太(tai)(tai)陽(yang)(Sun)是(shi)太(tai)(tai)陽(yang)系(xi)(xi)的中(zhong)心天(tian)體(ti)(ti),占有太(tai)(tai)陽(yang)系(xi)(xi)總體(ti)(ti)質量的99.86%。太(tai)(tai)陽(yang)系(xi)(xi)中(zhong)的八大(da)行星(xing)(xing)、小行星(xing)(xing)、流星(xing)(xing)、彗星(xing)(xing)、外海王(wang)星(xing)(xing)天(tian)體(ti)(ti)以及星(xing)(xing)際塵(chen)埃等,都圍繞著太(tai)(tai)陽(yang)公轉(zhuan),而太(tai)(tai)陽(yang)則圍繞著銀(yin)河系(xi)(xi)的中(zhong)心公轉(zhuan)。
太(tai)(tai)陽是位(wei)于太(tai)(tai)陽系中心的(de)(de)(de)(de)恒(heng)星,它(ta)幾乎(hu)是熱等(deng)離子體(ti)與磁(ci)場交織著(zhu)的(de)(de)(de)(de)一個理想球(qiu)體(ti)。太(tai)(tai)陽直(zhi)徑(jing)大約(yue)是1392000(1.392×10?)千(qian)米,相當于地(di)球(qiu)直(zhi)徑(jing)的(de)(de)(de)(de)109倍;體(ti)積大約(yue)是地(di)球(qiu)的(de)(de)(de)(de)130萬(wan)倍;其(qi)(qi)質(zhi)量(liang)大約(yue)是2×103?千(qian)克(ke)(地(di)球(qiu)的(de)(de)(de)(de)330000倍)。從化學組成來看,現在太(tai)(tai)陽質(zhi)量(liang)的(de)(de)(de)(de)大約(yue)四(si)分之(zhi)三是氫,剩下的(de)(de)(de)(de)幾乎(hu)都(dou)是氦,包括氧(yang)、碳(tan)、氖、鐵和(he)其(qi)(qi)他的(de)(de)(de)(de)重元素(su)質(zhi)量(liang)少于2%,采用核聚(ju)變的(de)(de)(de)(de)方(fang)式向太(tai)(tai)空釋放光(guang)和(he)熱。
太(tai)陽目前正在穿越銀河系(xi)內部邊(bian)緣獵戶臂(bei)的(de)本地(di)泡區中的(de)本星際云。在距離地(di)球17光年的(de)距離內有(you)50顆(ke)最(zui)鄰(lin)近的(de)恒(heng)星系(xi)(與太(tai)陽距離最(zui)近的(de)恒(heng)星是稱作比(bi)鄰(lin)星的(de)紅(hong)矮星,大約(yue)4.2光年)。
太陽(yang)(yang)是(shi)一顆黃(huang)矮星(xing)(xing)(光譜為(wei)G2V),黃(huang)矮星(xing)(xing)的(de)壽命大(da)致為(wei)100億年(nian),目前太陽(yang)(yang)大(da)約45.7億歲。在大(da)約50至60億年(nian)之后(hou),太陽(yang)(yang)內部的(de)氫(qing)元(yuan)素(su)幾乎會全部消耗盡,太陽(yang)(yang)的(de)核心將發生(sheng)坍縮,導致溫(wen)度(du)上升,這一過(guo)程將一直持續(xu)到(dao)太陽(yang)(yang)開始(shi)把氦元(yuan)素(su)聚變成碳(tan)元(yuan)素(su)。雖然氦聚變產(chan)(chan)生(sheng)的(de)能量比氫(qing)聚變產(chan)(chan)生(sheng)的(de)能量少,但(dan)溫(wen)度(du)也(ye)更高,因此(ci)太陽(yang)(yang)的(de)外(wai)層(ceng)將膨脹,并且把一部分外(wai)層(ceng)大(da)氣釋放到(dao)太空中。當轉向(xiang)新元(yuan)素(su)的(de)過(guo)程結束(shu)時(shi),太陽(yang)(yang)的(de)質量將稍微下降,外(wai)層(ceng)將延伸到(dao)地(di)球(qiu)或者火(huo)星(xing)(xing)目前運行的(de)軌道處(這時(shi)由于太陽(yang)(yang)質量的(de)下降,這兩顆行星(xing)(xing)將會離太陽(yang)(yang)更遠)。
太(tai)(tai)(tai)陽(yang)是(shi)在(zai)(zai)大(da)約45.7億(yi)(yi)年前(qian)在(zai)(zai)一個坍縮的(de)氫(qing)分子云內形成(cheng)(cheng)。太(tai)(tai)(tai)陽(yang)形成(cheng)(cheng)的(de)時間以(yi)兩種方法(fa)測量(liang)(liang):太(tai)(tai)(tai)陽(yang)目(mu)前(qian)在(zai)(zai)主(zhu)(zhu)序(xu)帶(dai)上的(de)年齡(ling),使用(yong)恒星演化和太(tai)(tai)(tai)初核合成(cheng)(cheng)的(de)電腦模(mo)型確(que)認,大(da)約就是(shi)45.7億(yi)(yi)年。這與放射性定年法(fa)得到(dao)的(de)太(tai)(tai)(tai)陽(yang)最古老的(de)物質是(shi)45.67億(yi)(yi)年非常(chang)的(de)吻合。太(tai)(tai)(tai)陽(yang)在(zai)(zai)其(qi)主(zhu)(zhu)序(xu)的(de)演化階段已(yi)經到(dao)了中(zhong)(zhong)(zhong)年期,在(zai)(zai)這個階段的(de)核聚變是(shi)在(zai)(zai)核心將氫(qing)聚變成(cheng)(cheng)氦。每秒中(zhong)(zhong)(zhong)有超過400萬噸的(de)物質在(zai)(zai)太(tai)(tai)(tai)陽(yang)的(de)核心轉化成(cheng)(cheng)能量(liang)(liang),產生中(zhong)(zhong)(zhong)微(wei)子和太(tai)(tai)(tai)陽(yang)輻射。以(yi)這個速率,到(dao)目(mu)前(qian)為(wei)(wei)止(zhi),太(tai)(tai)(tai)陽(yang)大(da)約轉化了100個地球質量(liang)(liang)的(de)物質成(cheng)(cheng)為(wei)(wei)能量(liang)(liang),太(tai)(tai)(tai)陽(yang)在(zai)(zai)主(zhu)(zhu)序(xu)帶(dai)上耗費的(de)時間總共大(da)約為(wei)(wei)100億(yi)(yi)年。
太陽(yang)沒有(you)足夠的(de)(de)(de)(de)(de)質(zhi)量爆發成(cheng)為(wei)超新星(xing),替代的(de)(de)(de)(de)(de)是,在約50億年后它將(jiang)(jiang)(jiang)進入紅巨(ju)星(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)階(jie)段(duan)(duan),氦(hai)(hai)核(he)心(xin)為(wei)抵抗引力而(er)收縮,同時變熱;緊挨核(he)心(xin)的(de)(de)(de)(de)(de)氫包(bao)層因溫(wen)(wen)度(du)上升而(er)加速聚(ju)(ju)變,結果產生的(de)(de)(de)(de)(de)熱量持(chi)續增加,傳導(dao)(dao)到外(wai)(wai)層,使(shi)其向外(wai)(wai)膨(peng)(peng)脹(zhang)(zhang)。當核(he)心(xin)的(de)(de)(de)(de)(de)溫(wen)(wen)度(du)達到1億K時,氦(hai)(hai)聚(ju)(ju)變將(jiang)(jiang)(jiang)開(kai)始進行并(bing)燃燒生成(cheng)碳(tan)。由于(yu)此時的(de)(de)(de)(de)(de)氦(hai)(hai)核(he)心(xin)已經相當于(yu)一個(ge)小型“白(bai)矮星(xing)”(電子簡并(bing)態),熱失控的(de)(de)(de)(de)(de)氦(hai)(hai)聚(ju)(ju)變將(jiang)(jiang)(jiang)導(dao)(dao)致氦(hai)(hai)閃,釋放的(de)(de)(de)(de)(de)巨(ju)大能量使(shi)太陽(yang)核(he)心(xin)大幅度(du)膨(peng)(peng)脹(zhang)(zhang),解除了電子簡并(bing)態,然(ran)后核(he)心(xin)剩余的(de)(de)(de)(de)(de)氦(hai)(hai)進行穩定的(de)(de)(de)(de)(de)聚(ju)(ju)變。從外(wai)(wai)部(bu)看,太陽(yang)將(jiang)(jiang)(jiang)如新星(xing)般(ban)突然(ran)增亮(liang)5~10個(ge)星(xing)等(deng)(相比于(yu)此前(qian)的(de)(de)(de)(de)(de)“紅巨(ju)星(xing)”階(jie)段(duan)(duan)),接(jie)著體積大幅度(du)縮小,變得(de)比原(yuan)先的(de)(de)(de)(de)(de)紅巨(ju)星(xing)暗淡得(de)多(但仍將(jiang)(jiang)(jiang)比現在的(de)(de)(de)(de)(de)太陽(yang)亮(liang)),直到核(he)心(xin)的(de)(de)(de)(de)(de)碳(tan)逐步累積,再次進入核(he)心(xin)收縮、外(wai)(wai)層膨(peng)(peng)脹(zhang)(zhang)階(jie)段(duan)(duan)。這就是漸近巨(ju)星(xing)分支(zhi)階(jie)段(duan)(duan)。
地球(qiu)(qiu)的(de)(de)命運(yun)是(shi)不確定的(de)(de),當太(tai)陽成(cheng)為紅(hong)巨星(xing)時(shi)(shi),其半(ban)徑大約會(hui)(hui)是(shi)現(xian)在的(de)(de)200倍(bei),表面(mian)可(ke)能(neng)(neng)將膨脹至地球(qiu)(qiu)現(xian)在的(de)(de)軌道——1AU(1.5×1011m)。然而,當太(tai)陽成(cheng)為漸近巨星(xing)分支的(de)(de)恒星(xing)時(shi)(shi),由于恒星(xing)風的(de)(de)作用,它大約已(yi)經流失(shi)30%的(de)(de)質量,所以地球(qiu)(qiu)的(de)(de)軌道會(hui)(hui)向(xiang)外移動(dong)。如果只(zhi)是(shi)這樣,地球(qiu)(qiu)或許可(ke)以幸(xing)免,但新的(de)(de)研究認(ren)為地球(qiu)(qiu)可(ke)能(neng)(neng)會(hui)(hui)因(yin)為潮汐的(de)(de)相互作用而被(bei)太(tai)陽吞噬掉(diao)。但即使地球(qiu)(qiu)能(neng)(neng)逃脫被(bei)太(tai)陽焚毀的(de)(de)命運(yun),地球(qiu)(qiu)上的(de)(de)水仍然都會(hui)(hui)沸騰,大部分的(de)(de)氣體都會(hui)(hui)逃逸入太(tai)空。
即(ji)使太(tai)(tai)陽仍(reng)(reng)在主序帶的(de)現階(jie)段(duan),太(tai)(tai)陽的(de)光度仍(reng)(reng)然(ran)在緩慢的(de)增加(每10億年(nian)(nian)約增加10%),表(biao)面的(de)溫度也(ye)緩緩的(de)提升。太(tai)(tai)陽過去的(de)光度比較暗淡,這可能是生命在10億年(nian)(nian)前才(cai)出現在陸地(di)上的(de)原因。太(tai)(tai)陽的(de)溫度若(ruo)依(yi)照這樣的(de)速率增加,在未來的(de)10億年(nian)(nian),地(di)球(qiu)(qiu)可能會變(bian)得太(tai)(tai)熱,使水不再能以液態存在于(yu)地(di)球(qiu)(qiu)表(biao)面,而使地(di)球(qiu)(qiu)上所(suo)有的(de)生物(wu)趨于(yu)滅絕(jue)。
