太(tai)陽(yang)(yang)(yang)(Sun)是太(tai)陽(yang)(yang)(yang)系(xi)的(de)(de)(de)中心天(tian)體,占有(you)太(tai)陽(yang)(yang)(yang)系(xi)總體質量的(de)(de)(de)99.86%。太(tai)陽(yang)(yang)(yang)系(xi)中的(de)(de)(de)八大行星(xing)(xing)、小行星(xing)(xing)、流星(xing)(xing)、彗星(xing)(xing)、外海王星(xing)(xing)天(tian)體以及(ji)星(xing)(xing)際(ji)塵埃等,都圍繞(rao)(rao)著太(tai)陽(yang)(yang)(yang)公轉,而太(tai)陽(yang)(yang)(yang)則圍繞(rao)(rao)著銀河系(xi)的(de)(de)(de)中心公轉。
太(tai)陽是(shi)(shi)(shi)位于太(tai)陽系中心的恒星,它幾乎(hu)是(shi)(shi)(shi)熱等離子體與磁場交織著的一(yi)個理想球體。太(tai)陽直(zhi)(zhi)徑大(da)約是(shi)(shi)(shi)1392000(1.392×10?)千米,相當于地(di)球直(zhi)(zhi)徑的109倍;體積大(da)約是(shi)(shi)(shi)地(di)球的130萬(wan)倍;其質(zhi)(zhi)量大(da)約是(shi)(shi)(shi)2×103?千克(地(di)球的330000倍)。從化(hua)學組成來(lai)看,現在太(tai)陽質(zhi)(zhi)量的大(da)約四分之三是(shi)(shi)(shi)氫(qing),剩下的幾乎(hu)都是(shi)(shi)(shi)氦,包括氧(yang)、碳、氖、鐵(tie)和其他的重元素質(zhi)(zhi)量少于2%,采用核聚變的方式向太(tai)空(kong)釋放光和熱。
太(tai)陽目前正(zheng)在(zai)穿越銀河系(xi)內部邊(bian)緣(yuan)獵戶臂的本地泡(pao)區中(zhong)的本星(xing)際(ji)云。在(zai)距(ju)離(li)地球17光年的距(ju)離(li)內有50顆(ke)最(zui)鄰(lin)近(jin)的恒(heng)星(xing)系(xi)(與太(tai)陽距(ju)離(li)最(zui)近(jin)的恒(heng)星(xing)是稱作(zuo)比(bi)鄰(lin)星(xing)的紅矮星(xing),大約4.2光年)。
太(tai)陽(yang)(yang)(yang)是一(yi)(yi)顆黃矮(ai)星(xing)(xing)(光(guang)譜為G2V),黃矮(ai)星(xing)(xing)的(de)(de)壽命大致(zhi)為100億(yi)(yi)年,目前(qian)太(tai)陽(yang)(yang)(yang)大約45.7億(yi)(yi)歲。在大約50至60億(yi)(yi)年之后(hou),太(tai)陽(yang)(yang)(yang)內(nei)部的(de)(de)氫元素幾乎會全部消(xiao)耗(hao)盡(jin),太(tai)陽(yang)(yang)(yang)的(de)(de)核心將(jiang)發生坍縮,導致(zhi)溫度(du)(du)上升,這一(yi)(yi)過程(cheng)將(jiang)一(yi)(yi)直持續到(dao)太(tai)陽(yang)(yang)(yang)開始把氦(hai)元素聚(ju)變(bian)成碳元素。雖然氦(hai)聚(ju)變(bian)產生的(de)(de)能(neng)量(liang)比氫聚(ju)變(bian)產生的(de)(de)能(neng)量(liang)少,但溫度(du)(du)也更高,因此太(tai)陽(yang)(yang)(yang)的(de)(de)外(wai)層(ceng)將(jiang)膨(peng)脹,并且把一(yi)(yi)部分外(wai)層(ceng)大氣釋放(fang)到(dao)太(tai)空中(zhong)。當轉向新元素的(de)(de)過程(cheng)結束(shu)時,太(tai)陽(yang)(yang)(yang)的(de)(de)質(zhi)量(liang)將(jiang)稍微下降,外(wai)層(ceng)將(jiang)延伸到(dao)地球或者火星(xing)(xing)目前(qian)運行(xing)的(de)(de)軌(gui)道處(這時由于太(tai)陽(yang)(yang)(yang)質(zhi)量(liang)的(de)(de)下降,這兩(liang)顆行(xing)星(xing)(xing)將(jiang)會離(li)太(tai)陽(yang)(yang)(yang)更遠)。
太(tai)(tai)(tai)陽是(shi)在(zai)(zai)(zai)大(da)約(yue)45.7億年前在(zai)(zai)(zai)一個(ge)坍縮的(de)(de)(de)(de)(de)氫(qing)分子云(yun)內形成(cheng)(cheng)(cheng)。太(tai)(tai)(tai)陽形成(cheng)(cheng)(cheng)的(de)(de)(de)(de)(de)時間以(yi)(yi)兩(liang)種方(fang)法(fa)測量:太(tai)(tai)(tai)陽目前在(zai)(zai)(zai)主序帶上的(de)(de)(de)(de)(de)年齡,使用恒星演化(hua)和太(tai)(tai)(tai)初核(he)合(he)成(cheng)(cheng)(cheng)的(de)(de)(de)(de)(de)電腦模型確認,大(da)約(yue)就是(shi)45.7億年。這與放射性(xing)定(ding)年法(fa)得到(dao)的(de)(de)(de)(de)(de)太(tai)(tai)(tai)陽最古(gu)老(lao)的(de)(de)(de)(de)(de)物(wu)質是(shi)45.67億年非常的(de)(de)(de)(de)(de)吻合(he)。太(tai)(tai)(tai)陽在(zai)(zai)(zai)其主序的(de)(de)(de)(de)(de)演化(hua)階(jie)(jie)段已(yi)經到(dao)了中(zhong)(zhong)年期,在(zai)(zai)(zai)這個(ge)階(jie)(jie)段的(de)(de)(de)(de)(de)核(he)聚變(bian)(bian)是(shi)在(zai)(zai)(zai)核(he)心將(jiang)氫(qing)聚變(bian)(bian)成(cheng)(cheng)(cheng)氦。每秒中(zhong)(zhong)有超過400萬(wan)噸(dun)的(de)(de)(de)(de)(de)物(wu)質在(zai)(zai)(zai)太(tai)(tai)(tai)陽的(de)(de)(de)(de)(de)核(he)心轉化(hua)成(cheng)(cheng)(cheng)能量,產生(sheng)中(zhong)(zhong)微子和太(tai)(tai)(tai)陽輻射。以(yi)(yi)這個(ge)速率,到(dao)目前為(wei)止,太(tai)(tai)(tai)陽大(da)約(yue)轉化(hua)了100個(ge)地球(qiu)質量的(de)(de)(de)(de)(de)物(wu)質成(cheng)(cheng)(cheng)為(wei)能量,太(tai)(tai)(tai)陽在(zai)(zai)(zai)主序帶上耗費(fei)的(de)(de)(de)(de)(de)時間總共大(da)約(yue)為(wei)100億年。
太陽沒有足夠的(de)(de)(de)(de)(de)(de)質量(liang)爆發成(cheng)為超新(xin)星(xing),替代(dai)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)是,在(zai)約50億年后它(ta)將(jiang)(jiang)進(jin)入紅巨(ju)(ju)星(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)階(jie)段(duan),氦(hai)核(he)(he)(he)(he)心(xin)(xin)(xin)(xin)(xin)為抵抗引力而(er)收縮,同(tong)時變熱(re);緊挨核(he)(he)(he)(he)心(xin)(xin)(xin)(xin)(xin)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)氫包(bao)層因(yin)溫度上升而(er)加速聚(ju)變,結果(guo)產生的(de)(de)(de)(de)(de)(de)熱(re)量(liang)持續(xu)增加,傳導(dao)到外層,使(shi)(shi)其向(xiang)外膨脹。當核(he)(he)(he)(he)心(xin)(xin)(xin)(xin)(xin)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)溫度達(da)到1億K時,氦(hai)聚(ju)變將(jiang)(jiang)開始(shi)進(jin)行并燃(ran)燒生成(cheng)碳(tan)(tan)。由于(yu)此(ci)時的(de)(de)(de)(de)(de)(de)氦(hai)核(he)(he)(he)(he)心(xin)(xin)(xin)(xin)(xin)已經相當于(yu)一個小(xiao)(xiao)型(xing)“白矮星(xing)”(電(dian)子簡(jian)并態(tai)(tai)),熱(re)失控的(de)(de)(de)(de)(de)(de)氦(hai)聚(ju)變將(jiang)(jiang)導(dao)致氦(hai)閃,釋放的(de)(de)(de)(de)(de)(de)巨(ju)(ju)大(da)能量(liang)使(shi)(shi)太陽核(he)(he)(he)(he)心(xin)(xin)(xin)(xin)(xin)大(da)幅(fu)度膨脹,解除了電(dian)子簡(jian)并態(tai)(tai),然后核(he)(he)(he)(he)心(xin)(xin)(xin)(xin)(xin)剩余的(de)(de)(de)(de)(de)(de)氦(hai)進(jin)行穩(wen)定的(de)(de)(de)(de)(de)(de)聚(ju)變。從外部看(kan),太陽將(jiang)(jiang)如新(xin)星(xing)般突(tu)然增亮5~10個星(xing)等(deng)(相比于(yu)此(ci)前的(de)(de)(de)(de)(de)(de)“紅巨(ju)(ju)星(xing)”階(jie)段(duan)),接著體積大(da)幅(fu)度縮小(xiao)(xiao),變得(de)比原先的(de)(de)(de)(de)(de)(de)紅巨(ju)(ju)星(xing)暗(an)淡得(de)多(但(dan)仍將(jiang)(jiang)比現在(zai)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)太陽亮),直到核(he)(he)(he)(he)心(xin)(xin)(xin)(xin)(xin)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)碳(tan)(tan)逐(zhu)步累(lei)積,再次進(jin)入核(he)(he)(he)(he)心(xin)(xin)(xin)(xin)(xin)收縮、外層膨脹階(jie)段(duan)。這就是漸(jian)近巨(ju)(ju)星(xing)分支階(jie)段(duan)。
