de)恒星,但它卻是太(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)(yang)系的(de)中(zhong)心天體。太(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)(yang)系中(zhong),包含我們的(de)地球在(zai)內(nei)的(de)八大(da)行(xing)星、一(yi)些矮(ai)行(xing)星、彗(hui)星和其(qi)它無數(shu)的(de)太(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)(yang)系小天體,都在(zai)太(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)(yang)的(de)強(qiang)大(da)引力作用(yong)下環(huan)繞太(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)(yang)運行(xing)。太(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)(yang)系的(de)疆(jiang)域龐大(da),僅以冥王星為例(li),其(qi)運行(xing)軌道距離太(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)(yang)就將(jiang)近40個天文單位,也就是60億(yi)千米之遙遠,而實際上太(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)(yang)系的(de)范圍還要(yao)數(shu)十倍(bei)于此。
但(dan)是這樣一個龐(pang)大的(de)太陽(yang)系(xi)家族,在(zai)銀(yin)(yin)河系(xi)中卻(que)僅僅只是十分普通(tong)的(de)滄海(hai)一粟(su)。銀(yin)(yin)河系(xi)擁(yong)有(you)至少1000億顆以上(shang)的(de)恒星(xing),直徑約(yue)10萬(wan)光(guang)年(nian)(nian)。太陽(yang)位于(yu)銀(yin)(yin)道(dao)(dao)面(mian)(mian)(mian)(mian)之北的(de)獵戶座旋(xuan)臂上(shang),距(ju)離銀(yin)(yin)河系(xi)中心約(yue)30000光(guang)年(nian)(nian),在(zai)銀(yin)(yin)道(dao)(dao)面(mian)(mian)(mian)(mian)以北約(yue)26光(guang)年(nian)(nian),它一方面(mian)(mian)(mian)(mian)繞著銀(yin)(yin)心以每秒250公里的(de)速度旋(xuan)轉,周期(qi)大概是2.5億年(nian)(nian),另一方面(mian)(mian)(mian)(mian)又相對于(yu)周圍恒星(xing)以每秒19.7公里的(de)速度朝著織女星(xing)附近(jin)方向運動。太陽(yang)也在(zai)自(zi)轉,其周期(qi)在(zai)日(ri)面(mian)(mian)(mian)(mian)赤(chi)道(dao)(dao)帶(dai)約(yue)25天;兩極區約(yue)為35天。
太陽(yang)正在(zai)(zai)(zai)穿越銀(yin)河系(xi)(xi)內部邊緣獵戶臂的(de)本地泡(pao)區中(zhong)的(de)本星(xing)際云(yun)。在(zai)(zai)(zai)距(ju)(ju)離地球17光年的(de)距(ju)(ju)離內有50顆(ke)最(zui)鄰近(jin)的(de)恒星(xing)系(xi)(xi)(距(ju)(ju)離最(zui)近(jin)的(de)一顆(ke)恒星(xing)是(shi)紅矮星(xing),被(bei)稱為比鄰星(xing),距(ju)(ju)太陽(yang)大約4.2光年),太陽(yang)的(de)質(zhi)量在(zai)(zai)(zai)這些恒星(xing)中(zhong)排在(zai)(zai)(zai)第四(si)。太陽(yang)在(zai)(zai)(zai)距(ju)(ju)離銀(yin)河中(zhong)心24000至26000光年的(de)距(ju)(ju)離上繞著銀(yin)河公(gong)轉,從銀(yin)河北極鳥瞰,太陽(yang)沿順(shun)時針(zhen)軌道(dao)運(yun)行,大約2億2500萬至2億5000萬年繞行一周。由于銀(yin)河系(xi)(xi)在(zai)(zai)(zai)宇宙微波背景輻射(CMB)中(zhong)以550公(gong)里/秒(miao)的(de)速(su)(su)度朝向(xiang)(xiang)長蛇座(zuo)的(de)方向(xiang)(xiang)運(yun)動(dong),這兩(liang)個(ge)速(su)(su)度合(he)成之后,太陽(yang)相對于CMB的(de)速(su)(su)度是(shi)370公(gong)里/秒(miao),朝向(xiang)(xiang)巨(ju)爵座(zuo)或獅子座(zuo)的(de)方向(xiang)(xiang)運(yun)動(dong)。
在南門二(比鄰(lin)星(xing)所在的(de)(de)三合星(xing)系(xi)統)的(de)(de)位(wei)置觀看我(wo)們(men)的(de)(de)太(tai)陽(yang)時,太(tai)陽(yang)則會成(cheng)為(wei)仙(xian)后座中一顆視(shi)星(xing)等(deng)為(wei)0.5等(deng)的(de)(de)恒星(xing)。大(da)體(ti)來說,仙(xian)后座的(de)(de)外(wai)形將(jiang)會從//變成(cheng)///,太(tai)陽(yang)將(jiang)會位(wei)在仙(xian)后座ε星(xing)的(de)(de)尾端。
太陽繞(rao)銀(yin)(yin)(yin)河系中心公(gong)轉(zhuan),繞(rao)銀(yin)(yin)(yin)河系中心公(gong)轉(zhuan)周期約(yue)2.5×10?年(nian)。銀(yin)(yin)(yin)河系中心可能有巨大黑洞,但它周圍(wei)布滿了恒(heng)星,所以看(kan)上去(qu)象“銀(yin)(yin)(yin)盤”。這些(xie)恒(heng)星都繞(rao)“銀(yin)(yin)(yin)核”公(gong)轉(zhuan)。與(yu)地(di)球公(gong)轉(zhuan)不同,這些(xie)恒(heng)星公(gong)轉(zhuan)每(mei)繞(rao)一周離“銀(yin)(yin)(yin)核”會更近。
太陽和其它天(tian)體一(yi)樣,也在(zai)圍(wei)繞(rao)自(zi)(zi)(zi)己(ji)的(de)(de)軸(zhou)心自(zi)(zi)(zi)西向東自(zi)(zi)(zi)轉(zhuan),但觀測(ce)和研究表明,太陽表面不(bu)同的(de)(de)緯度(du)(du)處,自(zi)(zi)(zi)轉(zhuan)速度(du)(du)不(bu)一(yi)樣。在(zai)赤道處,太陽自(zi)(zi)(zi)轉(zhuan)一(yi)周需要(yao)(yao)25.4天(tian),而在(zai)緯度(du)(du)40處需要(yao)(yao)27.2天(tian),到了兩極地區(qu),自(zi)(zi)(zi)轉(zhuan)一(yi)周則(ze)需要(yao)(yao)35天(tian)左右。這(zhe)種自(zi)(zi)(zi)轉(zhuan)方(fang)式被稱為“較(jiao)差自(zi)(zi)(zi)轉(zhuan)”。
根據太陽(yang)(yang)活動的相對強(qiang)弱,太陽(yang)(yang)可分(fen)為寧(ning)靜太陽(yang)(yang)和(he)(he)活動太陽(yang)(yang)兩大類。寧(ning)靜太陽(yang)(yang)是一(yi)(yi)個(ge)理(li)論上假定(ding)寧(ning)靜的球對稱熱氣體球,其(qi)性(xing)質(zhi)只隨半(ban)徑而(er)變,而(er)且在任一(yi)(yi)球層(ceng)(ceng)(ceng)中都(dou)是均勻的,其(qi)目的在于研究太陽(yang)(yang)的總(zong)體結構(gou)和(he)(he)一(yi)(yi)般性(xing)質(zhi)。在這種假定(ding)下,按照由里往外的順序,太陽(yang)(yang)是由核心、輻射區、對流層(ceng)(ceng)(ceng)、光(guang)球層(ceng)(ceng)(ceng)、色球層(ceng)(ceng)(ceng)、日冕(mian)層(ceng)(ceng)(ceng)構(gou)成。光(guang)球層(ceng)(ceng)(ceng)之下稱為太陽(yang)(yang)內部(bu);光(guang)球層(ceng)(ceng)(ceng)之上稱為太陽(yang)(yang)大氣。
太陽圈電流片延伸到太陽系外,結果是來(lai)自太陽的旋轉磁場影響(xiang)到星際物質中的等離子體。