繼(ji)紅(hong)巨星(xing)階(jie)段(duan)之后(hou),激(ji)烈(lie)的(de)熱脈動將導致太陽(yang)外層(ceng)(ceng)的(de)氣體逃(tao)逸(yi),形成行星(xing)狀(zhuang)星(xing)云。在外層(ceng)(ceng)被剝離后(hou),唯一(yi)留存下來的(de)就是(shi)恒星(xing)炙(zhi)熱的(de)核(he)心——白矮星(xing),并在數(shu)十億年(nian)中逐漸冷卻(que)和黯淡。這是(shi)低質量與中質量恒星(xing)演化的(de)典(dian)型。
太(tai)陽(yang)(yang)是一個巨大而熾熱的(de)氣(qi)體星球(qiu)(qiu)(qiu)。知道了日地距(ju)離,再從地球(qiu)(qiu)(qiu)上測得太(tai)陽(yang)(yang)圓面的(de)視角直徑(jing),從簡單的(de)三(san)角關系就可以求出太(tai)陽(yang)(yang)的(de)半徑(jing)為69.6萬千米,是地球(qiu)(qiu)(qiu)半徑(jing)的(de)109倍(bei)。由此可以算出太(tai)陽(yang)(yang)的(de)體積為地球(qiu)(qiu)(qiu)的(de)130萬倍(bei)。
天文學家(jia)根(gen)據開普(pu)勒行星(xing)運動(dong)的(de)(de)第三(san)定律,利(li)用地(di)球的(de)(de)質量(liang)(liang)和它環繞太(tai)(tai)陽運轉的(de)(de)軌道半(ban)徑及(ji)周(zhou)期,還可以推算出太(tai)(tai)陽的(de)(de)質量(liang)(liang)為1.989×103?千克(ke),這個(ge)質量(liang)(liang)是地(di)球的(de)(de)33萬倍。并且集中(zhong)了太(tai)(tai)陽系(xi)99.86%的(de)(de)質量(liang)(liang)。但是,即使這樣一個(ge)龐然大物(wu),在茫茫宇宙之中(zhong),卻(que)也(ye)不過只是一顆(ke)質量(liang)(liang)中(zhong)等的(de)(de)普(pu)通恒星(xing)而(er)已。
由太(tai)陽(yang)的(de)(de)(de)體積和質量,可以計算出太(tai)陽(yang)平(ping)均密(mi)(mi)度為(wei)1.409克/厘米3,約為(wei)地球平(ping)均密(mi)(mi)度的(de)(de)(de)0.26倍。太(tai)陽(yang)表(biao)(biao)面的(de)(de)(de)重力加速(su)度等于273.9810米/秒2,約為(wei)地球表(biao)(biao)面重力加速(su)度的(de)(de)(de)28倍,如果(guo)一(yi)個(ge)人(ren)站在太(tai)陽(yang)表(biao)(biao)面,那么他的(de)(de)(de)體重將會是在地球上(shang)的(de)(de)(de)20倍。太(tai)陽(yang)表(biao)(biao)面的(de)(de)(de)逃逸速(su)度約617.7公(gong)里/秒,任何一(yi)個(ge)中性粒子的(de)(de)(de)速(su)度必須大于這個(ge)值,才能脫離太(tai)陽(yang)的(de)(de)(de)吸(xi)引力而(er)跑到宇宙空間(jian)中去。
太(tai)(tai)(tai)陽只是(shi)宇(yu)宙中一顆十(shi)分普通(tong)的(de)(de)(de)(de)恒星(xing)(xing)(xing)(xing),但它卻是(shi)太(tai)(tai)(tai)陽系(xi)(xi)的(de)(de)(de)(de)中心天(tian)體(ti)。太(tai)(tai)(tai)陽系(xi)(xi)中,包含我們的(de)(de)(de)(de)地(di)球在(zai)內的(de)(de)(de)(de)八大(da)行(xing)(xing)星(xing)(xing)(xing)(xing)、一些矮(ai)行(xing)(xing)星(xing)(xing)(xing)(xing)、彗星(xing)(xing)(xing)(xing)和其(qi)它無(wu)數的(de)(de)(de)(de)太(tai)(tai)(tai)陽系(xi)(xi)小(xiao)天(tian)體(ti),都在(zai)太(tai)(tai)(tai)陽的(de)(de)(de)(de)強大(da)引力(li)作用下(xia)環繞(rao)太(tai)(tai)(tai)陽運行(xing)(xing)。太(tai)(tai)(tai)陽系(xi)(xi)的(de)(de)(de)(de)疆(jiang)域龐大(da),僅以(yi)冥王(wang)星(xing)(xing)(xing)(xing)為(wei)例,其(qi)運行(xing)(xing)軌道距(ju)離太(tai)(tai)(tai)陽就將近40個天(tian)文單位,也就是(shi)60億千(qian)米(mi)之(zhi)遙(yao)遠,而實際上太(tai)(tai)(tai)陽系(xi)(xi)的(de)(de)(de)(de)范圍還要數十(shi)倍(bei)于此(ci)。
但是(shi)這樣(yang)一(yi)個龐大(da)(da)的(de)太陽系(xi)(xi)家(jia)族,在(zai)銀(yin)河系(xi)(xi)中卻僅僅只是(shi)十分(fen)普(pu)通的(de)滄海一(yi)粟。銀(yin)河系(xi)(xi)擁有至少1000億顆以(yi)(yi)上(shang)的(de)恒(heng)星(xing),直徑約(yue)(yue)10萬光年(nian)。太陽位于銀(yin)道(dao)面(mian)之北的(de)獵戶座(zuo)旋(xuan)臂(bei)上(shang),距(ju)離銀(yin)河系(xi)(xi)中心(xin)約(yue)(yue)30000光年(nian),在(zai)銀(yin)道(dao)面(mian)以(yi)(yi)北約(yue)(yue)26光年(nian),它一(yi)方(fang)面(mian)繞著(zhu)銀(yin)心(xin)以(yi)(yi)每秒(miao)250公里(li)的(de)速(su)度旋(xuan)轉,周(zhou)(zhou)期(qi)大(da)(da)概是(shi)2.5億年(nian),另(ling)一(yi)方(fang)面(mian)又相對于周(zhou)(zhou)圍恒(heng)星(xing)以(yi)(yi)每秒(miao)19.7公里(li)的(de)速(su)度朝著(zhu)織女星(xing)附近方(fang)向運(yun)動。太陽也在(zai)自轉,其周(zhou)(zhou)期(qi)在(zai)日面(mian)赤道(dao)帶約(yue)(yue)25天(tian);兩極區約(yue)(yue)為35天(tian)。
太陽(yang)(yang)正在(zai)穿越銀河(he)(he)系內(nei)(nei)部邊緣獵戶臂的(de)(de)(de)本(ben)地泡(pao)區中的(de)(de)(de)本(ben)星際云。在(zai)距(ju)離(li)(li)地球17光(guang)年的(de)(de)(de)距(ju)離(li)(li)內(nei)(nei)有50顆最(zui)鄰近的(de)(de)(de)恒星系(距(ju)離(li)(li)最(zui)近的(de)(de)(de)一顆恒星是紅矮(ai)星,被稱為(wei)比鄰星,距(ju)太陽(yang)(yang)大約(yue)4.2光(guang)年),太陽(yang)(yang)的(de)(de)(de)質量在(zai)這(zhe)(zhe)些恒星中排在(zai)第四。太陽(yang)(yang)在(zai)距(ju)離(li)(li)銀河(he)(he)中心24000至(zhi)26000光(guang)年的(de)(de)(de)距(ju)離(li)(li)上繞著銀河(he)(he)公轉(zhuan),從(cong)銀河(he)(he)北極鳥瞰,太陽(yang)(yang)沿順時針軌(gui)道(dao)運行,大約(yue)2億(yi)2500萬至(zhi)2億(yi)5000萬年繞行一周。由于銀河(he)(he)系在(zai)宇宙微(wei)波(bo)背(bei)景輻(fu)射(CMB)中以(yi)550公里/秒(miao)的(de)(de)(de)速(su)度朝向長蛇座(zuo)的(de)(de)(de)方向運動,這(zhe)(zhe)兩(liang)個速(su)度合成之(zhi)后,太陽(yang)(yang)相對(dui)于CMB的(de)(de)(de)速(su)度是370公里/秒(miao),朝向巨爵(jue)座(zuo)或獅子座(zuo)的(de)(de)(de)方向運動。
在(zai)(zai)南門二(比鄰(lin)星(xing)所在(zai)(zai)的(de)三合星(xing)系(xi)統)的(de)位置觀看我們的(de)太陽時,太陽則會(hui)成(cheng)為仙后座(zuo)中一顆視(shi)星(xing)等為0.5等的(de)恒星(xing)。大體來說,仙后座(zuo)的(de)外形(xing)將(jiang)(jiang)會(hui)從//變(bian)成(cheng)///,太陽將(jiang)(jiang)會(hui)位在(zai)(zai)仙后座(zuo)ε星(xing)的(de)尾端(duan)。
太陽繞(rao)銀(yin)河(he)(he)系(xi)中(zhong)(zhong)心(xin)公轉,繞(rao)銀(yin)河(he)(he)系(xi)中(zhong)(zhong)心(xin)公轉周期約2.5×10?年。銀(yin)河(he)(he)系(xi)中(zhong)(zhong)心(xin)可能有巨大黑(hei)洞,但(dan)它周圍布滿了(le)恒星(xing),所以看上去象“銀(yin)盤”。這(zhe)些(xie)恒星(xing)都繞(rao)“銀(yin)核”公轉。與地球公轉不同,這(zhe)些(xie)恒星(xing)公轉每繞(rao)一(yi)周離“銀(yin)核”會更近。
太(tai)陽(yang)和其它天(tian)體(ti)一(yi)樣,也在圍繞自(zi)己的軸心自(zi)西向東自(zi)轉(zhuan),但觀測和研究表明,太(tai)陽(yang)表面(mian)不同的緯度(du)處,自(zi)轉(zhuan)速度(du)不一(yi)樣。在赤(chi)道處,太(tai)陽(yang)自(zi)轉(zhuan)一(yi)周需要25.4天(tian),而在緯度(du)40處需要27.2天(tian),到了兩極地區,自(zi)轉(zhuan)一(yi)周則需要35天(tian)左右(you)。這(zhe)種自(zi)轉(zhuan)方(fang)式被稱為“較差自(zi)轉(zhuan)”。
根據太(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)活(huo)動的(de)相對(dui)強弱,太(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)可分為(wei)寧靜(jing)太(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)和活(huo)動太(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)兩大類(lei)。寧靜(jing)太(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)是(shi)一個理論上假定寧靜(jing)的(de)球(qiu)對(dui)稱熱(re)氣(qi)體(ti)(ti)球(qiu),其性質(zhi)只隨半徑(jing)而變,而且(qie)在任一球(qiu)層中都是(shi)均勻的(de),其目(mu)的(de)在于研究太(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)的(de)總(zong)體(ti)(ti)結構和一般(ban)性質(zhi)。在這種(zhong)假定下,按照(zhao)由里往外(wai)的(de)順序(xu),太(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)是(shi)由核心、輻射(she)區(qu)、對(dui)流層、光球(qiu)層、色球(qiu)層、日冕層構成。光球(qiu)層之下稱為(wei)太(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)內部;光球(qiu)層之上稱為(wei)太(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)大氣(qi)。
太(tai)陽圈電流(liu)片延伸到(dao)太(tai)陽系外,結(jie)果是來(lai)自太(tai)陽的旋轉磁(ci)場影響(xiang)到(dao)星際(ji)物質中的等離子(zi)體。