地(di)球(qiu)的(de)(de)命運(yun)是不確定的(de)(de),當太(tai)陽(yang)成為紅巨(ju)(ju)星時,其半徑大約會是現(xian)在的(de)(de)200倍,表面(mian)可(ke)能將(jiang)膨(peng)脹至地(di)球(qiu)現(xian)在的(de)(de)軌(gui)道(dao)——1AU(1.5×1011m)。然(ran)(ran)而,當太(tai)陽(yang)成為漸(jian)近巨(ju)(ju)星分(fen)支(zhi)的(de)(de)恒星時,由于恒星風(feng)的(de)(de)作用,它(ta)大約已經流失(shi)30%的(de)(de)質量,所以(yi)地(di)球(qiu)的(de)(de)軌(gui)道(dao)會向外移動。如果只(zhi)是這樣,地(di)球(qiu)或許(xu)可(ke)以(yi)幸免,但新的(de)(de)研(yan)究認為地(di)球(qiu)可(ke)能會因為潮汐的(de)(de)相互(hu)作用而被太(tai)陽(yang)吞噬掉。但即使(shi)地(di)球(qiu)能逃脫被太(tai)陽(yang)焚(fen)毀的(de)(de)命運(yun),地(di)球(qiu)上的(de)(de)水仍然(ran)(ran)都會沸騰(teng),大部分(fen)的(de)(de)氣(qi)體都會逃逸入太(tai)空。
即(ji)使太陽(yang)仍在(zai)(zai)主序帶的現(xian)階段,太陽(yang)的光度(du)仍然在(zai)(zai)緩(huan)慢的增(zeng)(zeng)加(jia)(jia)(每(mei)10億(yi)年(nian)(nian)約增(zeng)(zeng)加(jia)(jia)10%),表面(mian)的溫度(du)也(ye)緩(huan)緩(huan)的提(ti)升。太陽(yang)過(guo)去的光度(du)比較暗淡,這可(ke)能是生(sheng)命在(zai)(zai)10億(yi)年(nian)(nian)前(qian)才出現(xian)在(zai)(zai)陸地(di)上(shang)的原因。太陽(yang)的溫度(du)若依照這樣的速率增(zeng)(zeng)加(jia)(jia),在(zai)(zai)未來的10億(yi)年(nian)(nian),地(di)球(qiu)可(ke)能會(hui)變(bian)得太熱,使水不再能以液態存(cun)在(zai)(zai)于(yu)地(di)球(qiu)表面(mian),而使地(di)球(qiu)上(shang)所(suo)有的生(sheng)物趨于(yu)滅絕。
繼(ji)紅巨星階段(duan)之(zhi)后,激(ji)烈的(de)熱(re)脈(mo)動將導致(zhi)太陽(yang)外(wai)層(ceng)的(de)氣體(ti)逃逸,形成行星狀星云。在外(wai)層(ceng)被剝離后,唯一留存下來的(de)就是恒(heng)星炙熱(re)的(de)核心——白(bai)矮星,并在數十(shi)億年中逐漸冷(leng)卻和黯淡。這(zhe)是低質量(liang)與(yu)中質量(liang)恒(heng)星演(yan)化的(de)典型。
太(tai)陽是一個巨(ju)大而熾(chi)熱的(de)(de)氣體星球(qiu)(qiu)。知道了日地(di)距(ju)離,再從地(di)球(qiu)(qiu)上(shang)測(ce)得太(tai)陽圓(yuan)面的(de)(de)視角(jiao)直徑,從簡(jian)單的(de)(de)三角(jiao)關系(xi)就可(ke)以求出(chu)太(tai)陽的(de)(de)半徑為69.6萬千米,是地(di)球(qiu)(qiu)半徑的(de)(de)109倍。由此可(ke)以算出(chu)太(tai)陽的(de)(de)體積為地(di)球(qiu)(qiu)的(de)(de)130萬倍。
天文學家根據開普勒行星(xing)運(yun)動的(de)第(di)三定律,利用地球的(de)質量和(he)它環(huan)繞太陽運(yun)轉(zhuan)的(de)軌道半徑及周期,還可(ke)以推算(suan)出太陽的(de)質量為1.989×103?千克(ke),這個質量是(shi)(shi)地球的(de)33萬(wan)倍。并且(qie)集(ji)中了太陽系99.86%的(de)質量。但是(shi)(shi),即使這樣一個龐(pang)然大(da)物,在茫茫宇宙之(zhi)中,卻也不(bu)過只是(shi)(shi)一顆質量中等的(de)普通恒星(xing)而(er)已。
由太(tai)陽(yang)的(de)(de)(de)(de)體積和(he)質量,可(ke)以計算出太(tai)陽(yang)平(ping)均密(mi)度(du)為1.409克/厘米(mi)3,約(yue)為地(di)球平(ping)均密(mi)度(du)的(de)(de)(de)(de)0.26倍(bei)。太(tai)陽(yang)表面(mian)的(de)(de)(de)(de)重力加速(su)度(du)等于273.9810米(mi)/秒(miao)2,約(yue)為地(di)球表面(mian)重力加速(su)度(du)的(de)(de)(de)(de)28倍(bei),如果一(yi)(yi)個人站在太(tai)陽(yang)表面(mian),那么他(ta)的(de)(de)(de)(de)體重將會(hui)是(shi)在地(di)球上的(de)(de)(de)(de)20倍(bei)。太(tai)陽(yang)表面(mian)的(de)(de)(de)(de)逃逸速(su)度(du)約(yue)617.7公里/秒(miao),任何一(yi)(yi)個中性粒子的(de)(de)(de)(de)速(su)度(du)必須大于這個值(zhi),才能脫(tuo)離太(tai)陽(yang)的(de)(de)(de)(de)吸引力而(er)跑到宇宙空間中去。
太(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)只是(shi)宇宙中(zhong)一顆十分普(pu)通的(de)恒星(xing),但它卻是(shi)太(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)系(xi)的(de)中(zhong)心天(tian)(tian)體(ti)。太(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)系(xi)中(zhong),包含我們的(de)地(di)球在內的(de)八大(da)行(xing)星(xing)、一些矮行(xing)星(xing)、彗星(xing)和其它無(wu)數(shu)的(de)太(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)系(xi)小天(tian)(tian)體(ti),都(dou)在太(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)的(de)強(qiang)大(da)引(yin)力作(zuo)用下環繞太(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)運行(xing)。太(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)系(xi)的(de)疆域龐大(da),僅以(yi)冥王星(xing)為例,其運行(xing)軌道(dao)距離太(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)就(jiu)將近(jin)40個(ge)天(tian)(tian)文單位,也(ye)就(jiu)是(shi)60億千米之遙遠(yuan),而(er)實際(ji)上太(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)系(xi)的(de)范圍還要數(shu)十倍于此。
但是這樣(yang)一(yi)個(ge)龐大的(de)(de)太(tai)陽(yang)(yang)系(xi)(xi)家族(zu),在銀(yin)(yin)(yin)(yin)(yin)河(he)系(xi)(xi)中卻(que)僅僅只是十(shi)分普通的(de)(de)滄海(hai)一(yi)粟。銀(yin)(yin)(yin)(yin)(yin)河(he)系(xi)(xi)擁(yong)有至少1000億(yi)顆以(yi)上(shang)的(de)(de)恒(heng)星,直徑約10萬光年(nian)(nian)。太(tai)陽(yang)(yang)位于銀(yin)(yin)(yin)(yin)(yin)道面之北的(de)(de)獵(lie)戶座旋臂上(shang),距離銀(yin)(yin)(yin)(yin)(yin)河(he)系(xi)(xi)中心約30000光年(nian)(nian),在銀(yin)(yin)(yin)(yin)(yin)道面以(yi)北約26光年(nian)(nian),它(ta)一(yi)方(fang)面繞著(zhu)(zhu)銀(yin)(yin)(yin)(yin)(yin)心以(yi)每(mei)秒250公里(li)的(de)(de)速(su)度(du)(du)旋轉,周期大概是2.5億(yi)年(nian)(nian),另一(yi)方(fang)面又相對于周圍恒(heng)星以(yi)每(mei)秒19.7公里(li)的(de)(de)速(su)度(du)(du)朝著(zhu)(zhu)織女星附(fu)近方(fang)向(xiang)運動。太(tai)陽(yang)(yang)也在自轉,其周期在日面赤道帶約25天;兩極區約為35天。
太(tai)陽(yang)正在(zai)(zai)(zai)穿越銀(yin)河(he)系(xi)內(nei)部邊緣(yuan)獵戶臂(bei)的本(ben)地泡區中的本(ben)星(xing)(xing)際云。在(zai)(zai)(zai)距(ju)(ju)離(li)地球17光(guang)年的距(ju)(ju)離(li)內(nei)有50顆(ke)最(zui)鄰近的恒(heng)(heng)星(xing)(xing)系(xi)(距(ju)(ju)離(li)最(zui)近的一顆(ke)恒(heng)(heng)星(xing)(xing)是(shi)紅矮星(xing)(xing),被稱為比鄰星(xing)(xing),距(ju)(ju)太(tai)陽(yang)大約4.2光(guang)年),太(tai)陽(yang)的質量在(zai)(zai)(zai)這(zhe)些恒(heng)(heng)星(xing)(xing)中排(pai)在(zai)(zai)(zai)第四。太(tai)陽(yang)在(zai)(zai)(zai)距(ju)(ju)離(li)銀(yin)河(he)中心(xin)24000至26000光(guang)年的距(ju)(ju)離(li)上繞(rao)著(zhu)銀(yin)河(he)公(gong)(gong)轉,從銀(yin)河(he)北極鳥瞰,太(tai)陽(yang)沿順時針(zhen)軌(gui)道運行,大約2億(yi)2500萬至2億(yi)5000萬年繞(rao)行一周。由于銀(yin)河(he)系(xi)在(zai)(zai)(zai)宇宙微波背景輻射(CMB)中以550公(gong)(gong)里/秒(miao)的速(su)度朝向長(chang)蛇座的方(fang)向運動,這(zhe)兩個速(su)度合成(cheng)之后,太(tai)陽(yang)相(xiang)對于CMB的速(su)度是(shi)370公(gong)(gong)里/秒(miao),朝向巨爵座或獅(shi)子座的方(fang)向運動。