太(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)是磁力活躍的(de)(de)(de)(de)恒星(xing),它(ta)(ta)支撐一個強大(da)(da)、年(nian)(nian)復一年(nian)(nian)在(zai)變(bian)化(hua)(hua)的(de)(de)(de)(de)磁場(chang),并且(qie)大(da)(da)約每11年(nian)(nian)環(huan)繞(rao)著太(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)極大(da)(da)期(qi)反(fan)轉(zhuan)它(ta)(ta)的(de)(de)(de)(de)方向太(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)磁場(chang)會導(dao)致很多(duo)影(ying)響,稱為(wei)(wei)太(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)活動(dong),包括在(zai)太(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)表面的(de)(de)(de)(de)太(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)黑(hei)子(zi)(zi)(zi)、太(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)耀斑、和(he)攜(xie)帶著物質穿越(yue)太(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)系且(qie)不(bu)斷變(bian)化(hua)(hua)的(de)(de)(de)(de)太(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)風(feng)。太(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)活動(dong)對地球的(de)(de)(de)(de)影(ying)響包括在(zai)高緯(wei)度(du)的(de)(de)(de)(de)極光(guang),和(he)擾亂無線電(dian)通訊和(he)電(dian)力。太(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)活動(dong)被(bei)認(ren)為(wei)(wei)在(zai)太(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)系的(de)(de)(de)(de)形成(cheng)和(he)演化(hua)(hua)扮演了(le)很重要的(de)(de)(de)(de)角色,太(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)因為(wei)(wei)高溫的(de)(de)(de)(de)緣故,所有的(de)(de)(de)(de)物質都(dou)是氣體(ti)和(he)等離(li)子(zi)(zi)(zi)體(ti),這使得太(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)的(de)(de)(de)(de)轉(zhuan)速可能(neng)在(zai)赤道(大(da)(da)約25天)較快(kuai),而不(bu)是高緯(wei)度(du)(在(zai)兩極約為(wei)(wei)35天)太(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)因緯(wei)度(du)不(bu)同的(de)(de)(de)(de)較差自轉(zhuan)造成(cheng)它(ta)(ta)的(de)(de)(de)(de)磁場(chang)線隨著時間而糾纏在(zai)一起,造成(cheng)磁場(chang)圈從太(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)表面噴發(fa)出來(lai),并觸發(fa)太(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)形成(cheng)系距性的(de)(de)(de)(de)太(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)黑(hei)子(zi)(zi)(zi)和(he)日(ri)珥(參見磁重聯)。隨著太(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)每11年(nian)(nian)反(fan)轉(zhuan)它(ta)(ta)本身(shen)的(de)(de)(de)(de)磁場(chang),這種糾纏創造了(le)太(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)發(fa)電(dian)機和(he)11年(nian)(nian)的(de)(de)(de)(de)太(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)磁場(chang)活動(dong)太(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)周期(qi)。
太(tai)(tai)陽磁(ci)(ci)場(chang)朝太(tai)(tai)陽本體外更(geng)遠處延伸,磁(ci)(ci)化的(de)(de)(de)(de)(de)太(tai)(tai)陽風等離子體攜帶著(zhu)(zhu)太(tai)(tai)陽的(de)(de)(de)(de)(de)磁(ci)(ci)場(chang)進入太(tai)(tai)空,形成所謂(wei)的(de)(de)(de)(de)(de)行(xing)星際(ji)(ji)磁(ci)(ci)場(chang)由于(yu)等離子體只能(neng)沿著(zhu)(zhu)磁(ci)(ci)場(chang)線移動,離開太(tai)(tai)陽的(de)(de)(de)(de)(de)行(xing)星際(ji)(ji)磁(ci)(ci)場(chang)起(qi)初是沿著(zhu)(zhu)徑向伸展的(de)(de)(de)(de)(de)。因(yin)(yin)位在太(tai)(tai)陽赤道上(shang)方和下方離開太(tai)(tai)陽的(de)(de)(de)(de)(de)磁(ci)(ci)場(chang)具有不(bu)同(tong)的(de)(de)(de)(de)(de)極(ji)性(xing),因(yin)(yin)此在太(tai)(tai)陽的(de)(de)(de)(de)(de)赤道平(ping)面存在著(zhu)(zhu)一層(ceng)薄薄的(de)(de)(de)(de)(de)電流(liu)層(ceng),稱為太(tai)(tai)陽圈電流(liu)片。太(tai)(tai)陽的(de)(de)(de)(de)(de)自轉(zhuan)使(shi)得遠距離的(de)(de)(de)(de)(de)磁(ci)(ci)場(chang)和電流(liu)片旋轉(zhuan)成像是阿基米德(de)螺旋結構,稱為派克螺旋。行(xing)星際(ji)(ji)磁(ci)(ci)場(chang)的(de)(de)(de)(de)(de)強(qiang)度(du)遠比太(tai)(tai)陽的(de)(de)(de)(de)(de)偶(ou)極(ji)性(xing)磁(ci)(ci)場(chang)強(qiang)大。太(tai)(tai)陽50-400μT的(de)(de)(de)(de)(de)磁(ci)(ci)偶(ou)極(ji)(在光球)隨(sui)著(zhu)(zhu)距離的(de)(de)(de)(de)(de)三次方衰(shuai)減,在地球的(de)(de)(de)(de)(de)距離上(shang)只有0.1nT。然而依(yi)據太(tai)(tai)空船的(de)(de)(de)(de)(de)觀測,在地球附近的(de)(de)(de)(de)(de)行(xing)星際(ji)(ji)磁(ci)(ci)場(chang)是這個(ge)數值的(de)(de)(de)(de)(de)100倍,大約是5nT。
從中心到0.25太陽(yang)(yang)(yang)半徑是(shi)(shi)太陽(yang)(yang)(yang)發射巨大(da)能(neng)量的(de)真正(zheng)(zheng)(zheng)源頭,也稱為核(he)反(fan)應區。在(zai)這(zhe)(zhe)里,太陽(yang)(yang)(yang)核(he)心處溫度高(gao)達1500萬(wan)度,壓(ya)力相當于(yu)(yu)3000億個大(da)氣(qi)壓(ya),隨時都在(zai)進行(xing)著四個氫(qing)核(he)聚變成一(yi)個氦核(he)的(de)熱核(he)反(fan)應。根據(ju)(ju)原子核(he)物理學和愛因斯(si)坦(tan)的(de)質能(neng)轉換關系式E=mc2,每秒鐘有質量為6億噸的(de)氫(qing)經過熱核(he)聚變反(fan)應為5.96億噸的(de)氦,并釋(shi)放出相當于(yu)(yu)400萬(wan)噸氫(qing)的(de)能(neng)量,正(zheng)(zheng)(zheng)是(shi)(shi)這(zhe)(zhe)巨大(da)的(de)能(neng)源帶給了我們光和熱,但(dan)這(zhe)(zhe)損失的(de)質量與太陽(yang)(yang)(yang)的(de)總質量相比,卻是(shi)(shi)不值一(yi)提的(de)。根據(ju)(ju)對太陽(yang)(yang)(yang)內部(bu)氫(qing)含量的(de)估計,太陽(yang)(yang)(yang)至少還有50億年的(de)正(zheng)(zheng)(zheng)常(chang)壽命。
0.25太陽(yang)半徑~0.86太陽(yang)半徑是(shi)(shi)太陽(yang)輻射(she)(she)區,它包含了(le)各種(zhong)電磁輻射(she)(she)和粒子(zi)流(liu)。輻射(she)(she)從內部(bu)向外(wai)部(bu)傳遞過程是(shi)(shi)多次被物質吸收(shou)而又再(zai)次發射(she)(she)的(de)過程。從核反應區到太陽(yang)表面的(de)行程中(zhong),能量(liang)依次以X射(she)(she)線、遠紫(zi)外(wai)線、紫(zi)外(wai)線,最后是(shi)(shi)可(ke)見光的(de)形(xing)式向外(wai)輻射(she)(she)。太陽(yang)是(shi)(shi)一個取(qu)之難盡,用(yong)之不(bu)竭的(de)能量(liang)源泉。
對(dui)流(liu)層是(shi)輻(fu)射區的外(wai)側(ce)區域,其厚度約有(you)十幾(ji)萬千米(mi),由于這(zhe)里的溫(wen)度、壓力和密度梯度都很大,太陽氣體呈對(dui)流(liu)的不穩定(ding)狀(zhuang)態。使(shi)物(wu)(wu)(wu)質(zhi)的徑向(xiang)對(dui)流(liu)運(yun)(yun)動強烈(lie),熱的物(wu)(wu)(wu)質(zhi)向(xiang)外(wai)運(yun)(yun)動,冷的物(wu)(wu)(wu)質(zhi)沉入內(nei)部,太陽內(nei)部能量就是(shi)靠物(wu)(wu)(wu)質(zhi)的這(zhe)種(zhong)對(dui)流(liu),由內(nei)部向(xiang)外(wai)部傳輸。