太(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)(yang)是磁(ci)(ci)力活(huo)躍的(de)(de)(de)(de)恒星(xing),它支撐(cheng)一(yi)(yi)個強大(da)(da)、年(nian)復(fu)一(yi)(yi)年(nian)在變(bian)化的(de)(de)(de)(de)磁(ci)(ci)場,并且(qie)(qie)大(da)(da)約(yue)每11年(nian)環繞著太(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)(yang)極大(da)(da)期反轉(zhuan)(zhuan)它的(de)(de)(de)(de)方向太(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)(yang)磁(ci)(ci)場會導致很多影響,稱(cheng)為太(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)(yang)活(huo)動,包括在太(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)(yang)表面的(de)(de)(de)(de)太(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)(yang)黑子、太(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)(yang)耀斑、和(he)攜帶著物(wu)(wu)質穿越太(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)(yang)系(xi)且(qie)(qie)不斷變(bian)化的(de)(de)(de)(de)太(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)(yang)風。太(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)(yang)活(huo)動對地球的(de)(de)(de)(de)影響包括在高(gao)緯(wei)度(du)(du)的(de)(de)(de)(de)極光,和(he)擾亂無線(xian)電(dian)通訊和(he)電(dian)力。太(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)(yang)活(huo)動被認為在太(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)(yang)系(xi)的(de)(de)(de)(de)形成和(he)演化扮(ban)演了很重要的(de)(de)(de)(de)角色,太(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)(yang)因(yin)為高(gao)溫的(de)(de)(de)(de)緣故,所(suo)有的(de)(de)(de)(de)物(wu)(wu)質都是氣體和(he)等離(li)子體,這使得(de)太(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)(yang)的(de)(de)(de)(de)轉(zhuan)(zhuan)速可能在赤道(大(da)(da)約(yue)25天)較快,而不是高(gao)緯(wei)度(du)(du)(在兩極約(yue)為35天)太(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)(yang)因(yin)緯(wei)度(du)(du)不同的(de)(de)(de)(de)較差自轉(zhuan)(zhuan)造成它的(de)(de)(de)(de)磁(ci)(ci)場線(xian)隨著時間而糾纏在一(yi)(yi)起,造成磁(ci)(ci)場圈從太(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)(yang)表面噴發出(chu)來,并觸發太(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)(yang)形成系(xi)距性的(de)(de)(de)(de)太(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)(yang)黑子和(he)日珥(參見磁(ci)(ci)重聯)。隨著太(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)(yang)每11年(nian)反轉(zhuan)(zhuan)它本(ben)身的(de)(de)(de)(de)磁(ci)(ci)場,這種糾纏創造了太(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)(yang)發電(dian)機和(he)11年(nian)的(de)(de)(de)(de)太(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)(yang)磁(ci)(ci)場活(huo)動太(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)(yang)周期。
太(tai)陽(yang)磁(ci)(ci)場(chang)(chang)(chang)朝(chao)太(tai)陽(yang)本體(ti)外更遠(yuan)處延(yan)伸,磁(ci)(ci)化的(de)(de)(de)(de)(de)太(tai)陽(yang)風等離(li)子體(ti)攜帶著(zhu)(zhu)太(tai)陽(yang)的(de)(de)(de)(de)(de)磁(ci)(ci)場(chang)(chang)(chang)進(jin)入太(tai)空,形成(cheng)(cheng)所謂的(de)(de)(de)(de)(de)行(xing)星(xing)際(ji)(ji)磁(ci)(ci)場(chang)(chang)(chang)由于等離(li)子體(ti)只能沿(yan)著(zhu)(zhu)磁(ci)(ci)場(chang)(chang)(chang)線移動,離(li)開(kai)太(tai)陽(yang)的(de)(de)(de)(de)(de)行(xing)星(xing)際(ji)(ji)磁(ci)(ci)場(chang)(chang)(chang)起初是沿(yan)著(zhu)(zhu)徑向(xiang)伸展(zhan)的(de)(de)(de)(de)(de)。因(yin)(yin)位在(zai)(zai)太(tai)陽(yang)赤道(dao)上方和下方離(li)開(kai)太(tai)陽(yang)的(de)(de)(de)(de)(de)磁(ci)(ci)場(chang)(chang)(chang)具有(you)不同的(de)(de)(de)(de)(de)極性(xing),因(yin)(yin)此在(zai)(zai)太(tai)陽(yang)的(de)(de)(de)(de)(de)赤道(dao)平面存(cun)在(zai)(zai)著(zhu)(zhu)一層薄薄的(de)(de)(de)(de)(de)電流(liu)層,稱為太(tai)陽(yang)圈電流(liu)片。太(tai)陽(yang)的(de)(de)(de)(de)(de)自轉(zhuan)使得遠(yuan)距離(li)的(de)(de)(de)(de)(de)磁(ci)(ci)場(chang)(chang)(chang)和電流(liu)片旋轉(zhuan)成(cheng)(cheng)像是阿基(ji)米德螺旋結構(gou),稱為派克螺旋。行(xing)星(xing)際(ji)(ji)磁(ci)(ci)場(chang)(chang)(chang)的(de)(de)(de)(de)(de)強度遠(yuan)比太(tai)陽(yang)的(de)(de)(de)(de)(de)偶極性(xing)磁(ci)(ci)場(chang)(chang)(chang)強大。太(tai)陽(yang)50-400μT的(de)(de)(de)(de)(de)磁(ci)(ci)偶極(在(zai)(zai)光球)隨著(zhu)(zhu)距離(li)的(de)(de)(de)(de)(de)三(san)次方衰減,在(zai)(zai)地球的(de)(de)(de)(de)(de)距離(li)上只有(you)0.1nT。然而(er)依據太(tai)空船的(de)(de)(de)(de)(de)觀測,在(zai)(zai)地球附近的(de)(de)(de)(de)(de)行(xing)星(xing)際(ji)(ji)磁(ci)(ci)場(chang)(chang)(chang)是這個數值的(de)(de)(de)(de)(de)100倍,大約是5nT。
從中心到0.25太(tai)陽(yang)半(ban)徑是(shi)(shi)太(tai)陽(yang)發射(she)巨大能(neng)量(liang)的(de)(de)真正(zheng)(zheng)源頭,也稱為核反(fan)應(ying)區(qu)。在這(zhe)里,太(tai)陽(yang)核心處溫度高達1500萬度,壓力相(xiang)(xiang)當(dang)于3000億(yi)(yi)個大氣壓,隨時都(dou)在進(jin)行(xing)著四個氫核聚變成一個氦核的(de)(de)熱(re)核反(fan)應(ying)。根據原子核物理學和(he)愛(ai)因斯坦的(de)(de)質(zhi)能(neng)轉換關系式(shi)E=mc2,每秒鐘有質(zhi)量(liang)為6億(yi)(yi)噸的(de)(de)氫經過熱(re)核聚變反(fan)應(ying)為5.96億(yi)(yi)噸的(de)(de)氦,并(bing)釋放出(chu)相(xiang)(xiang)當(dang)于400萬噸氫的(de)(de)能(neng)量(liang),正(zheng)(zheng)是(shi)(shi)這(zhe)巨大的(de)(de)能(neng)源帶給了我們光和(he)熱(re),但這(zhe)損失(shi)的(de)(de)質(zhi)量(liang)與太(tai)陽(yang)的(de)(de)總質(zhi)量(liang)相(xiang)(xiang)比(bi),卻是(shi)(shi)不值一提的(de)(de)。根據對太(tai)陽(yang)內(nei)部氫含量(liang)的(de)(de)估計,太(tai)陽(yang)至少還有50億(yi)(yi)年(nian)的(de)(de)正(zheng)(zheng)常(chang)壽命。
0.25太陽半徑~0.86太陽半徑是(shi)(shi)太陽輻射區,它包含了各種電磁輻射和粒子(zi)流(liu)。輻射從(cong)內部向(xiang)外部傳(chuan)遞過程是(shi)(shi)多(duo)次被物(wu)質吸(xi)收(shou)而又再次發射的(de)過程。從(cong)核反應區到太陽表(biao)面的(de)行程中,能量(liang)依次以X射線(xian)、遠紫(zi)外線(xian)、紫(zi)外線(xian),最后是(shi)(shi)可見光的(de)形(xing)式向(xiang)外輻射。太陽是(shi)(shi)一個取之難盡(jin),用之不竭的(de)能量(liang)源泉。
對(dui)(dui)流(liu)層是輻(fu)射區(qu)的外(wai)側區(qu)域,其厚度(du)約有十幾萬(wan)千米,由于這里的溫度(du)、壓力(li)和(he)密(mi)度(du)梯(ti)度(du)都很大,太(tai)陽氣體(ti)呈對(dui)(dui)流(liu)的不穩定狀態。使物(wu)質(zhi)的徑(jing)向對(dui)(dui)流(liu)運動強烈,熱的物(wu)質(zhi)向外(wai)運動,冷的物(wu)質(zhi)沉入內部(bu),太(tai)陽內部(bu)能量就是靠(kao)物(wu)質(zhi)的這種對(dui)(dui)流(liu),由內部(bu)向外(wai)部(bu)傳輸。