在南門二(比鄰星(xing)所(suo)在的(de)三合(he)星(xing)系(xi)統(tong))的(de)位置觀看我們的(de)太陽(yang)時(shi),太陽(yang)則會(hui)成(cheng)為仙后座(zuo)(zuo)中一顆(ke)視星(xing)等為0.5等的(de)恒(heng)星(xing)。大體來說,仙后座(zuo)(zuo)的(de)外(wai)形將(jiang)會(hui)從//變成(cheng)///,太陽(yang)將(jiang)會(hui)位在仙后座(zuo)(zuo)ε星(xing)的(de)尾端。
太陽繞(rao)銀河系中(zhong)心公轉(zhuan)(zhuan)(zhuan),繞(rao)銀河系中(zhong)心公轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)周(zhou)期約2.5×10?年。銀河系中(zhong)心可能(neng)有巨(ju)大黑(hei)洞,但它(ta)周(zhou)圍布滿了(le)恒(heng)星,所以看上去象“銀盤”。這(zhe)些恒(heng)星都繞(rao)“銀核”公轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)。與地球公轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)不同,這(zhe)些恒(heng)星公轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)每繞(rao)一周(zhou)離“銀核”會更近(jin)。
太(tai)陽和其它天(tian)體一(yi)樣,也在(zai)圍繞自己的(de)軸心自西向(xiang)東自轉(zhuan)(zhuan),但(dan)觀測和研究(jiu)表(biao)明,太(tai)陽表(biao)面不同的(de)緯度(du)處(chu)(chu),自轉(zhuan)(zhuan)速(su)度(du)不一(yi)樣。在(zai)赤道處(chu)(chu),太(tai)陽自轉(zhuan)(zhuan)一(yi)周需(xu)要(yao)25.4天(tian),而在(zai)緯度(du)40處(chu)(chu)需(xu)要(yao)27.2天(tian),到了(le)兩極地區,自轉(zhuan)(zhuan)一(yi)周則需(xu)要(yao)35天(tian)左右。這種自轉(zhuan)(zhuan)方式被稱(cheng)為“較差自轉(zhuan)(zhuan)”。
根據太(tai)陽(yang)(yang)活動的相對(dui)強弱(ruo),太(tai)陽(yang)(yang)可分為寧靜太(tai)陽(yang)(yang)和(he)活動太(tai)陽(yang)(yang)兩大類。寧靜太(tai)陽(yang)(yang)是一(yi)個理論上(shang)假定(ding)寧靜的球(qiu)對(dui)稱(cheng)(cheng)熱氣(qi)體球(qiu),其(qi)性質只隨(sui)半(ban)徑(jing)而(er)變,而(er)且在任一(yi)球(qiu)層(ceng)(ceng)中都是均勻的,其(qi)目的在于研究太(tai)陽(yang)(yang)的總(zong)體結(jie)構和(he)一(yi)般性質。在這種假定(ding)下,按(an)照由里往外(wai)的順序,太(tai)陽(yang)(yang)是由核心、輻射區、對(dui)流層(ceng)(ceng)、光(guang)球(qiu)層(ceng)(ceng)、色球(qiu)層(ceng)(ceng)、日(ri)冕層(ceng)(ceng)構成。光(guang)球(qiu)層(ceng)(ceng)之下稱(cheng)(cheng)為太(tai)陽(yang)(yang)內部;光(guang)球(qiu)層(ceng)(ceng)之上(shang)稱(cheng)(cheng)為太(tai)陽(yang)(yang)大氣(qi)。
太陽圈電流片延伸到太陽系(xi)外,結(jie)果(guo)是來自太陽的(de)旋轉磁場影響到星際物(wu)質中的(de)等離子體。
太(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)是磁力(li)活(huo)(huo)躍的(de)(de)(de)恒(heng)星,它支撐(cheng)一個(ge)強大、年(nian)復一年(nian)在(zai)(zai)(zai)變(bian)(bian)化(hua)(hua)(hua)的(de)(de)(de)磁場,并(bing)且大約(yue)(yue)每11年(nian)環繞著太(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)極(ji)(ji)大期(qi)反轉它的(de)(de)(de)方向太(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)磁場會導(dao)致(zhi)很多影響(xiang),稱為(wei)(wei)太(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)活(huo)(huo)動(dong),包括(kuo)在(zai)(zai)(zai)太(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)表面的(de)(de)(de)太(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)黑(hei)子、太(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)耀(yao)斑(ban)、和攜帶著物質穿越太(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)系且不斷變(bian)(bian)化(hua)(hua)(hua)的(de)(de)(de)太(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)風(feng)。太(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)活(huo)(huo)動(dong)對(dui)地球的(de)(de)(de)影響(xiang)包括(kuo)在(zai)(zai)(zai)高(gao)(gao)(gao)緯(wei)度(du)的(de)(de)(de)極(ji)(ji)光(guang),和擾亂無線電通訊和電力(li)。太(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)活(huo)(huo)動(dong)被認為(wei)(wei)在(zai)(zai)(zai)太(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)系的(de)(de)(de)形成和演化(hua)(hua)(hua)扮演了很重(zhong)要的(de)(de)(de)角色,太(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)因為(wei)(wei)高(gao)(gao)(gao)溫的(de)(de)(de)緣故,所(suo)有(you)的(de)(de)(de)物質都是氣體和等離子體,這(zhe)使得太(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)的(de)(de)(de)轉速可能在(zai)(zai)(zai)赤道(大約(yue)(yue)25天)較快(kuai),而不是高(gao)(gao)(gao)緯(wei)度(du)(在(zai)(zai)(zai)兩(liang)極(ji)(ji)約(yue)(yue)為(wei)(wei)35天)太(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)因緯(wei)度(du)不同的(de)(de)(de)較差自轉造成它的(de)(de)(de)磁場線隨著時間而糾纏(chan)在(zai)(zai)(zai)一起,造成磁場圈(quan)從太(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)表面噴發出(chu)來,并(bing)觸(chu)發太(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)形成系距性的(de)(de)(de)太(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)黑(hei)子和日珥(參(can)見磁重(zhong)聯(lian))。隨著太(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)每11年(nian)反轉它本(ben)身的(de)(de)(de)磁場,這(zhe)種糾纏(chan)創造了太(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)發電機和11年(nian)的(de)(de)(de)太(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)磁場活(huo)(huo)動(dong)太(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)周期(qi)。