太(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)光球以上的(de)(de)部分(fen)統(tong)稱為太(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)大氣(qi)層(ceng),跨過整(zheng)個電(dian)磁頻譜,從無線(xian)電(dian)、可(ke)見光到伽(jia)馬射線(xian),都可(ke)以觀察它們分(fen)為5個主要的(de)(de)部分(fen):溫度極小區、色(se)(se)球、過渡區、日冕、和太(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)圈(quan),太(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)圈(quan)可(ke)能是太(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)大氣(qi)層(ceng)最稀薄(bo)的(de)(de)外緣并(bing)且(qie)(qie)延伸到冥王星軌道之外與(yu)星際物質交界(jie),交界(jie)處稱為日鞘,并(bing)且(qie)(qie)在那兒形成(cheng)剪(jian)切(qie)的(de)(de)激波(bo)前緣。色(se)(se)球、過渡區和日冕的(de)(de)溫度都比太(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)表面高,原因還沒有獲(huo)得證實,但(dan)證據指向(xiang)阿爾文波(bo)可(ke)能攜(xie)帶了(le)足夠(gou)的(de)(de)能量將日冕加熱。
對(dui)流層上面的(de)太(tai)陽大氣,稱(cheng)為太(tai)陽光球。光球是一層不透(tou)明的(de)氣體薄層,厚(hou)度約500千米。它確定了太(tai)陽非(fei)常清晰的(de)邊界,幾乎所有的(de)可(ke)見光都是從(cong)這(zhe)一層發射(she)出來的(de)。
色(se)球(qiu)(qiu)位于(yu)光(guang)(guang)(guang)球(qiu)(qiu)之上。厚度約2000千米。太陽(yang)的(de)溫度分布從核(he)心向外直到(dao)(dao)光(guang)(guang)(guang)球(qiu)(qiu)層(ceng),都是逐漸下降的(de),但到(dao)(dao)了色(se)球(qiu)(qiu)層(ceng),卻又反常上升,到(dao)(dao)色(se)球(qiu)(qiu)頂部時已達(da)幾萬度。由于(yu)色(se)球(qiu)(qiu)層(ceng)發出的(de)可見光(guang)(guang)(guang)總(zong)量不及(ji)光(guang)(guang)(guang)球(qiu)(qiu)的(de)1%,因此人(ren)們(men)平常看不到(dao)(dao)它。只有在發生日全食(shi)時,即食(shi)既(ji)之前幾秒種(zhong)或者生光(guang)(guang)(guang)以后幾秒鐘(zhong),當光(guang)(guang)(guang)球(qiu)(qiu)所發射的(de)明亮(liang)光(guang)(guang)(guang)線被月(yue)影完全遮掩的(de)短暫時間(jian)內(nei),在日面(mian)邊緣呈現(xian)出狹窄的(de)玫瑰紅(hong)色(se)的(de)發光(guang)(guang)(guang)圈層(ceng),這就是色(se)球(qiu)(qiu)層(ceng)。平時,科學家們(men)要通過單色(se)光(guang)(guang)(guang)(波(bo)長為6563埃)色(se)球(qiu)(qiu)望遠鏡才能觀測到(dao)(dao)太陽(yang)色(se)球(qiu)(qiu)層(ceng)。
日(ri)(ri)冕(mian)(mian)(mian)是太(tai)(tai)陽(yang)大(da)(da)氣(qi)的(de)(de)(de)(de)最(zui)外(wai)層,由(you)高溫、低密度(du)(du)(du)的(de)(de)(de)(de)等離(li)子體所(suo)組成。亮(liang)度(du)(du)(du)微弱(ruo),在(zai)(zai)白(bai)光(guang)中的(de)(de)(de)(de)總亮(liang)度(du)(du)(du)比太(tai)(tai)陽(yang)圓面亮(liang)度(du)(du)(du)的(de)(de)(de)(de)百(bai)分之一(yi)還低,約相當于滿月的(de)(de)(de)(de)亮(liang)度(du)(du)(du),因此只有在(zai)(zai)日(ri)(ri)全食時才(cai)能展現(xian)(xian)其(qi)光(guang)彩,平(ping)時觀測則要使用專門的(de)(de)(de)(de)日(ri)(ri)冕(mian)(mian)(mian)儀。日(ri)(ri)冕(mian)(mian)(mian)的(de)(de)(de)(de)溫度(du)(du)(du)高達百(bai)萬(wan)度(du)(du)(du),其(qi)大(da)(da)小和形(xing)(xing)狀與太(tai)(tai)陽(yang)活(huo)動(dong)有關,在(zai)(zai)太(tai)(tai)陽(yang)活(huo)動(dong)極大(da)(da)年時,日(ri)(ri)冕(mian)(mian)(mian)接近圓形(xing)(xing);在(zai)(zai)太(tai)(tai)陽(yang)寧(ning)靜年則呈(cheng)橢圓形(xing)(xing)。自古以來,觀測日(ri)(ri)冕(mian)(mian)(mian)的(de)(de)(de)(de)傳統方法都是等待一(yi)次罕(han)見的(de)(de)(de)(de)日(ri)(ri)全食——在(zai)(zai)黑(hei)暗的(de)(de)(de)(de)天空背(bei)景上,月面把(ba)明亮(liang)的(de)(de)(de)(de)太(tai)(tai)陽(yang)光(guang)球面遮掩(yan)住,而在(zai)(zai)日(ri)(ri)面周圍呈(cheng)現(xian)(xian)出青(qing)白(bai)色的(de)(de)(de)(de)光(guang)區,就是人們(men)期待觀測的(de)(de)(de)(de)太(tai)(tai)陽(yang)最(zui)外(wai)層大(da)(da)氣(qi)——日(ri)(ri)冕(mian)(mian)(mian)。
太(tai)陽(yang)(yang)(yang)(yang)圈,從大約20太(tai)陽(yang)(yang)(yang)(yang)半徑(jing)(0.1天文(wen)單(dan)位)到(dao)太(tai)陽(yang)(yang)(yang)(yang)系的(de)(de)邊緣,這(zhe)一(yi)大片環(huan)繞著太(tai)陽(yang)(yang)(yang)(yang)的(de)(de)空(kong)間充滿了(le)伴(ban)隨太(tai)陽(yang)(yang)(yang)(yang)風離開太(tai)陽(yang)(yang)(yang)(yang)的(de)(de)等離子(zi)體(ti)。他(ta)的(de)(de)內(nei)側邊界是太(tai)陽(yang)(yang)(yang)(yang)風成為超阿耳(er)芬波(bo)(bo)的(de)(de)那層位置(zhi)-流(liu)體(ti)的(de)(de)速度超過阿耳(er)芬波(bo)(bo)。因為訊息(xi)只能(neng)以阿耳(er)芬波(bo)(bo)的(de)(de)速度傳(chuan)遞,所以在(zai)這(zhe)個界限(xian)之(zhi)外(wai)的(de)(de)湍流(liu)和(he)動(dong)力(li)學的(de)(de)力(li)量不再能(neng)影響(xiang)到(dao)內(nei)部(bu)的(de)(de)日(ri)冕(mian)形(xing)狀。太(tai)陽(yang)(yang)(yang)(yang)風源源不斷(duan)的(de)(de)進入太(tai)陽(yang)(yang)(yang)(yang)圈之(zhi)中(zhong)并向外(wai)吹拂,使得太(tai)陽(yang)(yang)(yang)(yang)的(de)(de)磁場形(xing)成螺旋的(de)(de)形(xing)狀,直到(dao)在(zai)距離太(tai)陽(yang)(yang)(yang)(yang)超過50天文(wen)單(dan)位之(zhi)外(wai)撞擊到(dao)日(ri)鞘為止。
在2004年12月,旅行者1號探測器(qi)已穿越過被認為是日鞘(qiao)部分的激波前緣(yuan)。兩艘航海(hai)家太空船(chuan)在穿越邊界時都偵測與記錄到(dao)能(neng)量超過一(yi)般微粒(li)(li)的高能(neng)粒(li)(li)子(zi)。
陽(yang)光是地(di)球能(neng)量的主要來源。太(tai)陽(yang)常(chang)數是在(zai)(zai)距(ju)離太(tai)陽(yang)1天文單位的位置(也(ye)就是在(zai)(zai)或接(jie)近(jin)地(di)球),直接(jie)暴露在(zai)(zai)陽(yang)光下的每單位面積接(jie)收(shou)到的能(neng)量,其值約(yue)相當于(yu)1,368W/m2(瓦每平方(fang)米)。經(jing)過大氣(qi)層的吸收(shou)后,抵達地(di)球表面的陽(yang)光已經(jing)衰減——在(zai)(zai)大氣(qi)清澈且(qie)太(tai)陽(yang)接(jie)近(jin)天頂的條件下也(ye)只有約(yue)1,000W/m2。