太(tai)(tai)(tai)陽光球以(yi)上的(de)(de)(de)(de)部分(fen)統稱(cheng)為(wei)太(tai)(tai)(tai)陽大氣層(ceng),跨過(guo)整個(ge)電磁頻譜(pu),從無線(xian)電、可(ke)(ke)見光到(dao)伽馬射線(xian),都可(ke)(ke)以(yi)觀察它們分(fen)為(wei)5個(ge)主要的(de)(de)(de)(de)部分(fen):溫度極小(xiao)區(qu)、色(se)球、過(guo)渡區(qu)、日(ri)冕(mian)、和太(tai)(tai)(tai)陽圈(quan),太(tai)(tai)(tai)陽圈(quan)可(ke)(ke)能是太(tai)(tai)(tai)陽大氣層(ceng)最稀薄的(de)(de)(de)(de)外(wai)緣(yuan)并且延伸(shen)到(dao)冥王星(xing)軌道之外(wai)與星(xing)際物質交(jiao)界(jie),交(jiao)界(jie)處稱(cheng)為(wei)日(ri)鞘,并且在那兒(er)形成剪(jian)切的(de)(de)(de)(de)激波(bo)前(qian)緣(yuan)。色(se)球、過(guo)渡區(qu)和日(ri)冕(mian)的(de)(de)(de)(de)溫度都比太(tai)(tai)(tai)陽表面高,原因還沒有獲得證實,但證據指向阿爾文(wen)波(bo)可(ke)(ke)能攜帶了足(zu)夠(gou)的(de)(de)(de)(de)能量將(jiang)日(ri)冕(mian)加熱。
對流層上(shang)面的(de)太陽(yang)大氣,稱為(wei)太陽(yang)光(guang)球(qiu)。光(guang)球(qiu)是一(yi)層不透明的(de)氣體薄(bo)層,厚度約(yue)500千米。它(ta)確定了太陽(yang)非常清晰(xi)的(de)邊(bian)界,幾乎(hu)所有(you)的(de)可(ke)見光(guang)都是從(cong)這一(yi)層發射(she)出來的(de)。
色(se)(se)球(qiu)位于光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)球(qiu)之(zhi)上(shang)。厚度(du)約2000千米。太(tai)陽的(de)(de)溫度(du)分布從(cong)核心向外直到(dao)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)球(qiu)層(ceng),都是(shi)逐漸(jian)下降的(de)(de),但到(dao)了色(se)(se)球(qiu)層(ceng),卻又反常上(shang)升,到(dao)色(se)(se)球(qiu)頂(ding)部時已(yi)達幾萬度(du)。由于色(se)(se)球(qiu)層(ceng)發出的(de)(de)可見(jian)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)總量(liang)不及(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)球(qiu)的(de)(de)1%,因(yin)此人們平(ping)常看不到(dao)它。只有在發生日全食(shi)時,即食(shi)既之(zhi)前幾秒種(zhong)或者生光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)以后(hou)幾秒鐘(zhong),當光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)球(qiu)所發射(she)的(de)(de)明亮(liang)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)線被(bei)月影完全遮掩的(de)(de)短暫時間內,在日面(mian)邊緣呈(cheng)現出狹窄的(de)(de)玫瑰紅(hong)色(se)(se)的(de)(de)發光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)圈層(ceng),這就(jiu)是(shi)色(se)(se)球(qiu)層(ceng)。平(ping)時,科學(xue)家們要(yao)通過(guo)單色(se)(se)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(波長(chang)為6563埃)色(se)(se)球(qiu)望遠鏡才能觀(guan)測到(dao)太(tai)陽色(se)(se)球(qiu)層(ceng)。
日(ri)(ri)(ri)冕(mian)(mian)(mian)是(shi)太(tai)(tai)陽(yang)(yang)大(da)氣的(de)(de)最外(wai)層(ceng),由高(gao)溫、低(di)密(mi)度的(de)(de)等(deng)離子體所組成。亮(liang)度微弱,在(zai)(zai)(zai)白光(guang)中的(de)(de)總亮(liang)度比(bi)太(tai)(tai)陽(yang)(yang)圓面亮(liang)度的(de)(de)百分之(zhi)一還低(di),約相當于滿月的(de)(de)亮(liang)度,因此只有(you)在(zai)(zai)(zai)日(ri)(ri)(ri)全食時(shi)(shi)才能展(zhan)現其光(guang)彩,平時(shi)(shi)觀(guan)測(ce)(ce)則要使(shi)用專門(men)的(de)(de)日(ri)(ri)(ri)冕(mian)(mian)(mian)儀。日(ri)(ri)(ri)冕(mian)(mian)(mian)的(de)(de)溫度高(gao)達(da)百萬度,其大(da)小和形(xing)狀與太(tai)(tai)陽(yang)(yang)活動(dong)有(you)關(guan),在(zai)(zai)(zai)太(tai)(tai)陽(yang)(yang)活動(dong)極(ji)大(da)年(nian)時(shi)(shi),日(ri)(ri)(ri)冕(mian)(mian)(mian)接近圓形(xing);在(zai)(zai)(zai)太(tai)(tai)陽(yang)(yang)寧靜年(nian)則呈橢圓形(xing)。自古以(yi)來,觀(guan)測(ce)(ce)日(ri)(ri)(ri)冕(mian)(mian)(mian)的(de)(de)傳統方法(fa)都(dou)是(shi)等(deng)待一次罕見的(de)(de)日(ri)(ri)(ri)全食——在(zai)(zai)(zai)黑暗的(de)(de)天空背景上,月面把明亮(liang)的(de)(de)太(tai)(tai)陽(yang)(yang)光(guang)球面遮掩住(zhu),而(er)在(zai)(zai)(zai)日(ri)(ri)(ri)面周圍呈現出青白色的(de)(de)光(guang)區(qu),就是(shi)人(ren)們期待觀(guan)測(ce)(ce)的(de)(de)太(tai)(tai)陽(yang)(yang)最外(wai)層(ceng)大(da)氣——日(ri)(ri)(ri)冕(mian)(mian)(mian)。
太(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)圈,從(cong)大(da)(da)約20太(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)半徑(0.1天文單(dan)位)到(dao)太(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)系的(de)(de)(de)邊(bian)緣,這一大(da)(da)片環繞著太(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)的(de)(de)(de)空間充滿(man)了伴隨(sui)太(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)風(feng)離(li)開太(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)的(de)(de)(de)等離(li)子體。他的(de)(de)(de)內側邊(bian)界是太(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)風(feng)成為(wei)超(chao)阿耳芬波(bo)(bo)的(de)(de)(de)那層位置(zhi)-流(liu)體的(de)(de)(de)速度超(chao)過阿耳芬波(bo)(bo)。因為(wei)訊息只(zhi)能以阿耳芬波(bo)(bo)的(de)(de)(de)速度傳(chuan)遞,所以在(zai)這個界限之外的(de)(de)(de)湍(tuan)流(liu)和動力(li)學(xue)的(de)(de)(de)力(li)量(liang)不(bu)再能影響到(dao)內部的(de)(de)(de)日(ri)冕(mian)形(xing)(xing)狀。太(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)風(feng)源(yuan)源(yuan)不(bu)斷的(de)(de)(de)進入太(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)圈之中(zhong)并向(xiang)外吹拂,使得太(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)的(de)(de)(de)磁場形(xing)(xing)成螺(luo)旋的(de)(de)(de)形(xing)(xing)狀,直到(dao)在(zai)距離(li)太(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)超(chao)過50天文單(dan)位之外撞(zhuang)擊到(dao)日(ri)鞘為(wei)止。
在(zai)2004年(nian)12月,旅行者1號(hao)探測(ce)器已穿(chuan)越過被認為是日鞘部分的激波(bo)前緣。兩艘航海家(jia)太空船(chuan)在(zai)穿(chuan)越邊界時都偵(zhen)測(ce)與記錄到能量超(chao)過一般(ban)微粒(li)的高(gao)能粒(li)子。
陽光是(shi)地(di)(di)(di)球(qiu)能(neng)量的(de)(de)主要來源。太(tai)陽常(chang)數是(shi)在距離太(tai)陽1天文(wen)單(dan)位的(de)(de)位置(zhi)(也就(jiu)是(shi)在或接近(jin)地(di)(di)(di)球(qiu)),直(zhi)接暴露在陽光下的(de)(de)每單(dan)位面積接收到的(de)(de)能(neng)量,其(qi)值約相當(dang)于1,368W/m2(瓦每平方米)。經過大氣(qi)層的(de)(de)吸收后,抵達地(di)(di)(di)球(qiu)表面的(de)(de)陽光已經衰減——在大氣(qi)清澈且太(tai)陽接近(jin)天頂的(de)(de)條(tiao)件(jian)下也只(zhi)有約1,000W/m2。
有許多種天然(ran)的(de)(de)(de)合成(cheng)(cheng)過程可以(yi)利用(yong)(yong)太(tai)(tai)陽能(neng)-光合作用(yong)(yong)是植物以(yi)化學的(de)(de)(de)方式從陽光中(zhong)(zhong)擷取能(neng)量(氧的(de)(de)(de)釋(shi)出和碳(tan)化合物的(de)(de)(de)減少),直接加熱或(huo)使(shi)用(yong)(yong)太(tai)(tai)陽電(dian)池(chi)轉換成(cheng)(cheng)電(dian)的(de)(de)(de)儀器被使(shi)用(yong)(yong)在太(tai)(tai)陽能(neng)發(fa)電(dian)的(de)(de)(de)設備上,或(huo)進行(xing)其他的(de)(de)(de)工作;有時也(ye)會使(shi)用(yong)(yong)集光式太(tai)(tai)陽能(neng)(也(ye)就是凝聚(ju)陽光)。儲存在原油和其它化石燃料中(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)能(neng)量是來自遙(yao)遠的(de)(de)(de)過去經由(you)光合作用(yong)(yong)轉換的(de)(de)(de)太(tai)(tai)陽能(neng)。