太(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)磁(ci)(ci)(ci)場(chang)朝太(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)本體外更遠處(chu)延(yan)伸,磁(ci)(ci)(ci)化的(de)(de)太(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)風等(deng)離(li)子體攜(xie)帶(dai)著太(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)的(de)(de)磁(ci)(ci)(ci)場(chang)進(jin)入太(tai)(tai)空,形(xing)成所謂的(de)(de)行(xing)(xing)星(xing)際磁(ci)(ci)(ci)場(chang)由于等(deng)離(li)子體只(zhi)能沿(yan)著磁(ci)(ci)(ci)場(chang)線(xian)移動,離(li)開太(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)的(de)(de)行(xing)(xing)星(xing)際磁(ci)(ci)(ci)場(chang)起(qi)初是沿(yan)著徑向伸展的(de)(de)。因位在(zai)太(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)赤道(dao)上方(fang)和(he)下方(fang)離(li)開太(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)的(de)(de)磁(ci)(ci)(ci)場(chang)具有不同的(de)(de)極性,因此在(zai)太(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)的(de)(de)赤道(dao)平面存在(zai)著一層(ceng)薄薄的(de)(de)電(dian)流層(ceng),稱(cheng)為(wei)太(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)圈電(dian)流片。太(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)的(de)(de)自轉(zhuan)使得遠距離(li)的(de)(de)磁(ci)(ci)(ci)場(chang)和(he)電(dian)流片旋(xuan)轉(zhuan)成像是阿基米德螺(luo)旋(xuan)結構,稱(cheng)為(wei)派克螺(luo)旋(xuan)。行(xing)(xing)星(xing)際磁(ci)(ci)(ci)場(chang)的(de)(de)強度遠比太(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)的(de)(de)偶極性磁(ci)(ci)(ci)場(chang)強大。太(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)50-400μT的(de)(de)磁(ci)(ci)(ci)偶極(在(zai)光球)隨著距離(li)的(de)(de)三次方(fang)衰(shuai)減,在(zai)地(di)球的(de)(de)距離(li)上只(zhi)有0.1nT。然而(er)依據太(tai)(tai)空船的(de)(de)觀(guan)測,在(zai)地(di)球附近(jin)的(de)(de)行(xing)(xing)星(xing)際磁(ci)(ci)(ci)場(chang)是這(zhe)個數值的(de)(de)100倍,大約是5nT。
從(cong)中心(xin)到0.25太(tai)(tai)陽(yang)(yang)半徑是(shi)(shi)太(tai)(tai)陽(yang)(yang)發射(she)巨大能(neng)量(liang)(liang)的(de)(de)(de)真正源(yuan)頭(tou),也(ye)稱為(wei)核(he)(he)(he)反應(ying)區。在(zai)這里,太(tai)(tai)陽(yang)(yang)核(he)(he)(he)心(xin)處(chu)溫度(du)高達1500萬度(du),壓力相(xiang)(xiang)當于3000億個大氣壓,隨時(shi)都(dou)在(zai)進(jin)行著(zhu)四(si)個氫核(he)(he)(he)聚(ju)變(bian)成(cheng)一個氦核(he)(he)(he)的(de)(de)(de)熱(re)核(he)(he)(he)反應(ying)。根據原子核(he)(he)(he)物理學和愛因斯坦的(de)(de)(de)質能(neng)轉換關系式E=mc2,每秒鐘有質量(liang)(liang)為(wei)6億噸(dun)的(de)(de)(de)氫經過(guo)熱(re)核(he)(he)(he)聚(ju)變(bian)反應(ying)為(wei)5.96億噸(dun)的(de)(de)(de)氦,并釋(shi)放(fang)出(chu)相(xiang)(xiang)當于400萬噸(dun)氫的(de)(de)(de)能(neng)量(liang)(liang),正是(shi)(shi)這巨大的(de)(de)(de)能(neng)源(yuan)帶給了我們光(guang)和熱(re),但這損失的(de)(de)(de)質量(liang)(liang)與太(tai)(tai)陽(yang)(yang)的(de)(de)(de)總質量(liang)(liang)相(xiang)(xiang)比,卻是(shi)(shi)不值一提的(de)(de)(de)。根據對太(tai)(tai)陽(yang)(yang)內部氫含(han)量(liang)(liang)的(de)(de)(de)估(gu)計(ji),太(tai)(tai)陽(yang)(yang)至少還有50億年的(de)(de)(de)正常壽命。
0.25太(tai)(tai)(tai)(tai)陽(yang)半徑~0.86太(tai)(tai)(tai)(tai)陽(yang)半徑是(shi)太(tai)(tai)(tai)(tai)陽(yang)輻射區,它包(bao)含了各種電(dian)磁輻射和粒子流。輻射從內部(bu)向(xiang)外(wai)部(bu)傳遞過(guo)程是(shi)多次被(bei)物質吸收而(er)又再次發射的(de)過(guo)程。從核反應區到太(tai)(tai)(tai)(tai)陽(yang)表面的(de)行程中,能量依次以X射線、遠(yuan)紫(zi)外(wai)線、紫(zi)外(wai)線,最后是(shi)可見光的(de)形式(shi)向(xiang)外(wai)輻射。太(tai)(tai)(tai)(tai)陽(yang)是(shi)一(yi)個(ge)取之難盡,用之不(bu)竭的(de)能量源泉。
對(dui)流(liu)(liu)層(ceng)是(shi)輻射區的(de)(de)外側區域,其厚度(du)約有十(shi)幾萬(wan)千米,由于(yu)這里(li)的(de)(de)溫度(du)、壓(ya)力和(he)密度(du)梯度(du)都很(hen)大,太陽氣(qi)體呈對(dui)流(liu)(liu)的(de)(de)不穩定狀態。使(shi)物質的(de)(de)徑(jing)向(xiang)(xiang)(xiang)對(dui)流(liu)(liu)運(yun)動強烈(lie),熱的(de)(de)物質向(xiang)(xiang)(xiang)外運(yun)動,冷的(de)(de)物質沉入內(nei)部,太陽內(nei)部能量就是(shi)靠物質的(de)(de)這種對(dui)流(liu)(liu),由內(nei)部向(xiang)(xiang)(xiang)外部傳輸(shu)。
太陽光(guang)球以上的部分統稱為(wei)太陽大(da)氣層(ceng),跨過整個電磁(ci)頻譜,從無線電、可(ke)見光(guang)到伽馬射線,都可(ke)以觀察它們分為(wei)5個主(zhu)要的部分:溫(wen)(wen)度(du)極小區(qu)(qu)、色(se)球、過渡(du)區(qu)(qu)、日(ri)(ri)冕、和(he)太陽圈(quan),太陽圈(quan)可(ke)能是太陽大(da)氣層(ceng)最稀薄的外(wai)緣(yuan)并且(qie)延伸到冥王星軌道之外(wai)與星際(ji)物質交界,交界處稱為(wei)日(ri)(ri)鞘,并且(qie)在那兒形成剪切的激波前緣(yuan)。色(se)球、過渡(du)區(qu)(qu)和(he)日(ri)(ri)冕的溫(wen)(wen)度(du)都比太陽表面高,原因還沒有(you)獲(huo)得(de)證實,但證據指向阿爾文波可(ke)能攜(xie)帶(dai)了足夠的能量(liang)將日(ri)(ri)冕加熱。
對(dui)流層(ceng)上面的(de)(de)太陽(yang)大氣,稱為太陽(yang)光球。光球是一(yi)層(ceng)不透明的(de)(de)氣體薄層(ceng),厚(hou)度約500千(qian)米。它確定了太陽(yang)非(fei)常清晰的(de)(de)邊界,幾(ji)乎所有的(de)(de)可(ke)見光都是從(cong)這一(yi)層(ceng)發(fa)射出來(lai)的(de)(de)。
色(se)(se)球(qiu)(qiu)位于光(guang)球(qiu)(qiu)之上。厚(hou)度約(yue)2000千米。太陽的(de)溫(wen)度分布(bu)從核心(xin)向(xiang)外直(zhi)到(dao)光(guang)球(qiu)(qiu)層,都是逐漸下降的(de),但(dan)到(dao)了(le)色(se)(se)球(qiu)(qiu)層,卻又反常上升,到(dao)色(se)(se)球(qiu)(qiu)頂部(bu)時已達幾(ji)(ji)萬度。由于色(se)(se)球(qiu)(qiu)層發出(chu)的(de)可見(jian)光(guang)總(zong)量不及光(guang)球(qiu)(qiu)的(de)1%,因此人們(men)平(ping)常看不到(dao)它。只有在發生日全食時,即食既之前幾(ji)(ji)秒(miao)種或(huo)者生光(guang)以后(hou)幾(ji)(ji)秒(miao)鐘,當光(guang)球(qiu)(qiu)所(suo)發射(she)的(de)明亮光(guang)線被月影(ying)完全遮掩的(de)短暫時間內,在日面邊緣呈現出(chu)狹窄的(de)玫瑰紅色(se)(se)的(de)發光(guang)圈層,這就(jiu)是色(se)(se)球(qiu)(qiu)層。平(ping)時,科(ke)學家們(men)要通過單色(se)(se)光(guang)(波長為6563埃)色(se)(se)球(qiu)(qiu)望遠鏡才能觀測到(dao)太陽色(se)(se)球(qiu)(qiu)層。