有許多種天(tian)然的(de)(de)(de)合成過程可以利(li)用(yong)太陽(yang)(yang)能(neng)(neng)(neng)-光(guang)合作用(yong)是(shi)(shi)植物(wu)以化(hua)學的(de)(de)(de)方式從陽(yang)(yang)光(guang)中(zhong)擷取能(neng)(neng)(neng)量(liang)(氧的(de)(de)(de)釋出(chu)和碳化(hua)合物(wu)的(de)(de)(de)減少(shao)),直接加(jia)熱或使(shi)用(yong)太陽(yang)(yang)電(dian)池轉(zhuan)換(huan)(huan)成電(dian)的(de)(de)(de)儀(yi)器(qi)被使(shi)用(yong)在(zai)太陽(yang)(yang)能(neng)(neng)(neng)發電(dian)的(de)(de)(de)設備上,或進行其(qi)他的(de)(de)(de)工(gong)作;有時也(ye)會使(shi)用(yong)集(ji)光(guang)式太陽(yang)(yang)能(neng)(neng)(neng)(也(ye)就是(shi)(shi)凝聚陽(yang)(yang)光(guang))。儲(chu)存在(zai)原油(you)和其(qi)它(ta)化(hua)石燃(ran)料中(zhong)的(de)(de)(de)能(neng)(neng)(neng)量(liang)是(shi)(shi)來自遙遠的(de)(de)(de)過去(qu)經(jing)由光(guang)合作用(yong)轉(zhuan)換(huan)(huan)的(de)(de)(de)太陽(yang)(yang)能(neng)(neng)(neng)。
太(tai)陽的外層,從它的表(biao)面(mian)(mian)(mian)向下至(zhi)大(da)約200,000公里(或是70%的太(tai)陽半徑),太(tai)陽的等離(li)子(zi)體已(yi)(yi)經(jing)(jing)不(bu)(bu)夠稠密(mi)或不(bu)(bu)夠熱(re)不(bu)(bu)再能經(jing)(jing)由傳(chuan)導(dao)作用(yong)有效的將內部(bu)的熱(re)向外傳(chuan)送;換(huan)言之,它已(yi)(yi)經(jing)(jing)不(bu)(bu)夠透明了。結果是,當熱(re)柱攜帶熱(re)物(wu)質(zhi)前往(wang)表(biao)面(mian)(mian)(mian)(光球)產生(sheng)了熱(re)對(dui)流。一(yi)旦這些(xie)物(wu)質(zhi)在(zai)表(biao)面(mian)(mian)(mian)變冷(leng),它會向下切入(ru)對(dui)流帶的底部(bu),再從輻射帶的頂部(bu)獲(huo)得更多的熱(re)量在(zai)可見的太(tai)陽表(biao)面(mian)(mian)(mian),溫(wen)度(du)已(yi)(yi)經(jing)(jing)降至(zhi)5700K,而且密(mi)度(du)也只(zhi)有0.2公克(ke)/立方米(mi)(大(da)約是海平(ping)面(mian)(mian)(mian)密(mi)度(du)的六(liu)千分之一(yi))。
在(zai)(zai)對流(liu)帶(dai)的(de)熱柱(zhu)形成(cheng)在(zai)(zai)太陽(yang)表面(mian)(mian)上非常重(zhong)要(yao)的(de),像是米粒組織和超米粒組織。在(zai)(zai)對流(liu)帶(dai)的(de)湍流(liu)會(hui)在(zai)(zai)太陽(yang)內部(bu)的(de)外圍(wei)部(bu)分造(zao)成(cheng)“小尺度”的(de)發電機,這會(hui)在(zai)(zai)太陽(yang)表面(mian)(mian)的(de)各處產生(sheng)磁南極和磁北(bei)極。太陽(yang)的(de)熱柱(zhu)是貝(bei)納得穴流(liu)因此往往像六角(jiao)型的(de)棱鏡。
作為(wei)一顆(ke)恒星(xing),太(tai)陽(yang),其(qi)總體外觀性質(zhi)(zhi)是(shi),光度(du)為(wei)383億億億瓦,絕對星(xing)等(deng)(deng)為(wei)4.8。是(shi)一顆(ke)黃色G2型矮星(xing),有(you)效溫度(du)等(deng)(deng)于開氏(shi)5800度(du)。太(tai)陽(yang)與(yu)在軌(gui)道上繞它公(gong)轉(zhuan)的地(di)球的平均(jun)距離為(wei)149597870千米(499.005光秒或1天文(wen)單(dan)位)。按質(zhi)(zhi)量計,它的物質(zhi)(zhi)構成是(shi)71%的氫、26%的氦和少量較重元素。它們都是(shi)通過核聚(ju)變(bian)來釋放能(neng)量的,根據理論(lun)太(tai)陽(yang)最后核聚(ju)變(bian)反應產生的物質(zhi)(zhi)是(shi)鐵和銅(tong)等(deng)(deng)金(jin)屬。
日地平均的(de)距離(1天(tian)文單(dan)位(wei)):1.49597870×1011米(1億5千萬公里)
日地最遠(yuan)的距離(li):1.5210×1011米
日(ri)地最近(jin)的(de)距離:1.4710×1011米
遠日點與近日點距離相差500萬千米
視星(xing)等(deng):-26.74等(deng)
絕對星等(deng):4.83等(deng)
熱(re)星等(deng):-26.82等(deng)
絕對(dui)熱(re)星等(deng):4.75等(deng)
太陽
日(ri)地平均距離 149,598,000千米
半(ban)徑 696,000千米
質量(liang) 1.989×1033克
平均密度 1.409克/立方厘米
有效溫(wen)度(du) 5,770K
自轉會合周期 26.9日(ri)(赤道);31.1日(ri)(極(ji)區)
光譜型 G2V
目視星等 -26.74等
目(mu)視絕對星等(deng) 4.83等(deng)
表面重(zhong)力加(jia)速度 27,400厘米/平方秒
表(biao)面逃(tao)逸速度 617.7千米/秒
中心溫度(du) 約15,000,000K
中心密度 約160克/立方厘米
年齡 50億年
表面面積 大約6.09×1012平(ping)方(fang)千米
體積 大(da)約1.412×101?立方千米(mi)
日冕層溫度 5×200K
發光度(du)(LS) 大約(yue)3.827×102?Js?1
太(tai)陽壽(shou)命 約100億年(nian)
天文符號 ☉
太(tai)陽活動周(zhou)期 11.04年
總輻射(she)功(gong)率 3.86×102?瓦特
光球成分(質量)
名稱 所占百分比
氫 73.46%
氦 24.85%
氧 0.77%
碳 0.29%
鐵 0.16%
氖 0.12%
氮 0.09%
硅 0.07%
鎂 0.05%
硫 0.04%
太陽輻射(she)的峰值波(bo)(bo)長(chang)(500納米)介于光譜中藍光和綠光的過渡區域。恒星的溫度(du)與其(qi)輻射(she)中占主(zhu)要地位的波(bo)(bo)長(chang)有密切關(guan)系。就太陽來說(shuo),其(qi)表面的溫度(du)大約(yue)在5800K。然而,由于人的眼睛對峰值波(bo)(bo)長(chang)周圍的其(qi)它(ta)顏色更敏感,所(suo)以太陽看起來呈(cheng)現出白(bai)色或是黃白(bai)色。
核(he)心是太陽(yang)內(nei)唯(wei)一能(neng)(neng)經由核(he)聚(ju)變產生(sheng)大(da)量(liang)(liang)能(neng)(neng)量(liang)(liang)的(de)區域,溫度高達1570萬K。99%的(de)能(neng)(neng)量(liang)(liang)產生(sheng)在(zai)太陽(yang)半(ban)徑的(de)24%以內(nei),而在(zai)30%半(ban)徑處,核(he)聚(ju)變反(fan)應幾(ji)乎完(wan)全停(ting)止。
光(guang)球層上(shang)最顯(xian)著的現象就是太(tai)(tai)陽黑(hei)子,所謂太(tai)(tai)陽黑(hei)子,只指太(tai)(tai)陽光(guang)球層上(shang)的溫度相對較低的區域,其(qi)溫度約(yue)為4500K,而光(guang)球其(qi)余部分的溫度約(yue)為5777K。
色球厚度(du)(du)約2000千米,太陽的溫(wen)度(du)(du)分布從核心向(xiang)外(wai)直(zhi)到(dao)光球層,都是逐漸下降的,但到(dao)了色球層,卻又反常(chang)上升,到(dao)接(jie)近頂端的溫(wen)度(du)(du)大約在(zai)20000K。
日冕(mian)是太陽大(da)氣的(de)最(zui)外層(ceng),它由高溫、低(di)密(mi)度的(de)等離(li)子體所組成,日冕(mian)的(de)溫度高達(da)百(bai)萬度。
太(tai)(tai)陽(yang)看起來很(hen)平(ping)靜,實際上無時無刻不(bu)在發(fa)生(sheng)劇(ju)烈的(de)(de)(de)(de)活動(dong)(dong)。太(tai)(tai)陽(yang)由里向外(wai)分(fen)(fen)別為太(tai)(tai)陽(yang)核反應區、太(tai)(tai)陽(yang)對流層、太(tai)(tai)陽(yang)大(da)(da)氣(qi)層。其中22億(yi)分(fen)(fen)之(zhi)一的(de)(de)(de)(de)能(neng)量輻射到地球,成(cheng)為地球上光和熱的(de)(de)(de)(de)主(zhu)要(yao)來源(yuan)。太(tai)(tai)陽(yang)表面和大(da)(da)氣(qi)層中的(de)(de)(de)(de)活動(dong)(dong)現象(xiang),諸如(ru)太(tai)(tai)陽(yang)黑子(zi)、耀斑和日(ri)冕(mian)物質噴發(fa)(日(ri)珥(er))等,會使(shi)太(tai)(tai)陽(yang)風(feng)大(da)(da)大(da)(da)增(zeng)強,造成(cheng)許多地球物理現象(xiang)──例如(ru)極光增(zeng)多、大(da)(da)氣(qi)電(dian)離層和地磁(ci)的(de)(de)(de)(de)變化。
太陽(yang)活(huo)(huo)動和(he)太陽(yang)風的增強(qiang)還會嚴重干擾地球上無線電通訊(xun)及航天設備的正(zheng)常工(gong)作(zuo),使衛(wei)星上的精密電子儀(yi)器(qi)遭受損害,地面通訊(xun)網絡、電力(li)控(kong)制(zhi)網絡發生混(hun)亂(luan),甚至可能對航天飛(fei)機和(he)空間站中(zhong)宇航員的生命構成威(wei)脅。因此,監測太陽(yang)活(huo)(huo)動和(he)太陽(yang)風的強(qiang)度,適時作(zuo)出“空間氣象”預報,越(yue)來越(yue)顯得重要。