太(tai)陽(yang)(yang)的(de)(de)(de)(de)外(wai)層,從(cong)它的(de)(de)(de)(de)表(biao)面(mian)向(xiang)下至(zhi)大約200,000公里(或(huo)是(shi)(shi)70%的(de)(de)(de)(de)太(tai)陽(yang)(yang)半徑),太(tai)陽(yang)(yang)的(de)(de)(de)(de)等離子體已經不夠(gou)稠密(mi)或(huo)不夠(gou)熱不再能經由(you)傳導作用有(you)(you)效的(de)(de)(de)(de)將內(nei)部(bu)的(de)(de)(de)(de)熱向(xiang)外(wai)傳送;換言之,它已經不夠(gou)透明了(le)。結(jie)果是(shi)(shi),當熱柱攜帶(dai)熱物(wu)質前(qian)往(wang)表(biao)面(mian)(光(guang)球)產生了(le)熱對(dui)流。一(yi)旦這些物(wu)質在表(biao)面(mian)變冷(leng),它會向(xiang)下切入對(dui)流帶(dai)的(de)(de)(de)(de)底部(bu),再從(cong)輻射帶(dai)的(de)(de)(de)(de)頂部(bu)獲得更多的(de)(de)(de)(de)熱量在可(ke)見的(de)(de)(de)(de)太(tai)陽(yang)(yang)表(biao)面(mian),溫度(du)已經降至(zhi)5700K,而且密(mi)度(du)也只有(you)(you)0.2公克/立方(fang)米(大約是(shi)(shi)海(hai)平(ping)面(mian)密(mi)度(du)的(de)(de)(de)(de)六千分之一(yi))。
在對(dui)流(liu)帶(dai)的(de)(de)熱柱形成在太陽(yang)表面上非常(chang)重要(yao)的(de)(de),像(xiang)是(shi)米粒組(zu)織(zhi)和超米粒組(zu)織(zhi)。在對(dui)流(liu)帶(dai)的(de)(de)湍流(liu)會(hui)在太陽(yang)內部(bu)的(de)(de)外圍部(bu)分造成“小尺度(du)”的(de)(de)發電機,這會(hui)在太陽(yang)表面的(de)(de)各處產生磁南極和磁北極。太陽(yang)的(de)(de)熱柱是(shi)貝納得穴流(liu)因此往往像(xiang)六角型的(de)(de)棱鏡。
作為(wei)一(yi)顆恒(heng)星,太(tai)陽(yang),其總體外觀性質(zhi)是,光度為(wei)383億(yi)億(yi)億(yi)瓦,絕對星等為(wei)4.8。是一(yi)顆黃色G2型矮(ai)星,有效溫度等于(yu)開氏(shi)5800度。太(tai)陽(yang)與在軌道上(shang)繞它公轉的(de)地球的(de)平均距離為(wei)149597870千米(499.005光秒(miao)或1天文(wen)單(dan)位)。按質(zhi)量(liang)計,它的(de)物質(zhi)構成是71%的(de)氫、26%的(de)氦和少量(liang)較重元素(su)。它們(men)都是通過核聚變(bian)來(lai)釋(shi)放能量(liang)的(de),根(gen)據理論太(tai)陽(yang)最(zui)后(hou)核聚變(bian)反應產(chan)生的(de)物質(zhi)是鐵和銅等金屬。
日地(di)平均的距離(1天文單位):1.49597870×1011米(1億(yi)5千萬公里(li))
日地(di)最遠的(de)距離:1.5210×1011米
日地(di)最近的距離:1.4710×1011米
遠(yuan)日點(dian)與近日點(dian)距離相差500萬千米
視星等:-26.74等
絕對星等:4.83等
熱星等:-26.82等
絕對熱(re)星(xing)等(deng):4.75等(deng)
太陽
日地(di)平均距離 149,598,000千(qian)米(mi)
半徑(jing) 696,000千(qian)米
質量 1.989×1033克
平均密度 1.409克/立方(fang)厘米
有效溫度(du) 5,770K
自轉會合周期 26.9日(赤道(dao));31.1日(極區)
光譜型 G2V
目視星等 -26.74等
目視(shi)絕對星等 4.83等
表(biao)面(mian)重力加速度 27,400厘(li)米/平(ping)方(fang)秒
表面(mian)逃逸速度(du) 617.7千米/秒(miao)
中心溫度(du) 約15,000,000K
中心(xin)密度 約160克/立(li)方(fang)厘米
年齡 50億年
表面面積 大約6.09×1012平方千米
體積(ji) 大約1.412×101?立(li)方千米(mi)
日冕層溫度 5×200K
發光度(LS) 大約(yue)3.827×102?Js?1
太陽壽命 約100億(yi)年
天文符號 ☉
太陽活(huo)動(dong)周期(qi) 11.04年
總輻(fu)射功率 3.86×102?瓦特
光球成分(質量(liang))
名稱 所占百(bai)分(fen)比(bi)
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)輻射的(de)峰(feng)值波(bo)長(chang)(500納米)介(jie)于(yu)光(guang)(guang)譜中藍(lan)光(guang)(guang)和綠光(guang)(guang)的(de)過渡(du)區域。恒星的(de)溫(wen)度(du)與(yu)其(qi)輻射中占主要地位的(de)波(bo)長(chang)有密(mi)切關系。就太(tai)(tai)陽(yang)來說,其(qi)表面的(de)溫(wen)度(du)大約(yue)在5800K。然而(er),由于(yu)人的(de)眼睛對峰(feng)值波(bo)長(chang)周圍(wei)的(de)其(qi)它顏色(se)更敏(min)感,所以太(tai)(tai)陽(yang)看起(qi)來呈現(xian)出白(bai)色(se)或是黃白(bai)色(se)。
核心是太陽內唯一能經(jing)由核聚變(bian)產生(sheng)大量(liang)(liang)(liang)能量(liang)(liang)(liang)的區域,溫(wen)度高達1570萬(wan)K。99%的能量(liang)(liang)(liang)產生(sheng)在(zai)太陽半徑的24%以內,而(er)在(zai)30%半徑處(chu),核聚變(bian)反應幾乎完(wan)全停止。
光球層上(shang)最顯著的(de)(de)現象就是太(tai)陽(yang)黑子,所謂太(tai)陽(yang)黑子,只指太(tai)陽(yang)光球層上(shang)的(de)(de)溫(wen)(wen)度相對較低(di)的(de)(de)區域,其溫(wen)(wen)度約(yue)為4500K,而光球其余部分的(de)(de)溫(wen)(wen)度約(yue)為5777K。
色(se)球(qiu)(qiu)厚(hou)度約2000千米,太陽的(de)(de)溫(wen)度分布從(cong)核(he)心向外(wai)直到光(guang)球(qiu)(qiu)層,都是(shi)逐(zhu)漸下降的(de)(de),但到了(le)色(se)球(qiu)(qiu)層,卻又反常上升,到接近頂端的(de)(de)溫(wen)度大約在20000K。
日冕是太(tai)陽大氣的最外層,它由高溫、低密度的等離子體所組成(cheng),日冕的溫度高達(da)百萬度。
太陽(yang)(yang)看(kan)起來(lai)很平靜,實(shi)際上(shang)無時無刻不在發生(sheng)劇烈的(de)活動。太陽(yang)(yang)由(you)里(li)向(xiang)外分(fen)別(bie)為(wei)太陽(yang)(yang)核(he)反應區、太陽(yang)(yang)對流(liu)層(ceng)、太陽(yang)(yang)大(da)氣(qi)層(ceng)。其中22億分(fen)之一的(de)能量輻射到地球,成為(wei)地球上(shang)光(guang)和(he)熱的(de)主要來(lai)源。太陽(yang)(yang)表面和(he)大(da)氣(qi)層(ceng)中的(de)活動現象,諸如(ru)太陽(yang)(yang)黑子、耀斑(ban)和(he)日(ri)冕物質噴(pen)發(日(ri)珥)等(deng),會使太陽(yang)(yang)風(feng)大(da)大(da)增強,造成許多(duo)地球物理現象──例如(ru)極光(guang)增多(duo)、大(da)氣(qi)電離層(ceng)和(he)地磁(ci)的(de)變化。
太陽(yang)(yang)活(huo)(huo)動(dong)和(he)太陽(yang)(yang)風的(de)(de)增強還會嚴重干擾地(di)球上無線電(dian)通(tong)訊及航(hang)天設(she)備(bei)的(de)(de)正常工(gong)作,使衛星(xing)上的(de)(de)精密電(dian)子儀器遭受損(sun)害(hai),地(di)面通(tong)訊網(wang)絡、電(dian)力控制(zhi)網(wang)絡發生混(hun)亂,甚至可(ke)能對航(hang)天飛機和(he)空(kong)間站中(zhong)宇航(hang)員的(de)(de)生命(ming)構(gou)成(cheng)威(wei)脅。因此,監測太陽(yang)(yang)活(huo)(huo)動(dong)和(he)太陽(yang)(yang)風的(de)(de)強度,適時作出“空(kong)間氣象”預報(bao),越來越顯得重要。
4000年(nian)前古時候祖先肉(rou)眼都看(kan)到(dao)了像3條腿的(de)(de)(de)(de)(de)烏鴉的(de)(de)(de)(de)(de)黑(hei)(hei)子(zi)(zi),通過一般的(de)(de)(de)(de)(de)光(guang)學(xue)望遠鏡觀測太(tai)陽,觀測到(dao)的(de)(de)(de)(de)(de)是(shi)光(guang)球(qiu)(qiu)層的(de)(de)(de)(de)(de)活(huo)(huo)動(dong)(dong)(dong)(dong)。在光(guang)球(qiu)(qiu)上常常可以看(kan)到(dao)很多(duo)黑(hei)(hei)色(se)斑點,它(ta)們(men)叫做“太(tai)陽黑(hei)(hei)子(zi)(zi)”。太(tai)陽黑(hei)(hei)子(zi)(zi)在日面(mian)上的(de)(de)(de)(de)(de)大小、多(duo)少(shao)(shao)(shao)、位置和形(xing)態等,每天(tian)(tian)都不同(tong)。太(tai)陽黑(hei)(hei)子(zi)(zi)是(shi)光(guang)球(qiu)(qiu)層物質劇烈(lie)運(yun)動(dong)(dong)(dong)(dong)而(er)形(xing)成(cheng)的(de)(de)(de)(de)(de)局部強磁(ci)場區(qu)域,也是(shi)光(guang)球(qiu)(qiu)層活(huo)(huo)動(dong)(dong)(dong)(dong)的(de)(de)(de)(de)(de)重(zhong)要(yao)標志。長期觀測太(tai)陽黑(hei)(hei)子(zi)(zi)就(jiu)會發(fa)現,有(you)的(de)(de)(de)(de)(de)年(nian)份(fen)(fen)黑(hei)(hei)子(zi)(zi)多(duo),有(you)的(de)(de)(de)(de)(de)年(nian)份(fen)(fen)黑(hei)(hei)子(zi)(zi)少(shao)(shao)(shao),有(you)時甚至(zhi)幾(ji)天(tian)(tian),幾(ji)十天(tian)(tian)日面(mian)上都沒有(you)黑(hei)(hei)子(zi)(zi)。天(tian)(tian)文(wen)學(xue)家們(men)早就(jiu)注(zhu)意到(dao),太(tai)陽黑(hei)(hei)子(zi)(zi)從最(zui)多(duo)或最(zui)少(shao)(shao)(shao)的(de)(de)(de)(de)(de)年(nian)份(fen)(fen)到(dao)下一次最(zui)多(duo)或最(zui)少(shao)(shao)(shao)的(de)(de)(de)(de)(de)年(nian)份(fen)(fen),大約相隔(ge)11年(nian)。也就(jiu)是(shi)說,太(tai)陽黑(hei)(hei)子(zi)(zi)有(you)平均11年(nian)的(de)(de)(de)(de)(de)活(huo)(huo)動(dong)(dong)(dong)(dong)周期,這(zhe)也是(shi)整個太(tai)陽的(de)(de)(de)(de)(de)活(huo)(huo)動(dong)(dong)(dong)(dong)周期。天(tian)(tian)文(wen)學(xue)家把太(tai)陽黑(hei)(hei)子(zi)(zi)最(zui)多(duo)的(de)(de)(de)(de)(de)年(nian)份(fen)(fen)稱之(zhi)為“太(tai)陽活(huo)(huo)動(dong)(dong)(dong)(dong)峰年(nian)”,把太(tai)陽黑(hei)(hei)子(zi)(zi)最(zui)少(shao)(shao)(shao)的(de)(de)(de)(de)(de)年(nian)份(fen)(fen)稱之(zhi)為“太(tai)陽活(huo)(huo)動(dong)(dong)(dong)(dong)谷年(nian)”。