日(ri)(ri)冕(mian)是(shi)(shi)太(tai)(tai)(tai)陽大(da)氣(qi)的(de)最外層(ceng),由高溫(wen)、低密度的(de)等離子體(ti)所組成。亮(liang)(liang)度微弱,在白光(guang)中的(de)總亮(liang)(liang)度比太(tai)(tai)(tai)陽圓(yuan)面(mian)亮(liang)(liang)度的(de)百(bai)分之一還低,約(yue)相當于(yu)滿(man)月的(de)亮(liang)(liang)度,因此只有在日(ri)(ri)全食時(shi)才能展(zhan)現(xian)其(qi)光(guang)彩(cai),平時(shi)觀(guan)測則要使用專門的(de)日(ri)(ri)冕(mian)儀(yi)。日(ri)(ri)冕(mian)的(de)溫(wen)度高達百(bai)萬度,其(qi)大(da)小和形狀(zhuang)與太(tai)(tai)(tai)陽活動有關,在太(tai)(tai)(tai)陽活動極大(da)年(nian)時(shi),日(ri)(ri)冕(mian)接近圓(yuan)形;在太(tai)(tai)(tai)陽寧靜年(nian)則呈橢(tuo)圓(yuan)形。自(zi)古以來,觀(guan)測日(ri)(ri)冕(mian)的(de)傳統方法都是(shi)(shi)等待(dai)一次罕見(jian)的(de)日(ri)(ri)全食——在黑暗的(de)天(tian)空背景上,月面(mian)把(ba)明亮(liang)(liang)的(de)太(tai)(tai)(tai)陽光(guang)球面(mian)遮掩住,而(er)在日(ri)(ri)面(mian)周圍呈現(xian)出(chu)青白色的(de)光(guang)區,就是(shi)(shi)人們(men)期(qi)待(dai)觀(guan)測的(de)太(tai)(tai)(tai)陽最外層(ceng)大(da)氣(qi)——日(ri)(ri)冕(mian)。
太(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)(yang)圈(quan),從大(da)約20太(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)(yang)半(ban)徑(0.1天文單位)到太(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)(yang)系的(de)(de)(de)邊緣,這(zhe)一大(da)片環繞著(zhu)太(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)(yang)的(de)(de)(de)空(kong)間充滿了(le)伴隨太(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)(yang)風(feng)離(li)(li)開太(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)(yang)的(de)(de)(de)等離(li)(li)子(zi)體。他的(de)(de)(de)內側邊界是(shi)太(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)(yang)風(feng)成為(wei)超阿(a)耳芬(fen)波(bo)的(de)(de)(de)那層位置(zhi)-流(liu)體的(de)(de)(de)速(su)(su)度超過(guo)阿(a)耳芬(fen)波(bo)。因(yin)為(wei)訊息只能以(yi)阿(a)耳芬(fen)波(bo)的(de)(de)(de)速(su)(su)度傳遞,所以(yi)在(zai)(zai)這(zhe)個界限之(zhi)外的(de)(de)(de)湍流(liu)和(he)動力(li)學的(de)(de)(de)力(li)量不(bu)(bu)再能影響到內部(bu)的(de)(de)(de)日(ri)冕形狀(zhuang)。太(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)(yang)風(feng)源(yuan)源(yuan)不(bu)(bu)斷(duan)的(de)(de)(de)進入太(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)(yang)圈(quan)之(zhi)中并向外吹拂(fu),使得太(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)(yang)的(de)(de)(de)磁場形成螺(luo)旋(xuan)的(de)(de)(de)形狀(zhuang),直到在(zai)(zai)距離(li)(li)太(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)(yang)超過(guo)50天文單位之(zhi)外撞擊到日(ri)鞘為(wei)止(zhi)。
在2004年12月,旅行(xing)者1號探測器已(yi)穿越(yue)過(guo)被認為是(shi)日(ri)鞘(qiao)部(bu)分的激(ji)波前(qian)緣。兩艘航海家太空船(chuan)在穿越(yue)邊界時(shi)都偵測與記錄到能(neng)量超過(guo)一(yi)般微(wei)粒(li)的高能(neng)粒(li)子。
陽(yang)(yang)光是地(di)球能量(liang)的(de)主要來源。太(tai)陽(yang)(yang)常數是在(zai)距離太(tai)陽(yang)(yang)1天(tian)文單位的(de)位置(也就(jiu)是在(zai)或接(jie)近地(di)球),直接(jie)暴(bao)露在(zai)陽(yang)(yang)光下(xia)的(de)每單位面(mian)積接(jie)收到的(de)能量(liang),其(qi)值(zhi)約相當(dang)于1,368W/m2(瓦每平方米)。經過大氣層的(de)吸收后,抵達地(di)球表面(mian)的(de)陽(yang)(yang)光已經衰減——在(zai)大氣清(qing)澈且太(tai)陽(yang)(yang)接(jie)近天(tian)頂的(de)條件下(xia)也只有(you)約1,000W/m2。
有(you)許多種天然的合成過程(cheng)可(ke)以(yi)利用(yong)(yong)太陽(yang)能(neng)-光合作用(yong)(yong)是(shi)植物(wu)以(yi)化學的方(fang)式從(cong)陽(yang)光中擷取能(neng)量(氧的釋出(chu)和碳化合物(wu)的減少),直接加熱或使(shi)用(yong)(yong)太陽(yang)電(dian)池(chi)轉換成電(dian)的儀器被使(shi)用(yong)(yong)在(zai)太陽(yang)能(neng)發(fa)電(dian)的設備(bei)上,或進行(xing)其(qi)他的工(gong)作;有(you)時也會使(shi)用(yong)(yong)集(ji)光式太陽(yang)能(neng)(也就(jiu)是(shi)凝聚陽(yang)光)。儲存在(zai)原油和其(qi)它化石燃料中的能(neng)量是(shi)來自遙遠的過去經(jing)由光合作用(yong)(yong)轉換的太陽(yang)能(neng)。
太(tai)陽的(de)(de)(de)(de)外層(ceng),從它的(de)(de)(de)(de)表面(mian)(mian)向下(xia)(xia)至大(da)(da)約(yue)200,000公里(或(huo)是70%的(de)(de)(de)(de)太(tai)陽半(ban)徑(jing)),太(tai)陽的(de)(de)(de)(de)等離子體已經(jing)不(bu)夠(gou)稠密(mi)或(huo)不(bu)夠(gou)熱(re)(re)(re)不(bu)再能(neng)經(jing)由傳導作用有效的(de)(de)(de)(de)將內部(bu)(bu)的(de)(de)(de)(de)熱(re)(re)(re)向外傳送;換言之,它已經(jing)不(bu)夠(gou)透明了。結果是,當熱(re)(re)(re)柱攜帶熱(re)(re)(re)物(wu)質前往表面(mian)(mian)(光球)產生了熱(re)(re)(re)對流。一旦這些物(wu)質在表面(mian)(mian)變冷,它會向下(xia)(xia)切入對流帶的(de)(de)(de)(de)底部(bu)(bu),再從輻射帶的(de)(de)(de)(de)頂部(bu)(bu)獲得更多的(de)(de)(de)(de)熱(re)(re)(re)量在可見的(de)(de)(de)(de)太(tai)陽表面(mian)(mian),溫(wen)度已經(jing)降至5700K,而且密(mi)度也只有0.2公克(ke)/立(li)方米(大(da)(da)約(yue)是海平面(mian)(mian)密(mi)度的(de)(de)(de)(de)六(liu)千分之一)。
在(zai)對流帶(dai)的(de)(de)(de)熱柱形成(cheng)在(zai)太陽(yang)表(biao)面(mian)上非(fei)常重要的(de)(de)(de),像是(shi)米(mi)粒組(zu)織和超米(mi)粒組(zu)織。在(zai)對流帶(dai)的(de)(de)(de)湍流會在(zai)太陽(yang)內部的(de)(de)(de)外(wai)圍(wei)部分造成(cheng)“小(xiao)尺度”的(de)(de)(de)發電機,這會在(zai)太陽(yang)表(biao)面(mian)的(de)(de)(de)各處產生磁南極和磁北極。太陽(yang)的(de)(de)(de)熱柱是(shi)貝(bei)納得穴流因此往往像六角型(xing)的(de)(de)(de)棱鏡。
作為一顆恒(heng)星,太(tai)陽,其總(zong)體外(wai)觀性(xing)質(zhi)是(shi)(shi),光(guang)度為383億億億瓦,絕對星等為4.8。是(shi)(shi)一顆黃色G2型矮星,有效溫(wen)度等于開氏5800度。太(tai)陽與在軌道(dao)上繞它公轉的(de)(de)地球的(de)(de)平(ping)均(jun)距離為149597870千(qian)米(499.005光(guang)秒或1天(tian)文單位)。按質(zhi)量計,它的(de)(de)物質(zhi)構成(cheng)是(shi)(shi)71%的(de)(de)氫、26%的(de)(de)氦(hai)和(he)少量較重元素。它們(men)都是(shi)(shi)通過核聚變來釋放能量的(de)(de),根(gen)據理論太(tai)陽最后(hou)核聚變反應產生(sheng)的(de)(de)物質(zhi)是(shi)(shi)鐵(tie)和(he)銅等金屬。
日(ri)地平均的距離(1天文(wen)單位):1.49597870×1011米(mi)(1億5千萬公里)
日(ri)地最遠的(de)距(ju)離:1.5210×1011米
日地最近的距離(li):1.4710×1011米
遠日點與近日點距(ju)離(li)相差500萬千米
視(shi)星等:-26.74等
絕對星等(deng):4.83等(deng)
熱星等(deng):-26.82等(deng)
絕對(dui)熱(re)星等(deng):4.75等(deng)
太陽
日地平均距離(li) 149,598,000千米
半徑 696,000千米
質量(liang) 1.989×1033克
平均(jun)密度 1.409克/立方(fang)厘米
有效(xiao)溫度 5,770K
自(zi)轉(zhuan)會合(he)周期 26.9日(赤道(dao));31.1日(極區)
光譜型 G2V
目視星(xing)等 -26.74等
目視絕對星(xing)等 4.83等
表(biao)面重力加速度 27,400厘米/平方秒
表面逃逸(yi)速度 617.7千(qian)米/秒
中心溫(wen)度 約15,000,000K
中心(xin)密(mi)度 約160克/立(li)方厘米
年齡 50億年