4000年(nian)(nian)(nian)前古時候(hou)祖先肉眼(yan)都(dou)看(kan)(kan)到(dao)了(le)像3條腿的(de)烏鴉的(de)黑(hei)子(zi),通過一般的(de)光學望遠鏡觀(guan)測太(tai)(tai)陽(yang),觀(guan)測到(dao)的(de)是(shi)光球層(ceng)的(de)活(huo)動(dong)。在(zai)(zai)光球上(shang)(shang)常常可以看(kan)(kan)到(dao)很多(duo)(duo)黑(hei)色斑點(dian),它們叫(jiao)做“太(tai)(tai)陽(yang)黑(hei)子(zi)”。太(tai)(tai)陽(yang)黑(hei)子(zi)在(zai)(zai)日面(mian)上(shang)(shang)的(de)大小(xiao)、多(duo)(duo)少(shao)、位置和(he)形態等,每(mei)天(tian)都(dou)不同。太(tai)(tai)陽(yang)黑(hei)子(zi)是(shi)光球層(ceng)物質劇烈運(yun)動(dong)而形成的(de)局部強(qiang)磁場區域,也(ye)是(shi)光球層(ceng)活(huo)動(dong)的(de)重要標志。長(chang)期觀(guan)測太(tai)(tai)陽(yang)黑(hei)子(zi)就會發現,有(you)(you)(you)的(de)年(nian)(nian)(nian)份(fen)(fen)黑(hei)子(zi)多(duo)(duo),有(you)(you)(you)的(de)年(nian)(nian)(nian)份(fen)(fen)黑(hei)子(zi)少(shao),有(you)(you)(you)時甚(shen)至幾天(tian),幾十天(tian)日面(mian)上(shang)(shang)都(dou)沒有(you)(you)(you)黑(hei)子(zi)。天(tian)文(wen)學家們早(zao)就注意到(dao),太(tai)(tai)陽(yang)黑(hei)子(zi)從最(zui)多(duo)(duo)或(huo)最(zui)少(shao)的(de)年(nian)(nian)(nian)份(fen)(fen)到(dao)下一次最(zui)多(duo)(duo)或(huo)最(zui)少(shao)的(de)年(nian)(nian)(nian)份(fen)(fen),大約相隔(ge)11年(nian)(nian)(nian)。也(ye)就是(shi)說(shuo),太(tai)(tai)陽(yang)黑(hei)子(zi)有(you)(you)(you)平(ping)均11年(nian)(nian)(nian)的(de)活(huo)動(dong)周期,這(zhe)也(ye)是(shi)整個太(tai)(tai)陽(yang)的(de)活(huo)動(dong)周期。天(tian)文(wen)學家把(ba)太(tai)(tai)陽(yang)黑(hei)子(zi)最(zui)多(duo)(duo)的(de)年(nian)(nian)(nian)份(fen)(fen)稱之(zhi)為“太(tai)(tai)陽(yang)活(huo)動(dong)峰(feng)年(nian)(nian)(nian)”,把(ba)太(tai)(tai)陽(yang)黑(hei)子(zi)最(zui)少(shao)的(de)年(nian)(nian)(nian)份(fen)(fen)稱之(zhi)為“太(tai)(tai)陽(yang)活(huo)動(dong)谷年(nian)(nian)(nian)”。
經過數世紀的研究(jiu),人類(lei)對(dui)太陽黑子的研究(jiu)已經有了一定的成果(guo)。
分為以下幾點:
1.太陽黑子是太陽表(biao)面溫度相對較低而顯得黑的(de)區域。
2.黑子會對(dui)地球的磁場和電(dian)離層(ceng)產生(sheng)干擾,指南針不能正(zheng)確指示(shi)方向,動物迷路,無線電(dian)通訊受到(dao)嚴重影響或中斷(duan),直接危害飛機、輪(lun)船、人造衛星等(deng)通訊系統(tong)安全(quan)。
太(tai)陽(yang)黑子(zi)活動的高峰(feng)期,太(tai)陽(yang)會發(fa)射大量(liang)的高能粒子(zi)流與X射線,引起地(di)球磁暴現(xian)象(xiang),導致氣候異常,地(di)球上(shang)微生物因此大量(liang)繁殖(zhi),這就為流行疾(ji)病提(ti)供了溫床。
同時,太(tai)陽黑子(zi)的(de)活動,還會(hui)引起(qi)生(sheng)物體(ti)物質(zhi)出(chu)現(xian)電離現(xian)象,引起(qi)感(gan)冒病(bing)毒中遺(yi)傳(chuan)因子(zi)變異(yi),或者發(fa)生(sheng)突變性的(de)遺(yi)傳(chuan),產生(sheng)強感(gan)染(ran)力(li)的(de)亞型(xing)流感(gan)病(bing)毒,形(xing)成流行性感(gan)冒,或者導致(zhi)人體(ti)的(de)生(sheng)理發(fa)生(sheng)其他復雜(za)的(de)生(sheng)化反應,影響健(jian)康。
因此,太陽黑子量達到(dao)高峰期時(shi),人類要及早預防流行性(xing)疾病(bing)。
有趣的(de)是,一位瑞(rui)士天文(wen)學家(jia)發(fa)(fa)現(xian)(xian),太(tai)陽(yang)黑(hei)(hei)子多的(de)時候,氣候干燥,農業(ye)豐收,黑(hei)(hei)子少的(de)時候,暴雨(yu)成災(zai)。地震(zhen)(zhen)工作者發(fa)(fa)現(xian)(xian),太(tai)陽(yang)黑(hei)(hei)子數(shu)目(mu)增多的(de)時候,地球上的(de)地震(zhen)(zhen)也多。植物學家(jia)發(fa)(fa)現(xian)(xian),植物的(de)生長也隨著太(tai)陽(yang)黑(hei)(hei)子的(de)出(chu)現(xian)(xian)而呈現(xian)(xian)11年周期(qi)的(de)變化,黑(hei)(hei)子多長得快,黑(hei)(hei)子少長得慢。
太陽耀斑是(shi)一種劇烈的(de)太陽活動,是(shi)太陽能量高度集中釋放的(de)過程。一般(ban)認為發生在色球層中,所以也(ye)叫(jiao)“色球爆發”。其(qi)主要觀測特征是(shi),日(ri)面上(常在黑子群(qun)上空(kong))突然(ran)出現迅(xun)速(su)(su)發展的(de)亮斑閃耀,其(qi)壽命(ming)僅在幾(ji)分鐘到幾(ji)十(shi)分鐘之間,亮度上升迅(xun)速(su)(su),下降較(jiao)慢。特別是(shi)在太陽活動峰年,耀斑出現頻繁且強(qiang)(qiang)度變強(qiang)(qiang)。
別看它只是(shi)一(yi)(yi)個(ge)亮點(dian),一(yi)(yi)旦出(chu)現,簡直是(shi)一(yi)(yi)次(ci)驚(jing)天動地(di)的(de)大爆發。這一(yi)(yi)增亮釋放(fang)的(de)能量相當于10萬至100萬次(ci)強火山(shan)爆發的(de)總能量,或相當于上百(bai)億枚百(bai)噸級氫彈(dan)的(de)爆炸;而一(yi)(yi)次(ci)較大的(de)耀斑爆發,在一(yi)(yi)二十(shi)分鐘內可釋放(fang)10的(de)25次(ci)冪焦(jiao)耳(er)的(de)巨大能量。
除了日(ri)面局部突(tu)然增亮(liang)的現象(xiang)外(wai),耀斑更主(zhu)要表現在從射電(dian)波段直到X射線(xian)的輻射通量(liang)的突(tu)然增強(qiang);耀斑所發射的輻射種類繁多,除可見光外(wai),有紫外(wai)線(xian)、X射線(xian)和伽瑪射線(xian),有紅(hong)外(wai)線(xian)和射電(dian)輻射,還有沖擊波和高能粒子流,甚至有能量(liang)特高的宇宙射線(xian)。
耀(yao)(yao)斑(ban)對地(di)(di)球(qiu)(qiu)空間環境造(zao)成很大(da)影(ying)響。太陽色(se)球(qiu)(qiu)層中一聲(sheng)爆炸,地(di)(di)球(qiu)(qiu)大(da)氣(qi)層即刻出現繚(liao)繞余音。耀(yao)(yao)斑(ban)爆發(fa)時(shi),發(fa)出大(da)量的(de)高能粒子到(dao)達地(di)(di)球(qiu)(qiu)軌道附近(jin)時(shi),將會嚴重危及宇(yu)宙(zhou)飛行器(qi)內的(de)宇(yu)航員和儀器(qi)的(de)安全。當耀(yao)(yao)斑(ban)輻射(she)來到(dao)地(di)(di)球(qiu)(qiu)附近(jin)時(shi),與大(da)氣(qi)分(fen)子發(fa)生劇烈碰撞,破壞(huai)電離層,使(shi)它失去反射(she)無線電電波(bo)的(de)功(gong)能。無線電通信尤其是短(duan)波(bo)通信,以及電視臺、電臺廣(guang)播,會受到(dao)干擾甚至中斷(duan)。耀(yao)(yao)斑(ban)發(fa)射(she)的(de)高能帶電粒子流與地(di)(di)球(qiu)(qiu)高層大(da)氣(qi)作(zuo)用(yong),產(chan)生極(ji)光,并干擾地(di)(di)球(qiu)(qiu)磁(ci)場而引(yin)起(qi)磁(ci)暴。
此(ci)(ci)外,耀(yao)(yao)斑對氣象和水文等方面也有(you)著不同程(cheng)度的(de)直接或間接影響正因為如此(ci)(ci),人們(men)對耀(yao)(yao)斑爆發的(de)探測和預(yu)報的(de)關切程(cheng)度與(yu)日(ri)俱增,正在努(nu)力揭開耀(yao)(yao)斑的(de)奧秘。