經過數(shu)世紀的(de)研(yan)究(jiu),人類對太(tai)陽(yang)黑子的(de)研(yan)究(jiu)已(yi)經有了一定的(de)成(cheng)果。
分為以下幾點:
1.太陽(yang)黑子(zi)是(shi)太陽(yang)表面溫度相(xiang)對較低而顯得黑的區域。
2.黑子會對地(di)球(qiu)的磁場和電離層(ceng)產生干擾,指南針不能正(zheng)確(que)指示方向,動物迷(mi)路,無(wu)線電通訊受到嚴重影響或中斷,直接危害飛機、輪(lun)船、人(ren)造衛(wei)星等(deng)通訊系統安(an)全。
太(tai)(tai)陽黑子活動的高峰期,太(tai)(tai)陽會發射大(da)量的高能粒子流與(yu)X射線,引起地球磁暴現象,導(dao)致(zhi)氣(qi)候異常,地球上微生物因此大(da)量繁殖,這就(jiu)為流行疾病提供(gong)了(le)溫床。
同時,太(tai)陽黑子(zi)的(de)活(huo)動,還(huan)會引(yin)起生物(wu)(wu)體物(wu)(wu)質出現電離現象,引(yin)起感冒(mao)病毒(du)中(zhong)遺傳因子(zi)變異,或(huo)者(zhe)發生突變性(xing)的(de)遺傳,產(chan)生強感染(ran)力的(de)亞(ya)型(xing)流感病毒(du),形(xing)成流行(xing)性(xing)感冒(mao),或(huo)者(zhe)導致人體的(de)生理發生其他復雜的(de)生化反應,影(ying)響健(jian)康。
因此(ci),太陽黑子(zi)量達到高峰期(qi)時,人類要及早預(yu)防流行性疾病。
有趣(qu)的(de)是(shi),一位瑞士(shi)天文學家(jia)發(fa)現(xian),太(tai)陽(yang)(yang)黑(hei)子(zi)(zi)多(duo)(duo)(duo)的(de)時候,氣候干燥(zao),農業豐收,黑(hei)子(zi)(zi)少的(de)時候,暴雨(yu)成災。地震工(gong)作者發(fa)現(xian),太(tai)陽(yang)(yang)黑(hei)子(zi)(zi)數目增多(duo)(duo)(duo)的(de)時候,地球上的(de)地震也多(duo)(duo)(duo)。植物學家(jia)發(fa)現(xian),植物的(de)生長(chang)也隨著太(tai)陽(yang)(yang)黑(hei)子(zi)(zi)的(de)出現(xian)而呈現(xian)11年周期的(de)變化,黑(hei)子(zi)(zi)多(duo)(duo)(duo)長(chang)得快,黑(hei)子(zi)(zi)少長(chang)得慢(man)。
太(tai)陽(yang)耀斑(ban)(ban)是(shi)(shi)一種劇(ju)烈的太(tai)陽(yang)活動(dong),是(shi)(shi)太(tai)陽(yang)能量高度(du)集中釋放的過(guo)程。一般認為(wei)發生在(zai)色球層中,所以也叫“色球爆發”。其(qi)主(zhu)要(yao)觀(guan)測特征是(shi)(shi),日(ri)面上(shang)(常在(zai)黑(hei)子群(qun)上(shang)空(kong))突然出(chu)現(xian)迅速(su)發展(zhan)的亮斑(ban)(ban)閃耀,其(qi)壽命僅(jin)在(zai)幾分鐘到幾十分鐘之間,亮度(du)上(shang)升迅速(su),下降較慢。特別是(shi)(shi)在(zai)太(tai)陽(yang)活動(dong)峰年,耀斑(ban)(ban)出(chu)現(xian)頻繁且強度(du)變強。
別(bie)看它(ta)只是(shi)(shi)一(yi)個(ge)亮(liang)點,一(yi)旦出現,簡(jian)直是(shi)(shi)一(yi)次驚天動地(di)的大(da)爆(bao)(bao)發(fa)。這一(yi)增(zeng)亮(liang)釋放的能量(liang)相(xiang)當于10萬至100萬次強火(huo)山爆(bao)(bao)發(fa)的總能量(liang),或(huo)相(xiang)當于上百(bai)億枚(mei)百(bai)噸級氫彈的爆(bao)(bao)炸;而一(yi)次較大(da)的耀斑爆(bao)(bao)發(fa),在一(yi)二十分鐘(zhong)內可(ke)釋放10的25次冪焦耳(er)的巨大(da)能量(liang)。
除(chu)了日面局(ju)部突然(ran)增(zeng)亮(liang)的現象外(wai)(wai),耀斑(ban)更主要表現在從(cong)射(she)(she)電波段直(zhi)到X射(she)(she)線的輻射(she)(she)通量的突然(ran)增(zeng)強;耀斑(ban)所發射(she)(she)的輻射(she)(she)種類繁(fan)多,除(chu)可見光(guang)外(wai)(wai),有紫外(wai)(wai)線、X射(she)(she)線和伽瑪射(she)(she)線,有紅外(wai)(wai)線和射(she)(she)電輻射(she)(she),還有沖(chong)擊波和高能(neng)粒子流(liu),甚至有能(neng)量特高的宇宙射(she)(she)線。
耀斑對地(di)(di)球(qiu)(qiu)空間環境(jing)造成很大(da)影響。太陽色球(qiu)(qiu)層(ceng)(ceng)中(zhong)一(yi)聲(sheng)爆炸,地(di)(di)球(qiu)(qiu)大(da)氣(qi)層(ceng)(ceng)即刻出現繚繞余音。耀斑爆發(fa)時(shi),發(fa)出大(da)量的(de)(de)(de)高能粒子到達地(di)(di)球(qiu)(qiu)軌道附近時(shi),將(jiang)會嚴重危及宇宙飛行器(qi)內的(de)(de)(de)宇航員(yuan)和(he)儀器(qi)的(de)(de)(de)安全。當耀斑輻射來到地(di)(di)球(qiu)(qiu)附近時(shi),與(yu)大(da)氣(qi)分(fen)子發(fa)生(sheng)劇烈碰撞,破(po)壞電(dian)(dian)(dian)(dian)離(li)層(ceng)(ceng),使它(ta)失去反(fan)射無(wu)線電(dian)(dian)(dian)(dian)電(dian)(dian)(dian)(dian)波的(de)(de)(de)功能。無(wu)線電(dian)(dian)(dian)(dian)通(tong)信(xin)尤其是(shi)短波通(tong)信(xin),以及電(dian)(dian)(dian)(dian)視臺(tai)、電(dian)(dian)(dian)(dian)臺(tai)廣播,會受到干(gan)擾甚至中(zhong)斷。耀斑發(fa)射的(de)(de)(de)高能帶電(dian)(dian)(dian)(dian)粒子流與(yu)地(di)(di)球(qiu)(qiu)高層(ceng)(ceng)大(da)氣(qi)作(zuo)用(yong),產(chan)生(sheng)極光,并干(gan)擾地(di)(di)球(qiu)(qiu)磁場(chang)而引起磁暴。
此外,耀斑(ban)對(dui)氣(qi)象和水文等方面(mian)也有著(zhu)不(bu)同程度(du)的直(zhi)接或間(jian)接影響正(zheng)因為如(ru)此,人們對(dui)耀斑(ban)爆(bao)發的探(tan)測和預(yu)報的關切程度(du)與日(ri)俱增,正(zheng)在努力揭開耀斑(ban)的奧秘。
太(tai)陽(yang)光(guang)(guang)球(qiu)層(ceng)上比(bi)(bi)周圍更明亮的(de)(de)(de)(de)斑(ban)狀組織。用天(tian)文望遠鏡對它觀測時,常常可以(yi)(yi)發現:在光(guang)(guang)球(qiu)層(ceng)的(de)(de)(de)(de)表(biao)面(mian)(mian)有的(de)(de)(de)(de)明亮有的(de)(de)(de)(de)深(shen)(shen)暗。這種(zhong)明暗斑(ban)點(dian)(dian)(dian)是由于(yu)這里的(de)(de)(de)(de)溫度(du)高(gao)低不(bu)同(tong)而形成的(de)(de)(de)(de),比(bi)(bi)較(jiao)深(shen)(shen)暗的(de)(de)(de)(de)斑(ban)點(dian)(dian)(dian)叫做(zuo)(zuo)“太(tai)陽(yang)黑子”,比(bi)(bi)較(jiao)明亮的(de)(de)(de)(de)斑(ban)點(dian)(dian)(dian)叫做(zuo)(zuo)“光(guang)(guang)斑(ban)”。光(guang)(guang)斑(ban)常在太(tai)陽(yang)表(biao)面(mian)(mian)的(de)(de)(de)(de)邊緣“表(biao)演”,卻很少在太(tai)陽(yang)表(biao)面(mian)(mian)的(de)(de)(de)(de)中心區露面(mian)(mian)。因(yin)為太(tai)陽(yang)表(biao)面(mian)(mian)中心區的(de)(de)(de)(de)輻射屬于(yu)光(guang)(guang)球(qiu)層(ceng)的(de)(de)(de)(de)較(jiao)深(shen)(shen)氣層(ceng),而邊緣的(de)(de)(de)(de)光(guang)(guang)主要來(lai)源(yuan)光(guang)(guang)球(qiu)層(ceng)較(jiao)高(gao)部位,所以(yi)(yi),光(guang)(guang)斑(ban)比(bi)(bi)太(tai)陽(yang)表(biao)面(mian)(mian)高(gao)些,可以(yi)(yi)算(suan)得上是光(guang)(guang)球(qiu)層(ceng)上的(de)(de)(de)(de)“高(gao)原(yuan)”。
光(guang)(guang)斑(ban)也(ye)是太陽(yang)上(shang)一(yi)種強烈風(feng)(feng)暴,天(tian)文學家(jia)把它(ta)(ta)(ta)戲稱為“高(gao)(gao)原風(feng)(feng)暴”。不過,與(yu)烏云(yun)翻滾,大雨滂沱(tuo),狂風(feng)(feng)卷地(di)(di)百草折(zhe)的地(di)(di)面(mian)(mian)風(feng)(feng)暴相(xiang)比(bi),“高(gao)(gao)原風(feng)(feng)暴”的性格(ge)要溫和得多。光(guang)(guang)斑(ban)的亮度只(zhi)比(bi)寧(ning)靜光(guang)(guang)球(qiu)(qiu)層(ceng)(ceng)(ceng)略強一(yi)些,一(yi)般(ban)只(zhi)大10%;溫度比(bi)寧(ning)靜光(guang)(guang)球(qiu)(qiu)層(ceng)(ceng)(ceng)高(gao)(gao)300℃。許(xu)多光(guang)(guang)斑(ban)與(yu)太陽(yang)黑子還結(jie)下不解之緣,常常環繞在(zai)(zai)(zai)太陽(yang)黑子周圍“表(biao)演(yan)”。少部(bu)分光(guang)(guang)斑(ban)與(yu)太陽(yang)黑子無關,活躍在(zai)(zai)(zai)70°高(gao)(gao)緯區域,面(mian)(mian)積比(bi)較小,光(guang)(guang)斑(ban)平(ping)均壽(shou)命約為15天(tian),較大的光(guang)(guang)斑(ban)壽(shou)命可(ke)達三個(ge)月。光(guang)(guang)斑(ban)不僅出(chu)現在(zai)(zai)(zai)光(guang)(guang)球(qiu)(qiu)層(ceng)(ceng)(ceng)上(shang),色(se)球(qiu)(qiu)層(ceng)(ceng)(ceng)上(shang)也(ye)有(you)它(ta)(ta)(ta)活動的場所(suo)。當它(ta)(ta)(ta)在(zai)(zai)(zai)色(se)球(qiu)(qiu)層(ceng)(ceng)(ceng)上(shang)“表(biao)演(yan)”時,活動的位置與(yu)在(zai)(zai)(zai)光(guang)(guang)球(qiu)(qiu)層(ceng)(ceng)(ceng)上(shang)露面(mian)(mian)時大致吻合(he)。不過,出(chu)現在(zai)(zai)(zai)色(se)球(qiu)(qiu)層(ceng)(ceng)(ceng)上(shang)的不叫(jiao)“光(guang)(guang)斑(ban)”,而(er)叫(jiao)“譜斑(ban)”。實際上(shang),光(guang)(guang)斑(ban)與(yu)譜斑(ban)是同(tong)一(yi)個(ge)整體,只(zhi)是因為它(ta)(ta)(ta)們的“住所(suo)”高(gao)(gao)度不同(tong)而(er)已(yi),這就好比(bi)是一(yi)幢(chuang)樓房(fang),光(guang)(guang)斑(ban)住在(zai)(zai)(zai)樓下,譜斑(ban)住在(zai)(zai)(zai)樓上(shang)。