表面(mian)面(mian)積 大約6.09×1012平方千(qian)米
體積(ji) 大約1.412×101?立方(fang)千米
日(ri)冕層溫度 5×200K
發光度(LS) 大約3.827×102?Js?1
太陽壽命(ming) 約100億年
天文符號 ☉
太陽活動周期 11.04年
總(zong)輻射(she)功率 3.86×102?瓦特
光球成分(質量(liang))
名稱 所占百分比
氫 73.46%
氦 24.85%
氧 0.77%
碳 0.29%
鐵 0.16%
氖 0.12%
氮 0.09%
硅 0.07%
鎂 0.05%
硫 0.04%
太陽輻射的峰值波(bo)長(chang)(500納米(mi))介于光譜(pu)中藍(lan)光和綠(lv)光的過渡區域。恒星的溫度(du)與其輻射中占(zhan)主要地(di)位的波(bo)長(chang)有密切關(guan)系。就(jiu)太陽來說,其表面的溫度(du)大約在5800K。然而,由于人的眼睛對峰值波(bo)長(chang)周圍的其它顏色更(geng)敏感(gan),所(suo)以太陽看(kan)起來呈現出白色或是黃(huang)白色。
核心是太陽(yang)內(nei)唯一能(neng)經由(you)核聚(ju)變(bian)產生大量(liang)能(neng)量(liang)的區(qu)域,溫度(du)高達1570萬K。99%的能(neng)量(liang)產生在太陽(yang)半(ban)徑的24%以(yi)內(nei),而在30%半(ban)徑處(chu),核聚(ju)變(bian)反應幾(ji)乎完全停止(zhi)。
光球層上(shang)最(zui)顯著(zhu)的(de)(de)現象就是太陽黑子,所謂太陽黑子,只(zhi)指太陽光球層上(shang)的(de)(de)溫(wen)度(du)相(xiang)對較低的(de)(de)區(qu)域,其溫(wen)度(du)約為(wei)(wei)4500K,而光球其余部分的(de)(de)溫(wen)度(du)約為(wei)(wei)5777K。
色球(qiu)厚度(du)約2000千米,太(tai)陽的溫度(du)分布從核心向外直到光(guang)球(qiu)層(ceng),都是逐漸(jian)下降的,但到了(le)色球(qiu)層(ceng),卻又反常上升,到接(jie)近頂(ding)端的溫度(du)大約在20000K。
日冕是太陽(yang)大氣的(de)最(zui)外層,它由高(gao)溫(wen)、低密度(du)的(de)等離(li)子體所組成(cheng),日冕的(de)溫(wen)度(du)高(gao)達百萬度(du)。
太(tai)陽(yang)(yang)(yang)看起來很平靜(jing),實(shi)際上無(wu)時無(wu)刻(ke)不在(zai)發生劇烈的(de)(de)活動(dong)。太(tai)陽(yang)(yang)(yang)由里(li)向(xiang)外分別為(wei)太(tai)陽(yang)(yang)(yang)核反應區、太(tai)陽(yang)(yang)(yang)對流層(ceng)(ceng)、太(tai)陽(yang)(yang)(yang)大氣(qi)層(ceng)(ceng)。其中22億分之一(yi)的(de)(de)能(neng)量輻射到地球(qiu)(qiu),成為(wei)地球(qiu)(qiu)上光和(he)熱的(de)(de)主要(yao)來源(yuan)。太(tai)陽(yang)(yang)(yang)表面(mian)和(he)大氣(qi)層(ceng)(ceng)中的(de)(de)活動(dong)現(xian)象,諸如太(tai)陽(yang)(yang)(yang)黑子(zi)、耀斑和(he)日冕物(wu)(wu)質噴(pen)發(日珥)等,會使太(tai)陽(yang)(yang)(yang)風大大增強,造成許多地球(qiu)(qiu)物(wu)(wu)理現(xian)象──例如極(ji)光增多、大氣(qi)電(dian)離層(ceng)(ceng)和(he)地磁的(de)(de)變化。
太(tai)(tai)陽活動和(he)太(tai)(tai)陽風的(de)增強(qiang)還會嚴重干擾地球上無線(xian)電(dian)(dian)通訊及航(hang)天設備的(de)正常工作,使衛星上的(de)精密電(dian)(dian)子儀器遭(zao)受損害,地面通訊網絡(luo)、電(dian)(dian)力控(kong)制網絡(luo)發生(sheng)混(hun)亂,甚至可(ke)能對航(hang)天飛(fei)機和(he)空(kong)(kong)間站中宇航(hang)員(yuan)的(de)生(sheng)命構(gou)成威(wei)脅。因(yin)此,監測太(tai)(tai)陽活動和(he)太(tai)(tai)陽風的(de)強(qiang)度,適時作出“空(kong)(kong)間氣(qi)象”預報,越(yue)來(lai)越(yue)顯得重要。
4000年(nian)(nian)(nian)(nian)前古(gu)時(shi)候祖先肉眼都看到(dao)了(le)像3條(tiao)腿的(de)烏鴉(ya)的(de)黑(hei)(hei)(hei)(hei)(hei)(hei)(hei)(hei)子(zi),通(tong)過(guo)一般的(de)光(guang)學望遠鏡觀(guan)測太(tai)(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang),觀(guan)測到(dao)的(de)是光(guang)球(qiu)層(ceng)(ceng)的(de)活(huo)(huo)動(dong)(dong)(dong)。在光(guang)球(qiu)上(shang)常(chang)(chang)常(chang)(chang)可以(yi)看到(dao)很(hen)多黑(hei)(hei)(hei)(hei)(hei)(hei)(hei)(hei)色斑點,它(ta)們(men)叫做“太(tai)(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)黑(hei)(hei)(hei)(hei)(hei)(hei)(hei)(hei)子(zi)”。太(tai)(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)黑(hei)(hei)(hei)(hei)(hei)(hei)(hei)(hei)子(zi)在日面(mian)(mian)上(shang)的(de)大小、多少、位置和形態(tai)等,每天(tian)(tian)都不(bu)同。太(tai)(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)黑(hei)(hei)(hei)(hei)(hei)(hei)(hei)(hei)子(zi)是光(guang)球(qiu)層(ceng)(ceng)物質劇烈(lie)運(yun)動(dong)(dong)(dong)而形成(cheng)的(de)局部強磁場區域(yu),也(ye)(ye)是光(guang)球(qiu)層(ceng)(ceng)活(huo)(huo)動(dong)(dong)(dong)的(de)重要標志。長期(qi)(qi)觀(guan)測太(tai)(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)黑(hei)(hei)(hei)(hei)(hei)(hei)(hei)(hei)子(zi)就(jiu)會發現,有的(de)年(nian)(nian)(nian)(nian)份(fen)(fen)黑(hei)(hei)(hei)(hei)(hei)(hei)(hei)(hei)子(zi)多,有的(de)年(nian)(nian)(nian)(nian)份(fen)(fen)黑(hei)(hei)(hei)(hei)(hei)(hei)(hei)(hei)子(zi)少,有時(shi)甚至(zhi)幾天(tian)(tian),幾十天(tian)(tian)日面(mian)(mian)上(shang)都沒有黑(hei)(hei)(hei)(hei)(hei)(hei)(hei)(hei)子(zi)。天(tian)(tian)文學家們(men)早就(jiu)注意到(dao),太(tai)(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)黑(hei)(hei)(hei)(hei)(hei)(hei)(hei)(hei)子(zi)從最(zui)(zui)多或(huo)最(zui)(zui)少的(de)年(nian)(nian)(nian)(nian)份(fen)(fen)到(dao)下一次(ci)最(zui)(zui)多或(huo)最(zui)(zui)少的(de)年(nian)(nian)(nian)(nian)份(fen)(fen),大約相隔11年(nian)(nian)(nian)(nian)。也(ye)(ye)就(jiu)是說,太(tai)(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)黑(hei)(hei)(hei)(hei)(hei)(hei)(hei)(hei)子(zi)有平均11年(nian)(nian)(nian)(nian)的(de)活(huo)(huo)動(dong)(dong)(dong)周期(qi)(qi),這也(ye)(ye)是整個太(tai)(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)的(de)活(huo)(huo)動(dong)(dong)(dong)周期(qi)(qi)。天(tian)(tian)文學家把(ba)太(tai)(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)黑(hei)(hei)(hei)(hei)(hei)(hei)(hei)(hei)子(zi)最(zui)(zui)多的(de)年(nian)(nian)(nian)(nian)份(fen)(fen)稱之為“太(tai)(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)活(huo)(huo)動(dong)(dong)(dong)峰年(nian)(nian)(nian)(nian)”,把(ba)太(tai)(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)黑(hei)(hei)(hei)(hei)(hei)(hei)(hei)(hei)子(zi)最(zui)(zui)少的(de)年(nian)(nian)(nian)(nian)份(fen)(fen)稱之為“太(tai)(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)活(huo)(huo)動(dong)(dong)(dong)谷年(nian)(nian)(nian)(nian)”。
經(jing)過數世紀的研究,人類對(dui)太陽黑子(zi)的研究已經(jing)有了一定的成果。
分為以下幾點:
1.太陽黑(hei)子(zi)是太陽表面溫度相對較低而顯得黑(hei)的區域。