太陽(yang)(yang)光(guang)(guang)(guang)(guang)球層(ceng)上比(bi)周圍更明(ming)(ming)(ming)亮的(de)(de)斑狀組織。用天文望遠鏡對它觀(guan)測(ce)時,常(chang)常(chang)可(ke)以(yi)(yi)發現:在光(guang)(guang)(guang)(guang)球層(ceng)的(de)(de)表(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)有(you)的(de)(de)明(ming)(ming)(ming)亮有(you)的(de)(de)深(shen)暗(an)。這(zhe)種(zhong)明(ming)(ming)(ming)暗(an)斑點(dian)是(shi)由于(yu)這(zhe)里的(de)(de)溫度高低不(bu)同而(er)形成的(de)(de),比(bi)較(jiao)(jiao)(jiao)深(shen)暗(an)的(de)(de)斑點(dian)叫做(zuo)“太陽(yang)(yang)黑子”,比(bi)較(jiao)(jiao)(jiao)明(ming)(ming)(ming)亮的(de)(de)斑點(dian)叫做(zuo)“光(guang)(guang)(guang)(guang)斑”。光(guang)(guang)(guang)(guang)斑常(chang)在太陽(yang)(yang)表(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)的(de)(de)邊(bian)緣“表(biao)(biao)(biao)演(yan)”,卻很少在太陽(yang)(yang)表(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)的(de)(de)中心區露面(mian)(mian)。因為太陽(yang)(yang)表(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)中心區的(de)(de)輻射屬于(yu)光(guang)(guang)(guang)(guang)球層(ceng)的(de)(de)較(jiao)(jiao)(jiao)深(shen)氣(qi)層(ceng),而(er)邊(bian)緣的(de)(de)光(guang)(guang)(guang)(guang)主要來(lai)源光(guang)(guang)(guang)(guang)球層(ceng)較(jiao)(jiao)(jiao)高部位,所(suo)以(yi)(yi),光(guang)(guang)(guang)(guang)斑比(bi)太陽(yang)(yang)表(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)高些,可(ke)以(yi)(yi)算得上是(shi)光(guang)(guang)(guang)(guang)球層(ceng)上的(de)(de)“高原”。
光(guang)(guang)(guang)斑(ban)(ban)也是(shi)太(tai)(tai)陽上(shang)(shang)一(yi)種(zhong)強(qiang)烈風(feng)(feng)暴,天文(wen)學(xue)家把它戲稱為“高(gao)原(yuan)風(feng)(feng)暴”。不(bu)(bu)(bu)過(guo),與(yu)烏云翻滾,大(da)(da)(da)雨滂沱(tuo),狂風(feng)(feng)卷(juan)地百草折(zhe)的(de)(de)地面(mian)風(feng)(feng)暴相比(bi),“高(gao)原(yuan)風(feng)(feng)暴”的(de)(de)性(xing)格要溫(wen)和得(de)多。光(guang)(guang)(guang)斑(ban)(ban)的(de)(de)亮(liang)度(du)只比(bi)寧(ning)靜(jing)光(guang)(guang)(guang)球(qiu)層略強(qiang)一(yi)些(xie),一(yi)般只大(da)(da)(da)10%;溫(wen)度(du)比(bi)寧(ning)靜(jing)光(guang)(guang)(guang)球(qiu)層高(gao)300℃。許多光(guang)(guang)(guang)斑(ban)(ban)與(yu)太(tai)(tai)陽黑(hei)子(zi)還結下不(bu)(bu)(bu)解之緣,常(chang)常(chang)環繞(rao)在(zai)(zai)太(tai)(tai)陽黑(hei)子(zi)周圍“表(biao)演”。少部分光(guang)(guang)(guang)斑(ban)(ban)與(yu)太(tai)(tai)陽黑(hei)子(zi)無關(guan),活(huo)躍(yue)在(zai)(zai)70°高(gao)緯區域,面(mian)積比(bi)較(jiao)小,光(guang)(guang)(guang)斑(ban)(ban)平均壽(shou)命(ming)約為15天,較(jiao)大(da)(da)(da)的(de)(de)光(guang)(guang)(guang)斑(ban)(ban)壽(shou)命(ming)可達三(san)個月。光(guang)(guang)(guang)斑(ban)(ban)不(bu)(bu)(bu)僅出(chu)現在(zai)(zai)光(guang)(guang)(guang)球(qiu)層上(shang)(shang),色(se)球(qiu)層上(shang)(shang)也有它活(huo)動的(de)(de)場(chang)所。當(dang)它在(zai)(zai)色(se)球(qiu)層上(shang)(shang)“表(biao)演”時,活(huo)動的(de)(de)位置(zhi)與(yu)在(zai)(zai)光(guang)(guang)(guang)球(qiu)層上(shang)(shang)露面(mian)時大(da)(da)(da)致(zhi)吻合。不(bu)(bu)(bu)過(guo),出(chu)現在(zai)(zai)色(se)球(qiu)層上(shang)(shang)的(de)(de)不(bu)(bu)(bu)叫(jiao)“光(guang)(guang)(guang)斑(ban)(ban)”,而(er)(er)叫(jiao)“譜斑(ban)(ban)”。實際上(shang)(shang),光(guang)(guang)(guang)斑(ban)(ban)與(yu)譜斑(ban)(ban)是(shi)同一(yi)個整體,只是(shi)因(yin)為它們的(de)(de)“住(zhu)所”高(gao)度(du)不(bu)(bu)(bu)同而(er)(er)已,這就好比(bi)是(shi)一(yi)幢樓房,光(guang)(guang)(guang)斑(ban)(ban)住(zhu)在(zai)(zai)樓下,譜斑(ban)(ban)住(zhu)在(zai)(zai)樓上(shang)(shang)。
米(mi)粒組(zu)(zu)織是(shi)太陽光球層上的一種日面結構。呈多角(jiao)形小顆粒形狀,得用(yong)天文(wen)望遠鏡才能觀測到。米(mi)粒組(zu)(zu)織的溫度比米(mi)粒間區域的溫度約(yue)高(gao)300℃,因此,顯得比較明亮易見。雖說(shuo)它們是(shi)小顆粒,實際的直(zhi)徑也有1000公里~2000公里。
明亮的(de)米(mi)(mi)粒(li)組織(zhi)很(hen)可能是從對流層上(shang)(shang)升到(dao)光球的(de)熱氣(qi)團(tuan),不隨時(shi)間變化且均勻分布,且呈現激烈(lie)的(de)起(qi)伏運動。米(mi)(mi)粒(li)組織(zhi)上(shang)(shang)升到(dao)一定(ding)的(de)高度時(shi)很(hen)快就會變冷,并馬上(shang)(shang)沿著(zhu)上(shang)(shang)升熱氣(qi)流之間的(de)空隙處下降;壽(shou)命(ming)(ming)(ming)也非常短暫來去匆(cong)匆(cong),從產生到(dao)消(xiao)失(shi),幾乎比(bi)地球大(da)氣(qi)層中(zhong)的(de)云消(xiao)煙散還要快平均壽(shou)命(ming)(ming)(ming)只有幾分鐘,此外(wai),發現的(de)超米(mi)(mi)粒(li)組織(zhi),其尺度達(da)3萬公里左右,壽(shou)命(ming)(ming)(ming)約為20小時(shi)。
太(tai)(tai)陽風(feng)是(shi)一種連續存在,來自太(tai)(tai)陽并以(yi)200-800km/s的(de)(de)(de)速度運動的(de)(de)(de)等(deng)離子(zi)體流這種物質雖然與(yu)(yu)地球上(shang)的(de)(de)(de)空(kong)氣不(bu)同,不(bu)是(shi)由(you)氣體的(de)(de)(de)分子(zi)組成,而是(shi)由(you)更簡單的(de)(de)(de)比原子(zi)還小一個層次的(de)(de)(de)基(ji)本粒子(zi)——質子(zi)和電子(zi)等(deng)組成,但它們(men)流動時所(suo)產生的(de)(de)(de)效應與(yu)(yu)空(kong)氣流動十分相似,所(suo)以(yi)稱它為太(tai)(tai)陽風(feng)。
當(dang)然,太陽(yang)風的(de)(de)密度(du)與地(di)(di)球(qiu)(qiu)上的(de)(de)風的(de)(de)密度(du)相比,是(shi)非常非常稀薄(bo)而微不(bu)足道的(de)(de),一般(ban)情況下,在(zai)地(di)(di)球(qiu)(qiu)附近(jin)的(de)(de)行星際空(kong)間中,每(mei)立(li)方厘米(mi)有幾個(ge)到幾十個(ge)粒子。而地(di)(di)球(qiu)(qiu)上風的(de)(de)密度(du)則(ze)為每(mei)立(li)方厘米(mi)有2687億(yi)億(yi)個(ge)分子。太陽(yang)風雖然十分稀薄(bo),但它(ta)刮起來的(de)(de)猛(meng)烈(lie)勁卻遠(yuan)(yuan)遠(yuan)(yuan)勝過(guo)地(di)(di)球(qiu)(qiu)上的(de)(de)風。在(zai)地(di)(di)球(qiu)(qiu)上,12級(ji)臺風的(de)(de)風速(su)是(shi)每(mei)秒(miao)32.5米(mi)以(yi)上而太陽(yang)風的(de)(de)風速(su),在(zai)地(di)(di)球(qiu)(qiu)附近(jin)卻經常保持在(zai)每(mei)秒(miao)350~450千米(mi),是(shi)地(di)(di)球(qiu)(qiu)風速(su)的(de)(de)上萬倍,最猛(meng)烈(lie)時可達每(mei)秒(miao)800千米(mi)以(yi)上。