米粒組(zu)織是(shi)太陽光球層上的(de)一種日面結構。呈多(duo)角形(xing)小(xiao)顆粒形(xing)狀(zhuang),得用天文望遠(yuan)鏡才能(neng)觀測到。米粒組(zu)織的(de)溫度(du)比米粒間區(qu)域的(de)溫度(du)約高300℃,因(yin)此,顯得比較明(ming)亮易見。雖說它們是(shi)小(xiao)顆粒,實際的(de)直徑也有1000公里(li)~2000公里(li)。
明亮的米粒(li)組織很可能是從對流(liu)層(ceng)上(shang)升(sheng)到(dao)光球的熱氣(qi)團,不隨時(shi)間變化且均(jun)勻分布,且呈現激烈的起伏運動。米粒(li)組織上(shang)升(sheng)到(dao)一定的高度時(shi)很快(kuai)就會變冷,并馬上(shang)沿著上(shang)升(sheng)熱氣(qi)流(liu)之間的空隙處下降;壽(shou)命也(ye)非常短暫來去匆匆,從產生到(dao)消失,幾乎(hu)比地球大氣(qi)層(ceng)中(zhong)的云消煙散(san)還要快(kuai)平均(jun)壽(shou)命只有幾分鐘(zhong),此外,發現的超米粒(li)組織,其尺度達(da)3萬(wan)公里左右(you),壽(shou)命約為20小(xiao)時(shi)。
太陽(yang)風(feng)是(shi)一種連續存在,來自太陽(yang)并以200-800km/s的(de)(de)速度運動(dong)的(de)(de)等(deng)離子(zi)(zi)(zi)體流(liu)(liu)這種物(wu)質雖然與(yu)(yu)地球上的(de)(de)空氣不同,不是(shi)由(you)氣體的(de)(de)分(fen)子(zi)(zi)(zi)組成,而是(shi)由(you)更簡單的(de)(de)比原子(zi)(zi)(zi)還小一個層次(ci)的(de)(de)基(ji)本粒子(zi)(zi)(zi)——質子(zi)(zi)(zi)和電子(zi)(zi)(zi)等(deng)組成,但它(ta)(ta)們流(liu)(liu)動(dong)時所(suo)(suo)產(chan)生(sheng)的(de)(de)效應(ying)與(yu)(yu)空氣流(liu)(liu)動(dong)十分(fen)相似,所(suo)(suo)以稱它(ta)(ta)為太陽(yang)風(feng)。
當然,太陽風(feng)(feng)(feng)的(de)(de)(de)密(mi)度(du)與地(di)球(qiu)(qiu)上(shang)的(de)(de)(de)風(feng)(feng)(feng)的(de)(de)(de)密(mi)度(du)相比,是(shi)非常(chang)(chang)非常(chang)(chang)稀(xi)薄(bo)而微不足(zu)道的(de)(de)(de),一般(ban)情況下,在(zai)地(di)球(qiu)(qiu)附近的(de)(de)(de)行星(xing)際空間中,每(mei)立方(fang)(fang)厘(li)米有(you)幾個到幾十個粒子。而地(di)球(qiu)(qiu)上(shang)風(feng)(feng)(feng)的(de)(de)(de)密(mi)度(du)則為每(mei)立方(fang)(fang)厘(li)米有(you)2687億(yi)億(yi)個分子。太陽風(feng)(feng)(feng)雖然十分稀(xi)薄(bo),但(dan)它刮起來的(de)(de)(de)猛烈(lie)(lie)勁卻遠(yuan)(yuan)遠(yuan)(yuan)勝過地(di)球(qiu)(qiu)上(shang)的(de)(de)(de)風(feng)(feng)(feng)。在(zai)地(di)球(qiu)(qiu)上(shang),12級(ji)臺風(feng)(feng)(feng)的(de)(de)(de)風(feng)(feng)(feng)速(su)是(shi)每(mei)秒(miao)32.5米以上(shang)而太陽風(feng)(feng)(feng)的(de)(de)(de)風(feng)(feng)(feng)速(su),在(zai)地(di)球(qiu)(qiu)附近卻經常(chang)(chang)保持在(zai)每(mei)秒(miao)350~450千米,是(shi)地(di)球(qiu)(qiu)風(feng)(feng)(feng)速(su)的(de)(de)(de)上(shang)萬倍,最(zui)猛烈(lie)(lie)時可(ke)達每(mei)秒(miao)800千米以上(shang)。
太(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)風(feng)(feng)從太(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)大(da)(da)氣最外層的(de)日冕,向空間持續拋(pao)射(she)出(chu)(chu)來(lai)的(de)物質粒子(zi)(zi)流(liu)。這種粒子(zi)(zi)流(liu)是(shi)從冕洞中噴射(she)出(chu)(chu)來(lai)的(de),其主要成(cheng)分是(shi)氫(qing)粒子(zi)(zi)和氦(hai)粒子(zi)(zi)。太(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)風(feng)(feng)有(you)兩種:一種持續不斷地(di)(di)輻射(she)出(chu)(chu)來(lai),速(su)度(du)較(jiao)小(xiao),粒子(zi)(zi)含量也較(jiao)少(shao),被稱為“持續太(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)風(feng)(feng)”;另一種是(shi)在太(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)活(huo)動時輻射(she)出(chu)(chu)來(lai),速(su)度(du)較(jiao)大(da)(da),粒子(zi)(zi)含量也較(jiao)多(duo),這種太(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)風(feng)(feng)被稱為“擾動太(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)風(feng)(feng)”。擾動太(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)風(feng)(feng)對地(di)(di)球的(de)影響很大(da)(da),當它抵達地(di)(di)球時,往往引起很大(da)(da)的(de)磁暴與(yu)強烈的(de)極光,同時也產生電(dian)離層騷擾。
冕(mian)(mian)洞(dong)(dong)(dong)的(de)(de)(de)(de)分(fen)布區(qu)(qu)域(yu)(yu)可(ke)達太陽(yang)表面多數(shu)地(di)區(qu)(qu),尤其是在太陽(yang)的(de)(de)(de)(de)兩極地(di)區(qu)(qu),科(ke)學家已經發現冕(mian)(mian)洞(dong)(dong)(dong)內部存(cun)在磁場(chang)線(xian)(xian)的(de)(de)(de)(de)閉合和開放(fang),如果磁場(chang)線(xian)(xian)突然打開或者閉合,那么太陽(yang)表面就(jiu)會出現較大范圍(wei)的(de)(de)(de)(de)冕(mian)(mian)洞(dong)(dong)(dong)覆蓋現象,其分(fen)布區(qu)(qu)域(yu)(yu)遠大于兩極地(di)區(qu)(qu),冕(mian)(mian)洞(dong)(dong)(dong)形成時(shi)可(ke)攜帶大量的(de)(de)(de)(de)炙熱等離(li)子體,磁場(chang)線(xian)(xian)開放(fang)的(de)(de)(de)(de)區(qu)(qu)域(yu)(yu)可(ke)以看(kan)到(dao)冕(mian)(mian)洞(dong)(dong)(dong)的(de)(de)(de)(de)一些細節上變化,比如冕(mian)(mian)洞(dong)(dong)(dong)周圍(wei)出現類似浪(lang)花狀的(de)(de)(de)(de)結(jie)構等。
事實上,冕(mian)洞(dong)分布(bu)在日冕(mian)物質中密度較低的空間(jian),而且溫(wen)度極高,可達(da)到(dao)數百萬度。
太陽(yang)動力學天文臺(tai)目(mu)前正在監視(shi)太陽(yang)表(biao)面的(de)(de)異常變化(hua),太陽(yang)正處于為(wei)期11年的(de)(de)活(huo)動周(zhou)期高峰時段(duan),未來我(wo)們還將看到強(qiang)烈(lie)的(de)(de)太陽(yang)耀斑以(yi)及日(ri)冕(mian)物質拋射(she)等現(xian)象(xiang)。
這些太(tai)(tai)陽(yang)活動的(de)背后都有磁場因素的(de)介入,對太(tai)(tai)陽(yang)活動的(de)判斷似乎較為困難。科學家還發(fa)現(xian)如(ru)果冕洞發(fa)生的(de)區(qu)域(yu)分(fen)布(bu)在太(tai)(tai)陽(yang)表面(mian)的(de)高緯(wei)度(du)地區(qu),那么可形(xing)成速度(du)較快的(de)太(tai)(tai)陽(yang)風。
太(tai)陽(yang)上(shang)絕(jue)大多數的(de)氫正(zheng)逐漸燃燒轉變(bian)為氦,可(ke)以說(shuo)太(tai)陽(yang)正(zheng)處(chu)于最穩定的(de)主(zhu)序(xu)(xu)星(xing)階段。對太(tai)陽(yang)這樣質量(liang)的(de)恒(heng)星(xing)而(er)(er)言(yan),主(zhu)序(xu)(xu)星(xing)階段約(yue)可(ke)持續(xu)110億(yi)年。恒(heng)星(xing)由于放出光(guang)而(er)(er)慢慢地(di)在收(shou)縮,而(er)(er)在收(shou)縮過程中,中心部分的(de)密度(du)就(jiu)會(hui)(hui)(hui)增(zeng)加,壓力(li)也(ye)會(hui)(hui)(hui)升高(gao)(gao),使(shi)得(de)氫會(hui)(hui)(hui)燃燒得(de)更厲害(hai),這樣一來溫度(du)就(jiu)會(hui)(hui)(hui)升高(gao)(gao),太(tai)陽(yang)的(de)亮度(du)也(ye)會(hui)(hui)(hui)逐漸增(zeng)強(qiang)(qiang)(qiang)。太(tai)陽(yang)自(zi)從(cong)45億(yi)年前進入(ru)主(zhu)序(xu)(xu)星(xing)階段到如今,太(tai)陽(yang)光(guang)的(de)亮度(du)增(zeng)強(qiang)(qiang)(qiang)了30%,預(yu)計今后還會(hui)(hui)(hui)繼續(xu)增(zeng)強(qiang)(qiang)(qiang),使(shi)地(di)球溫度(du)不斷升高(gao)(gao)。