2.黑子會對地球的磁場和電離層產(chan)生干擾,指南針(zhen)不能正確指示方向,動物迷(mi)路(lu),無線電通訊(xun)(xun)受到嚴重影響或(huo)中斷,直接危害飛機、輪船(chuan)、人造衛星等通訊(xun)(xun)系統安全。
太陽(yang)黑子(zi)(zi)活動的高峰期,太陽(yang)會(hui)發射(she)大(da)量的高能粒子(zi)(zi)流與X射(she)線,引起地球磁暴現象,導致氣候(hou)異常,地球上微生物因此大(da)量繁殖,這就(jiu)為流行疾(ji)病提供了溫床。
同時,太陽黑子的(de)活動,還會(hui)引起(qi)生(sheng)物體(ti)物質出(chu)現電(dian)離現象,引起(qi)感(gan)(gan)冒病(bing)毒中遺(yi)傳(chuan)因子變異,或者發生(sheng)突(tu)變性的(de)遺(yi)傳(chuan),產生(sheng)強感(gan)(gan)染力的(de)亞型流感(gan)(gan)病(bing)毒,形成流行(xing)性感(gan)(gan)冒,或者導致人體(ti)的(de)生(sheng)理(li)發生(sheng)其他復雜的(de)生(sheng)化反應,影響健(jian)康。
因此,太(tai)陽黑子量達到高(gao)峰期時(shi),人(ren)類要及早預防流行性疾病。
有趣的(de)是,一(yi)位(wei)瑞士天文學家(jia)發(fa)(fa)現,太(tai)陽黑(hei)(hei)子多(duo)的(de)時候(hou),氣候(hou)干燥(zao),農業豐收,黑(hei)(hei)子少的(de)時候(hou),暴雨成災(zai)。地震(zhen)工(gong)作者發(fa)(fa)現,太(tai)陽黑(hei)(hei)子數(shu)目(mu)增多(duo)的(de)時候(hou),地球上的(de)地震(zhen)也多(duo)。植(zhi)(zhi)物學家(jia)發(fa)(fa)現,植(zhi)(zhi)物的(de)生長(chang)也隨著(zhu)太(tai)陽黑(hei)(hei)子的(de)出現而呈現11年周期(qi)的(de)變化,黑(hei)(hei)子多(duo)長(chang)得(de)(de)快,黑(hei)(hei)子少長(chang)得(de)(de)慢。
太陽(yang)耀(yao)斑(ban)是(shi)一種劇(ju)烈的太陽(yang)活動,是(shi)太陽(yang)能(neng)量高度集中(zhong)釋放的過(guo)程。一般(ban)認(ren)為發(fa)生(sheng)在(zai)色球(qiu)層中(zhong),所以也(ye)叫(jiao)“色球(qiu)爆發(fa)”。其主(zhu)要觀測特征是(shi),日面(mian)上(shang)(常在(zai)黑子群上(shang)空)突(tu)然出現(xian)迅(xun)速發(fa)展的亮(liang)斑(ban)閃耀(yao),其壽命僅在(zai)幾分鐘到幾十(shi)分鐘之間,亮(liang)度上(shang)升迅(xun)速,下降(jiang)較慢。特別是(shi)在(zai)太陽(yang)活動峰(feng)年,耀(yao)斑(ban)出現(xian)頻繁且強(qiang)度變強(qiang)。
別(bie)看(kan)它只是(shi)一(yi)個亮點,一(yi)旦(dan)出(chu)現,簡(jian)直是(shi)一(yi)次(ci)驚天(tian)動地的(de)(de)大(da)爆發(fa)。這一(yi)增亮釋放(fang)的(de)(de)能量相當于10萬至100萬次(ci)強火山爆發(fa)的(de)(de)總(zong)能量,或相當于上百億枚百噸(dun)級氫彈的(de)(de)爆炸;而(er)一(yi)次(ci)較大(da)的(de)(de)耀斑爆發(fa),在一(yi)二十分鐘內可釋放(fang)10的(de)(de)25次(ci)冪(mi)焦耳的(de)(de)巨大(da)能量。
除(chu)了日面局部突然(ran)增(zeng)亮的(de)現(xian)象外(wai),耀(yao)斑(ban)(ban)更主要表(biao)現(xian)在從射(she)(she)(she)(she)電波段直到X射(she)(she)(she)(she)線(xian)(xian)的(de)輻射(she)(she)(she)(she)通量的(de)突然(ran)增(zeng)強;耀(yao)斑(ban)(ban)所發射(she)(she)(she)(she)的(de)輻射(she)(she)(she)(she)種類繁多,除(chu)可見光外(wai),有(you)紫外(wai)線(xian)(xian)、X射(she)(she)(she)(she)線(xian)(xian)和(he)伽瑪射(she)(she)(she)(she)線(xian)(xian),有(you)紅外(wai)線(xian)(xian)和(he)射(she)(she)(she)(she)電輻射(she)(she)(she)(she),還有(you)沖擊波和(he)高(gao)(gao)能(neng)粒(li)子流,甚至有(you)能(neng)量特高(gao)(gao)的(de)宇(yu)宙射(she)(she)(she)(she)線(xian)(xian)。
耀(yao)斑(ban)對地(di)球(qiu)(qiu)空間環境造成很大影響。太陽色球(qiu)(qiu)層中(zhong)一聲爆炸,地(di)球(qiu)(qiu)大氣層即刻出現繚繞余音(yin)。耀(yao)斑(ban)爆發(fa)時(shi),發(fa)出大量的高能粒(li)子(zi)到達地(di)球(qiu)(qiu)軌道附(fu)近(jin)時(shi),將會嚴重危及宇宙飛行器內的宇航員和(he)儀(yi)器的安全。當耀(yao)斑(ban)輻(fu)射來到地(di)球(qiu)(qiu)附(fu)近(jin)時(shi),與(yu)大氣分子(zi)發(fa)生(sheng)劇烈(lie)碰撞,破壞電(dian)離層,使它(ta)失去反射無線電(dian)電(dian)波(bo)的功能。無線電(dian)通信尤其是短波(bo)通信,以及電(dian)視臺、電(dian)臺廣播(bo),會受到干擾(rao)甚至(zhi)中(zhong)斷(duan)。耀(yao)斑(ban)發(fa)射的高能帶電(dian)粒(li)子(zi)流(liu)與(yu)地(di)球(qiu)(qiu)高層大氣作用,產生(sheng)極光,并(bing)干擾(rao)地(di)球(qiu)(qiu)磁(ci)場(chang)而(er)引起(qi)磁(ci)暴(bao)。
此外,耀斑對(dui)氣象和水文(wen)等(deng)方面也(ye)有著不(bu)同程(cheng)度的直(zhi)接(jie)或間接(jie)影響正(zheng)因(yin)為如此,人們對(dui)耀斑爆發的探測和預(yu)報的關(guan)切程(cheng)度與(yu)日俱增,正(zheng)在(zai)努力揭(jie)開耀斑的奧秘。
太(tai)(tai)陽(yang)(yang)光(guang)球層(ceng)上(shang)比(bi)周(zhou)圍更明亮(liang)(liang)的(de)斑(ban)狀組(zu)織。用(yong)天(tian)文(wen)望遠鏡對它(ta)觀測(ce)時,常(chang)常(chang)可以(yi)發現:在(zai)(zai)光(guang)球層(ceng)的(de)表面(mian)(mian)有的(de)明亮(liang)(liang)有的(de)深(shen)暗(an)。這種明暗(an)斑(ban)點是由于(yu)這里(li)的(de)溫度高(gao)(gao)低不同(tong)而形成的(de),比(bi)較(jiao)(jiao)深(shen)暗(an)的(de)斑(ban)點叫做(zuo)“太(tai)(tai)陽(yang)(yang)黑子”,比(bi)較(jiao)(jiao)明亮(liang)(liang)的(de)斑(ban)點叫做(zuo)“光(guang)斑(ban)”。光(guang)斑(ban)常(chang)在(zai)(zai)太(tai)(tai)陽(yang)(yang)表面(mian)(mian)的(de)邊緣(yuan)(yuan)“表演”,卻很(hen)少在(zai)(zai)太(tai)(tai)陽(yang)(yang)表面(mian)(mian)的(de)中心(xin)區露面(mian)(mian)。因為太(tai)(tai)陽(yang)(yang)表面(mian)(mian)中心(xin)區的(de)輻射屬于(yu)光(guang)球層(ceng)的(de)較(jiao)(jiao)深(shen)氣層(ceng),而邊緣(yuan)(yuan)的(de)光(guang)主(zhu)要來源(yuan)光(guang)球層(ceng)較(jiao)(jiao)高(gao)(gao)部位,所以(yi),光(guang)斑(ban)比(bi)太(tai)(tai)陽(yang)(yang)表面(mian)(mian)高(gao)(gao)些,可以(yi)算得(de)上(shang)是光(guang)球層(ceng)上(shang)的(de)“高(gao)(gao)原”。
光(guang)(guang)斑(ban)(ban)也是(shi)(shi)太陽(yang)上(shang)(shang)一(yi)種(zhong)強(qiang)烈(lie)風(feng)暴,天(tian)文學家把它(ta)(ta)戲稱為“高(gao)原風(feng)暴”。不(bu)過(guo),與(yu)烏云翻滾,大(da)雨滂沱,狂風(feng)卷地(di)百草折的(de)地(di)面(mian)風(feng)暴相比(bi),“高(gao)原風(feng)暴”的(de)性格要溫和得多(duo)。光(guang)(guang)斑(ban)(ban)的(de)亮度(du)只比(bi)寧靜光(guang)(guang)球(qiu)層(ceng)(ceng)(ceng)略強(qiang)一(yi)些,一(yi)般只大(da)10%;溫度(du)比(bi)寧靜光(guang)(guang)球(qiu)層(ceng)(ceng)(ceng)高(gao)300℃。許多(duo)光(guang)(guang)斑(ban)(ban)與(yu)太陽(yang)黑子(zi)(zi)還結下(xia)不(bu)解之緣,常(chang)常(chang)環(huan)繞(rao)在太陽(yang)黑子(zi)(zi)周圍“表演”。少(shao)部分光(guang)(guang)斑(ban)(ban)與(yu)太陽(yang)黑子(zi)(zi)無(wu)關,活(huo)躍在70°高(gao)緯區域,面(mian)積比(bi)較小,光(guang)(guang)斑(ban)(ban)平均(jun)壽命約為15天(tian),較大(da)的(de)光(guang)(guang)斑(ban)(ban)壽命可達三個月。光(guang)(guang)斑(ban)(ban)不(bu)僅出現在光(guang)(guang)球(qiu)層(ceng)(ceng)(ceng)上(shang)(shang),色球(qiu)層(ceng)(ceng)(ceng)上(shang)(shang)也有它(ta)(ta)活(huo)動的(de)場所(suo)。當(dang)它(ta)(ta)在色球(qiu)層(ceng)(ceng)(ceng)上(shang)(shang)“表演”時(shi),活(huo)動的(de)位置與(yu)在光(guang)(guang)球(qiu)層(ceng)(ceng)(ceng)上(shang)(shang)露面(mian)時(shi)大(da)致吻合。不(bu)過(guo),出現在色球(qiu)層(ceng)(ceng)(ceng)上(shang)(shang)的(de)不(bu)叫(jiao)“光(guang)(guang)斑(ban)(ban)”,而叫(jiao)“譜(pu)斑(ban)(ban)”。實際上(shang)(shang),光(guang)(guang)斑(ban)(ban)與(yu)譜(pu)斑(ban)(ban)是(shi)(shi)同一(yi)個整體,只是(shi)(shi)因為它(ta)(ta)們的(de)“住(zhu)所(suo)”高(gao)度(du)不(bu)同而已,這就好比(bi)是(shi)(shi)一(yi)幢(chuang)樓房,光(guang)(guang)斑(ban)(ban)住(zhu)在樓下(xia),譜(pu)斑(ban)(ban)住(zhu)在樓上(shang)(shang)。