太(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)(yang)風(feng)(feng)(feng)從太(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)(yang)大(da)氣最(zui)外層(ceng)的(de)(de)日冕,向空間(jian)持續拋(pao)射(she)出(chu)來(lai)的(de)(de)物質粒子流(liu)。這(zhe)種(zhong)粒子流(liu)是從冕洞(dong)中噴(pen)射(she)出(chu)來(lai)的(de)(de),其主要成分是氫(qing)粒子和(he)氦粒子。太(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)(yang)風(feng)(feng)(feng)有(you)兩(liang)種(zhong):一(yi)種(zhong)持續不斷地輻(fu)射(she)出(chu)來(lai),速度較(jiao)(jiao)小,粒子含量也(ye)較(jiao)(jiao)少(shao),被稱為“持續太(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)(yang)風(feng)(feng)(feng)”;另一(yi)種(zhong)是在太(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)(yang)活動時輻(fu)射(she)出(chu)來(lai),速度較(jiao)(jiao)大(da),粒子含量也(ye)較(jiao)(jiao)多,這(zhe)種(zhong)太(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)(yang)風(feng)(feng)(feng)被稱為“擾動太(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)(yang)風(feng)(feng)(feng)”。擾動太(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)(yang)風(feng)(feng)(feng)對地球(qiu)的(de)(de)影(ying)響很(hen)(hen)大(da),當它抵達地球(qiu)時,往往引起很(hen)(hen)大(da)的(de)(de)磁暴(bao)與(yu)強烈的(de)(de)極光(guang),同時也(ye)產生電(dian)離層(ceng)騷擾。
冕(mian)洞的(de)(de)分布區(qu)域(yu)可(ke)達(da)太(tai)陽(yang)表面多數地(di)區(qu),尤其(qi)是(shi)在太(tai)陽(yang)的(de)(de)兩極(ji)地(di)區(qu),科學家已經發現(xian)冕(mian)洞內部存在磁場(chang)(chang)線(xian)的(de)(de)閉合(he)和開(kai)放(fang),如果磁場(chang)(chang)線(xian)突然(ran)打開(kai)或者閉合(he),那么太(tai)陽(yang)表面就會出(chu)現(xian)較大范圍的(de)(de)冕(mian)洞覆蓋現(xian)象(xiang),其(qi)分布區(qu)域(yu)遠大于(yu)兩極(ji)地(di)區(qu),冕(mian)洞形成時可(ke)攜帶大量的(de)(de)炙(zhi)熱等離(li)子體,磁場(chang)(chang)線(xian)開(kai)放(fang)的(de)(de)區(qu)域(yu)可(ke)以看(kan)到冕(mian)洞的(de)(de)一(yi)些(xie)細(xi)節上變化,比如冕(mian)洞周圍出(chu)現(xian)類似浪花狀(zhuang)的(de)(de)結構(gou)等。
事實上,冕洞分布在日(ri)冕物(wu)質中密度較低的空(kong)間,而(er)且溫(wen)度極高,可達(da)到(dao)數百萬度。
太(tai)陽(yang)動力學天(tian)文(wen)臺目前正(zheng)在監(jian)視太(tai)陽(yang)表(biao)面的(de)(de)(de)異常變化,太(tai)陽(yang)正(zheng)處于為期11年的(de)(de)(de)活動周(zhou)期高峰時段,未來我(wo)們還將看到強烈的(de)(de)(de)太(tai)陽(yang)耀斑以及(ji)日冕(mian)物質拋射等現象(xiang)。
這(zhe)些太(tai)陽(yang)活動的(de)(de)背后都有磁場因素的(de)(de)介(jie)入(ru),對太(tai)陽(yang)活動的(de)(de)判斷似(si)乎較為(wei)困難。科學家還發(fa)現如果冕洞(dong)發(fa)生的(de)(de)區(qu)域分布在太(tai)陽(yang)表面的(de)(de)高(gao)緯度(du)(du)地區(qu),那么可形(xing)成(cheng)速度(du)(du)較快(kuai)的(de)(de)太(tai)陽(yang)風。
太(tai)(tai)陽上絕大多數的(de)(de)氫(qing)正逐(zhu)漸(jian)燃(ran)燒轉變(bian)為(wei)氦,可(ke)以說太(tai)(tai)陽正處于最穩定的(de)(de)主(zhu)序(xu)(xu)星(xing)階段。對(dui)太(tai)(tai)陽這樣質量的(de)(de)恒(heng)星(xing)而言,主(zhu)序(xu)(xu)星(xing)階段約可(ke)持續(xu)110億年。恒(heng)星(xing)由于放出光(guang)而慢慢地在收縮,而在收縮過程中,中心部(bu)分的(de)(de)密度就會(hui)增(zeng)(zeng)加,壓力也會(hui)升高(gao),使(shi)得氫(qing)會(hui)燃(ran)燒得更厲(li)害(hai),這樣一來溫(wen)度就會(hui)升高(gao),太(tai)(tai)陽的(de)(de)亮(liang)度也會(hui)逐(zhu)漸(jian)增(zeng)(zeng)強。太(tai)(tai)陽自從45億年前進入主(zhu)序(xu)(xu)星(xing)階段到如今(jin),太(tai)(tai)陽光(guang)的(de)(de)亮(liang)度增(zeng)(zeng)強了30%,預計今(jin)后還會(hui)繼續(xu)增(zeng)(zeng)強,使(shi)地球溫(wen)度不斷升高(gao)。
65億年后,當太陽(yang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)主(zhu)序星階(jie)段(duan)(duan)(duan)結束時,預計(ji)太陽(yang)光的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)亮度(du)(du)將是如(ru)(ru)(ru)今(jin)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)2.2倍,而(er)(er)地球的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)平(ping)均溫(wen)度(du)(du)要(yao)比如(ru)(ru)(ru)今(jin)高(gao)60℃左右(you)。屆(jie)時就算(suan)地球上仍有海水,恐怕也快被(bei)蒸發光了。若僅從平(ping)均溫(wen)度(du)(du)來看,火星反而(er)(er)會(hui)是最適(shi)宜人類居住的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)星球。在主(zhu)序星階(jie)段(duan)(duan)(duan),因(yin)恒星自身引力(li)(li)而(er)(er)造成收縮的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)這股向內(nei)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)力(li)(li)和(he)因(yin)燃(ran)燒(shao)而(er)(er)引起的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)向外(wai)(wai)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)力(li)(li)會(hui)互相(xiang)牽(qian)制而(er)(er)達(da)到平(ping)衡。但在65億年后,太陽(yang)中(zhong)心(xin)部(bu)分的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)氫會(hui)燃(ran)盡(jin),最后只(zhi)剩下其(qi)周圍的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)球殼(ke)狀部(bu)分有氫燃(ran)燒(shao)。在球殼(ke)內(nei)不再燃(ran)燒(shao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)區域(yu),由于抵消引力(li)(li)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)向外(wai)(wai)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)力(li)(li)減弱而(er)(er)開始(shi)(shi)急速收縮,此時太陽(yang)會(hui)越(yue)來越(yue)亮,球殼(ke)外(wai)(wai)側部(bu)分因(yin)受到影響而(er)(er)導致(zhi)溫(wen)度(du)(du)升高(gao)并開始(shi)(shi)膨脹(zhang),這便(bian)是另一個階(jie)段(duan)(duan)(duan)--紅巨星階(jie)段(duan)(duan)(duan)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)開始(shi)(shi)。紅巨星階(jie)段(duan)(duan)(duan)會(hui)持續數億年,其(qi)間太陽(yang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)亮度(du)(du)會(hui)達(da)到如(ru)(ru)(ru)今(jin)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)2000倍,木星和(he)土(tu)星周圍的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)溫(wen)度(du)(du)也會(hui)升高(gao),木星的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)冰衛星以及(ji)作為土(tu)星特征的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)環(huan)都會(hui)被(bei)蒸發得無影無蹤,最后,太陽(yang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)外(wai)(wai)層部(bu)分甚至會(hui)膨脹(zhang)到如(ru)(ru)(ru)今(jin)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)地球軌(gui)道附近。