65億(yi)年(nian)后(hou),當太陽的(de)(de)(de)(de)(de)(de)主(zhu)序(xu)星(xing)階段(duan)結束(shu)時(shi)(shi),預計太陽光的(de)(de)(de)(de)(de)(de)亮度(du)將是(shi)(shi)(shi)如(ru)今(jin)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)2.2倍(bei),而(er)地(di)球(qiu)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)平(ping)均溫度(du)要比如(ru)今(jin)高(gao)60℃左右。屆時(shi)(shi)就算地(di)球(qiu)上仍有(you)海水,恐怕也(ye)快被蒸發(fa)(fa)光了。若(ruo)僅從平(ping)均溫度(du)來看(kan),火星(xing)反而(er)會(hui)是(shi)(shi)(shi)最(zui)適宜(yi)人類(lei)居(ju)住的(de)(de)(de)(de)(de)(de)星(xing)球(qiu)。在主(zhu)序(xu)星(xing)階段(duan),因(yin)恒星(xing)自身(shen)引(yin)力而(er)造成收縮的(de)(de)(de)(de)(de)(de)這股向內(nei)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)力和因(yin)燃(ran)燒(shao)(shao)而(er)引(yin)起的(de)(de)(de)(de)(de)(de)向外(wai)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)力會(hui)互(hu)相牽制(zhi)而(er)達到(dao)(dao)平(ping)衡。但(dan)在65億(yi)年(nian)后(hou),太陽中心部分的(de)(de)(de)(de)(de)(de)氫會(hui)燃(ran)盡,最(zui)后(hou)只剩下其周(zhou)圍(wei)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)球(qiu)殼狀部分有(you)氫燃(ran)燒(shao)(shao)。在球(qiu)殼內(nei)不再燃(ran)燒(shao)(shao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)區域,由于抵消引(yin)力的(de)(de)(de)(de)(de)(de)向外(wai)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)力減弱而(er)開(kai)始(shi)急速(su)收縮,此時(shi)(shi)太陽會(hui)越來越亮,球(qiu)殼外(wai)側(ce)部分因(yin)受到(dao)(dao)影響而(er)導(dao)致溫度(du)升高(gao)并開(kai)始(shi)膨脹(zhang)(zhang),這便是(shi)(shi)(shi)另一個階段(duan)--紅巨星(xing)階段(duan)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)開(kai)始(shi)。紅巨星(xing)階段(duan)會(hui)持續數億(yi)年(nian),其間太陽的(de)(de)(de)(de)(de)(de)亮度(du)會(hui)達到(dao)(dao)如(ru)今(jin)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)2000倍(bei),木(mu)(mu)星(xing)和土(tu)星(xing)周(zhou)圍(wei)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)溫度(du)也(ye)會(hui)升高(gao),木(mu)(mu)星(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)冰衛星(xing)以(yi)及作為(wei)土(tu)星(xing)特征的(de)(de)(de)(de)(de)(de)環都會(hui)被蒸發(fa)(fa)得無(wu)影無(wu)蹤(zong),最(zui)后(hou),太陽的(de)(de)(de)(de)(de)(de)外(wai)層部分甚(shen)至會(hui)膨脹(zhang)(zhang)到(dao)(dao)如(ru)今(jin)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)地(di)球(qiu)軌道附(fu)近(jin)。
另(ling)一方面(mian),從外層部分會不斷放(fang)出氣體,最終(zhong)太(tai)(tai)陽(yang)(yang)的(de)質量會減至主序(xu)星(xing)(xing)(xing)階段的(de)60%。因太(tai)(tai)陽(yang)(yang)引力減弱之(zhi)故,行(xing)星(xing)(xing)(xing)開(kai)始(shi)遠離太(tai)(tai)陽(yang)(yang)。當(dang)太(tai)(tai)陽(yang)(yang)質量減至原(yuan)來(lai)的(de)60%時,行(xing)星(xing)(xing)(xing)和(he)太(tai)(tai)陽(yang)(yang)的(de)距(ju)(ju)離要比現在(zai)擴大(da)(da)70%。這(zhe)樣一來(lai),雖然(ran)水星(xing)(xing)(xing)和(he)金星(xing)(xing)(xing)被吞沒的(de)可(ke)能性極大(da)(da),但地(di)球在(zai)太(tai)(tai)陽(yang)(yang)外層部分到達之(zhi)前應該(gai)會拉大(da)(da)距(ju)(ju)離而存活(huo)下來(lai),火星(xing)(xing)(xing)和(he)木星(xing)(xing)(xing)型行(xing)星(xing)(xing)(xing)(木星(xing)(xing)(xing),土星(xing)(xing)(xing),天王星(xing)(xing)(xing),海(hai)王星(xing)(xing)(xing))也會存活(huo)下來(lai)。
像太陽(yang)這般質(zhi)量的星(xing)(xing)球,在其密度(du)已變得非常高的中(zhong)心(xin)部(bu)分只(zhi)會收(shou)縮到(dao)(dao)一定程度(du),也就是溫度(du)只(zhi)會升高到(dao)(dao)某種程度(du),中(zhong)心(xin)部(bu)分的火會漸(jian)漸(jian)消(xiao)失。太陽(yang)逐漸(jian)失去(qu)光(guang)芒,膨脹的外層部(bu)分將(jiang)收(shou)縮,冷卻成(cheng)致(zhi)密的白矮星(xing)(xing)。通(tong)過紅巨(ju)星(xing)(xing)時代考驗而存留(liu)下(xia)來的行星(xing)(xing)將(jiang)會繼續圍繞太陽(yang)運(yun)行,所有一切都將(jiang)被(bei)凍(dong)結(jie),最后太陽(yang)系迎接的將(jiang)會是寂靜狀態的結(jie)束。
若(ruo)太陽這種恒星變為(wei)白矮星,每秒(miao)自轉一周。密(mi)度至少為(wei)1.41×1011kg/m3。
太陽受探測歷史
時間(年(nian)) 探測器名(ming)稱 國家 成就
1960-1968 先驅者(zhe)5-9號 美國(guo) 繞太陽運行,研(yan)究太陽風、耀斑
1974-1976 太(tai)陽神1-2號 美德合作(zuo) 近(jin)距離(li)高速掠(lve)過太(tai)陽表(biao)面,測(ce)量太(tai)陽風與(yu)磁(ci)場(chang)
1980 太(tai)(tai)陽(yang)極大使(shi)者 美國 收集了耀斑、太(tai)(tai)陽(yang)黑(hei)子(zi)和日珥發出的X射線。伽馬射線、紫外輻射的資料。
1990 尤利西斯 美歐合作 在太(tai)(tai)陽(yang)極區上方的太(tai)(tai)陽(yang)風以及太(tai)(tai)陽(yang)磁場
1991 陽光 日英美合(he)作 測量了太陽耀斑發(fa)出的X射線和伽馬射線以及耀斑爆發(fa)前的狀況
1995 SOHO 美歐合作 研(yan)究太陽內部結構和表面發生的事件
1998 TRACE 美國 了解太(tai)陽磁場與日(ri)冕加(jia)熱之間的聯(lian)系(xi)
2006 STEREO 美國 全方(fang)位(wei)提供(gong)太陽爆發和太陽風(feng)的星(xing)系(xi)
2010 SDO 美國 預(yu)測太(tai)陽活動(dong)對地球的影(ying)響(xiang)
2018 Parker Solar Probe 美國 探索太(tai)陽運行(xing)機制
2021 羲和號 中(zhong)國(guo) 2021年10月14日(ri)18時51分(fen),中(zhong)國(guo)在太原衛星發(fa)射(she)中(zhong)心采用長征二號丁運(yun)載(zai)火箭,成功發(fa)射(she)首(shou)顆太陽探測科(ke)學(xue)技術(shu)試驗(yan)衛星“羲和號”,實現(xian)中(zhong)國(guo)太陽探測零(ling)的突破。
2021 風(feng)云三號(hao)E星 中國 空間日冕(mian)探測
2022 空間新技術(shu)試驗衛星 中(zhong)國 太陽(yang)過渡(du)區的探(tan)測
2021年9月2日(ri)(ri),中國“黎明星”風云(yun)三號E星(以下簡(jian)稱(cheng)“E星”)發布(bu)首批高精度、多波段太陽(yang)圖(tu)像(xiang)。在太陽(yang)極紫外動(dong)畫圖(tu)像(xiang)上,太陽(yang)最外層(ceng)大氣——日(ri)(ri)冕(mian)數天(tian)內的變化被(bei)精準捕捉,太陽(yang)活動(dong)區、冕(mian)洞等也清晰(xi)可見。
這段風(feng)云三號E星(xing)太陽(yang)(yang)極紫外圖像做(zuo)成的(de)(de)(de)動畫展示了日(ri)冕2021年8月24日(ri)至31日(ri)的(de)(de)(de)變化,隨(sui)著(zhu)太陽(yang)(yang)緩緩地(di)自轉(zhuan),太陽(yang)(yang)上(shang)的(de)(de)(de)活動區、冕洞(dong)等特(te)征也(ye)一(yi)(yi)一(yi)(yi)呈現在我們面(mian)前,宛若一(yi)(yi)幅(fu)壯美的(de)(de)(de)畫卷。耀斑類似于地(di)球上(shang)的(de)(de)(de)閃電。
2022年3月,歐洲航(hang)天(tian)局發布了(le)(le)一張太陽的(de)(de)(de)高分辨率圖(tu)(tu)像(xiang),號(hao)稱(cheng)有史(shi)以來(lai)最高分辨率的(de)(de)(de)太陽圖(tu)(tu)像(xiang),大(da)小(xiao)為56.26MB。這是太陽軌(gui)道飛行(xing)器在(zai)大(da)約7500萬公里(li)的(de)(de)(de)距離在(zai)極紫外光(guang)下看到(dao)的(de)(de)(de)太陽。該圖(tu)(tu)像(xiang)是3月7日(ri)由極紫外成像(xiang)儀(yi)(EUI)儀(yi)器的(de)(de)(de)高分辨率望遠鏡拍攝,將25張單幅圖(tu)(tu)像(xiang)進行(xing)了(le)(le)拼接(jie),每張圖(tu)(tu)像(xiang)拍攝耗(hao)時10分鐘,總共花了(le)(le)4個多小(xiao)時。
2022年8月(yue)30日(ri),中國首顆太(tai)陽(yang)(yang)(yang)探測科學技術試驗衛星“羲和號”在國際(ji)上首次實現了(le)對太(tai)陽(yang)(yang)(yang)Hα(氫阿爾法)波(bo)段的光譜(pu)掃(sao)描成(cheng)像,記(ji)錄(lu)(lu)了(le)太(tai)陽(yang)(yang)(yang)活動(dong)在光球層(ceng)和色(se)球層(ceng)的響(xiang)應過(guo)程,通過(guo)一次掃(sao)描,可獲取376個波(bo)長(chang)(chang)位(wei)置(zhi)的太(tai)陽(yang)(yang)(yang)圖(tu)像,不同波(bo)長(chang)(chang)對應了(le)光球和色(se)球不同層(ceng)次的太(tai)陽(yang)(yang)(yang)大氣。根據這(zhe)些譜(pu)線的精(jing)細(xi)結構,可反演出高精(jing)度的全日(ri)面色(se)球和光球多普勒速(su)度場,發生在太(tai)陽(yang)(yang)(yang)大氣中的活動(dong)可被詳(xiang)細(xi)記(ji)錄(lu)(lu)到,進而研究太(tai)陽(yang)(yang)(yang)活動(dong)的物理過(guo)程。