另一(yi)方面,從外(wai)層部(bu)分會不斷放出氣體,最終太(tai)(tai)陽(yang)(yang)的(de)(de)質量會減(jian)至主(zhu)序星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)階段的(de)(de)60%。因太(tai)(tai)陽(yang)(yang)引力減(jian)弱之故,行星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)開始遠離太(tai)(tai)陽(yang)(yang)。當(dang)太(tai)(tai)陽(yang)(yang)質量減(jian)至原來(lai)的(de)(de)60%時(shi),行星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)和(he)太(tai)(tai)陽(yang)(yang)的(de)(de)距離要比現在(zai)擴(kuo)大70%。這樣一(yi)來(lai),雖然水星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)和(he)金星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)被吞沒的(de)(de)可能(neng)性極(ji)大,但地球在(zai)太(tai)(tai)陽(yang)(yang)外(wai)層部(bu)分到達之前應(ying)該會拉大距離而存(cun)活下來(lai),火星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)和(he)木星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)型行星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(木星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing),土星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing),天(tian)王星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing),海王星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing))也會存(cun)活下來(lai)。
像太陽這般質(zhi)量的(de)星球(qiu),在其密度已(yi)變得非常高的(de)中心部(bu)(bu)分(fen)只(zhi)會(hui)(hui)收(shou)縮到一定程度,也就是溫度只(zhi)會(hui)(hui)升(sheng)高到某種程度,中心部(bu)(bu)分(fen)的(de)火會(hui)(hui)漸漸消失。太陽逐漸失去光芒(mang),膨脹的(de)外層部(bu)(bu)分(fen)將收(shou)縮,冷卻成致密的(de)白(bai)矮星。通過紅巨(ju)星時(shi)代考驗而(er)存留下來的(de)行星將會(hui)(hui)繼(ji)續圍繞太陽運行,所(suo)有一切都將被凍結,最(zui)后太陽系迎(ying)接的(de)將會(hui)(hui)是寂靜狀態的(de)結束(shu)。
若太陽這種恒星變(bian)為(wei)白矮星,每秒(miao)自轉一周(zhou)。密度(du)至少為(wei)1.41×1011kg/m3。
太陽受探測歷史
時(shi)間(年) 探測器名稱 國(guo)家 成就
1960-1968 先驅者(zhe)5-9號(hao) 美(mei)國(guo) 繞太(tai)(tai)陽(yang)運行,研究太(tai)(tai)陽(yang)風、耀斑
1974-1976 太(tai)陽神1-2號 美德(de)合作 近距離高速掠過太(tai)陽表面,測量太(tai)陽風與磁場
1980 太陽(yang)極大使者 美國 收集了耀斑、太陽(yang)黑子(zi)和日珥發出的(de)X射(she)線。伽(jia)馬射(she)線、紫(zi)外輻射(she)的(de)資料。
1990 尤(you)利(li)西(xi)斯 美(mei)歐合(he)作 在太陽極區上方的太陽風以及(ji)太陽磁(ci)場(chang)
1991 陽光 日英美(mei)合作 測量了太陽耀斑發出的X射線和伽馬射線以及耀斑爆(bao)發前的狀(zhuang)況
1995 SOHO 美歐(ou)合作(zuo) 研究(jiu)太(tai)陽內部結構(gou)和(he)表面發生的事件
1998 TRACE 美國 了解太陽磁場與日冕加熱之(zhi)間的聯系(xi)
2006 STEREO 美(mei)國 全方位(wei)提供太陽(yang)爆發(fa)和太陽(yang)風的星系
2010 SDO 美國(guo) 預(yu)測太陽活(huo)動對地球的影響
2018 Parker Solar Probe 美國 探索(suo)太陽運行機(ji)制
2021 羲和號(hao) 中國(guo) 2021年10月14日18時51分(fen),中國(guo)在太(tai)原衛(wei)星發射(she)中心采用長征(zheng)二(er)號(hao)丁運載(zai)火(huo)箭,成(cheng)功發射(she)首顆太(tai)陽探測(ce)科學技術試驗衛(wei)星“羲和號(hao)”,實現中國(guo)太(tai)陽探測(ce)零的突(tu)破。
2021 風云三號E星 中國 空間日(ri)冕探(tan)測
2022 空(kong)間新技術試(shi)驗衛星 中國 太陽過渡區(qu)的探測
2021年9月2日(ri),中(zhong)國“黎(li)明(ming)星”風云三號E星(以下簡稱“E星”)發布首批高精度(du)、多波段(duan)太陽圖(tu)像(xiang)。在太陽極紫外動畫圖(tu)像(xiang)上,太陽最外層(ceng)大氣——日(ri)冕數天內的變(bian)化(hua)被(bei)精準(zhun)捕(bu)捉,太陽活動區、冕洞等也(ye)清晰可(ke)見。
這段(duan)風云三(san)號E星太(tai)陽(yang)極紫外圖(tu)像做成的動(dong)畫展(zhan)示(shi)了(le)日冕2021年8月24日至(zhi)31日的變化,隨著(zhu)太(tai)陽(yang)緩緩地自轉,太(tai)陽(yang)上(shang)的活動(dong)區、冕洞等特征(zheng)也(ye)一(yi)一(yi)呈現在我們面前,宛若(ruo)一(yi)幅壯(zhuang)美(mei)的畫卷。耀斑(ban)類似(si)于地球(qiu)上(shang)的閃電。
2022年(nian)3月,歐(ou)洲航天局發布(bu)了(le)一張(zhang)太(tai)陽(yang)的(de)(de)高分(fen)辨率圖(tu)像(xiang)(xiang),號(hao)稱有史以來最高分(fen)辨率的(de)(de)太(tai)陽(yang)圖(tu)像(xiang)(xiang),大(da)小為56.26MB。這是太(tai)陽(yang)軌道(dao)飛行器在大(da)約7500萬(wan)公里(li)的(de)(de)距離在極紫外光下看到的(de)(de)太(tai)陽(yang)。該(gai)圖(tu)像(xiang)(xiang)是3月7日(ri)由極紫外成像(xiang)(xiang)儀(EUI)儀器的(de)(de)高分(fen)辨率望遠(yuan)鏡拍攝,將25張(zhang)單幅圖(tu)像(xiang)(xiang)進行了(le)拼(pin)接,每張(zhang)圖(tu)像(xiang)(xiang)拍攝耗時10分(fen)鐘,總共花(hua)了(le)4個(ge)多小時。
2022年8月(yue)30日,中國首顆(ke)太(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)(yang)探(tan)測科(ke)學技術試(shi)驗衛星“羲和號”在國際(ji)上首次實現了(le)對太(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)(yang)Hα(氫阿爾(er)法)波段的(de)光(guang)譜掃(sao)(sao)描成像(xiang),記錄了(le)太(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)(yang)活(huo)動(dong)在光(guang)球層和色(se)球層的(de)響應過(guo)程(cheng),通過(guo)一次掃(sao)(sao)描,可(ke)獲(huo)取376個波長位置的(de)太(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)(yang)圖像(xiang),不同波長對應了(le)光(guang)球和色(se)球不同層次的(de)太(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)(yang)大(da)(da)氣。根據(ju)這些譜線的(de)精細結構(gou),可(ke)反演出高(gao)精度(du)的(de)全日面色(se)球和光(guang)球多普勒速度(du)場,發生在太(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)(yang)大(da)(da)氣中的(de)活(huo)動(dong)可(ke)被詳細記錄到,進(jin)而研(yan)究太(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)(yang)活(huo)動(dong)的(de)物理過(guo)程(cheng)。