米(mi)粒(li)組織是(shi)太(tai)陽(yang)光球層上的(de)(de)(de)(de)一種日面結構(gou)。呈(cheng)多角(jiao)形小(xiao)顆粒(li)形狀,得用天文望遠鏡(jing)才能觀(guan)測到。米(mi)粒(li)組織的(de)(de)(de)(de)溫度比米(mi)粒(li)間區域的(de)(de)(de)(de)溫度約(yue)高300℃,因此,顯得比較明(ming)亮易見。雖(sui)說它們是(shi)小(xiao)顆粒(li),實際(ji)的(de)(de)(de)(de)直(zhi)徑也有1000公里~2000公里。
明亮的米(mi)粒(li)組(zu)織(zhi)很可能(neng)是從對流層上(shang)(shang)升(sheng)到光球的熱氣(qi)(qi)團,不隨時(shi)間(jian)(jian)變化且均(jun)勻分(fen)布,且呈現激烈(lie)的起伏(fu)運動。米(mi)粒(li)組(zu)織(zhi)上(shang)(shang)升(sheng)到一(yi)定(ding)的高度時(shi)很快(kuai)就會(hui)變冷,并馬上(shang)(shang)沿著上(shang)(shang)升(sheng)熱氣(qi)(qi)流之間(jian)(jian)的空隙(xi)處下降;壽命(ming)也非(fei)常(chang)短暫來去匆匆,從產生到消(xiao)(xiao)失,幾(ji)乎比地(di)球大氣(qi)(qi)層中的云消(xiao)(xiao)煙散還要(yao)快(kuai)平均(jun)壽命(ming)只有幾(ji)分(fen)鐘(zhong),此外(wai),發(fa)現的超米(mi)粒(li)組(zu)織(zhi),其尺度達3萬公里(li)左(zuo)右(you),壽命(ming)約為20小時(shi)。
太陽(yang)風是一種連續存在,來自(zi)太陽(yang)并以(yi)200-800km/s的(de)(de)(de)速度運動(dong)的(de)(de)(de)等(deng)離子體(ti)流這種物質(zhi)雖然與(yu)地球上(shang)的(de)(de)(de)空氣不同,不是由(you)氣體(ti)的(de)(de)(de)分子組(zu)成,而是由(you)更簡(jian)單的(de)(de)(de)比原子還小(xiao)一個層次的(de)(de)(de)基本粒子——質(zhi)子和電子等(deng)組(zu)成,但它們流動(dong)時所產(chan)生的(de)(de)(de)效應與(yu)空氣流動(dong)十分相似(si),所以(yi)稱它為太陽(yang)風。
當然,太陽風(feng)(feng)(feng)(feng)的(de)(de)密(mi)(mi)度(du)與地(di)球上(shang)的(de)(de)風(feng)(feng)(feng)(feng)的(de)(de)密(mi)(mi)度(du)相比,是非常非常稀薄而微(wei)不足道的(de)(de),一般情況下,在地(di)球附近的(de)(de)行星際空間中,每立方(fang)厘米(mi)有(you)幾個到幾十個粒子(zi)。而地(di)球上(shang)風(feng)(feng)(feng)(feng)的(de)(de)密(mi)(mi)度(du)則為(wei)每立方(fang)厘米(mi)有(you)2687億億個分(fen)子(zi)。太陽風(feng)(feng)(feng)(feng)雖(sui)然十分(fen)稀薄,但它(ta)刮起(qi)來的(de)(de)猛(meng)烈勁卻遠遠勝過(guo)地(di)球上(shang)的(de)(de)風(feng)(feng)(feng)(feng)。在地(di)球上(shang),12級臺風(feng)(feng)(feng)(feng)的(de)(de)風(feng)(feng)(feng)(feng)速是每秒32.5米(mi)以(yi)上(shang)而太陽風(feng)(feng)(feng)(feng)的(de)(de)風(feng)(feng)(feng)(feng)速,在地(di)球附近卻經常保持在每秒350~450千米(mi),是地(di)球風(feng)(feng)(feng)(feng)速的(de)(de)上(shang)萬(wan)倍(bei),最猛(meng)烈時可達(da)每秒800千米(mi)以(yi)上(shang)。
太(tai)(tai)陽(yang)風(feng)從(cong)太(tai)(tai)陽(yang)大(da)(da)(da)氣最外(wai)層(ceng)的日冕,向空間持續(xu)拋(pao)射(she)(she)出(chu)來的物(wu)質粒(li)(li)子(zi)流。這種(zhong)粒(li)(li)子(zi)流是(shi)從(cong)冕洞(dong)中(zhong)噴射(she)(she)出(chu)來的,其主要成分是(shi)氫粒(li)(li)子(zi)和氦粒(li)(li)子(zi)。太(tai)(tai)陽(yang)風(feng)有兩種(zhong):一種(zhong)持續(xu)不斷(duan)地(di)輻射(she)(she)出(chu)來,速(su)度較小(xiao),粒(li)(li)子(zi)含量也較少,被(bei)(bei)稱(cheng)為“持續(xu)太(tai)(tai)陽(yang)風(feng)”;另一種(zhong)是(shi)在太(tai)(tai)陽(yang)活(huo)動(dong)時輻射(she)(she)出(chu)來,速(su)度較大(da)(da)(da),粒(li)(li)子(zi)含量也較多,這種(zhong)太(tai)(tai)陽(yang)風(feng)被(bei)(bei)稱(cheng)為“擾(rao)(rao)動(dong)太(tai)(tai)陽(yang)風(feng)”。擾(rao)(rao)動(dong)太(tai)(tai)陽(yang)風(feng)對地(di)球的影(ying)響(xiang)很大(da)(da)(da),當它(ta)抵達(da)地(di)球時,往(wang)往(wang)引起很大(da)(da)(da)的磁暴與強烈的極光,同時也產生電(dian)離層(ceng)騷擾(rao)(rao)。
冕(mian)(mian)洞的(de)分(fen)布區(qu)域(yu)可(ke)達太陽表(biao)面多(duo)數地區(qu),尤其是在太陽的(de)兩極地區(qu),科學家已經發現冕(mian)(mian)洞內(nei)部存在磁(ci)場(chang)(chang)(chang)線(xian)的(de)閉合和開放,如果磁(ci)場(chang)(chang)(chang)線(xian)突然打開或(huo)者閉合,那么太陽表(biao)面就會出(chu)現較大(da)范圍的(de)冕(mian)(mian)洞覆(fu)蓋現象,其分(fen)布區(qu)域(yu)遠大(da)于(yu)兩極地區(qu),冕(mian)(mian)洞形成時可(ke)攜帶(dai)大(da)量的(de)炙熱(re)等(deng)離(li)子體,磁(ci)場(chang)(chang)(chang)線(xian)開放的(de)區(qu)域(yu)可(ke)以看到冕(mian)(mian)洞的(de)一些(xie)細(xi)節(jie)上變化,比如冕(mian)(mian)洞周圍出(chu)現類似浪花狀的(de)結(jie)構(gou)等(deng)。
事實上,冕洞分布在日冕物(wu)質中(zhong)密(mi)度較低的空(kong)間(jian),而(er)且(qie)溫(wen)度極高,可達到數百萬度。
太陽(yang)動力學天文臺目前正在(zai)監視(shi)太陽(yang)表面(mian)的異常(chang)變化,太陽(yang)正處于為期11年(nian)的活動周期高峰(feng)時段,未來我們還(huan)將看到強烈(lie)的太陽(yang)耀斑以(yi)及日冕物質拋射等現象。
這些太(tai)陽活動(dong)的(de)(de)背(bei)后都有磁場因素的(de)(de)介入,對太(tai)陽活動(dong)的(de)(de)判斷似乎(hu)較(jiao)為困難(nan)。科學家還發現如果冕洞發生的(de)(de)區域(yu)分布在(zai)太(tai)陽表面的(de)(de)高(gao)緯度(du)地(di)區,那么可形成速度(du)較(jiao)快的(de)(de)太(tai)陽風。
太(tai)陽(yang)(yang)上(shang)絕大多數的(de)(de)氫正逐漸燃燒(shao)轉(zhuan)變為氦,可(ke)以說(shuo)太(tai)陽(yang)(yang)正處于最穩定的(de)(de)主(zhu)序(xu)(xu)(xu)星階(jie)段。對(dui)太(tai)陽(yang)(yang)這樣質(zhi)量的(de)(de)恒(heng)星而(er)言,主(zhu)序(xu)(xu)(xu)星階(jie)段約可(ke)持續(xu)110億年。恒(heng)星由于放出光而(er)慢(man)慢(man)地在(zai)收縮(suo)(suo),而(er)在(zai)收縮(suo)(suo)過程中,中心(xin)部分的(de)(de)密度(du)就會增(zeng)加,壓力也會升(sheng)高(gao),使(shi)得氫會燃燒(shao)得更厲害,這樣一來溫度(du)就會升(sheng)高(gao),太(tai)陽(yang)(yang)的(de)(de)亮(liang)度(du)也會逐漸增(zeng)強。太(tai)陽(yang)(yang)自從45億年前進入主(zhu)序(xu)(xu)(xu)星階(jie)段到如今(jin),太(tai)陽(yang)(yang)光的(de)(de)亮(liang)度(du)增(zeng)強了30%,預計今(jin)后還會繼續(xu)增(zeng)強,使(shi)地球溫度(du)不斷升(sheng)高(gao)。
65億(yi)年后,當太(tai)陽(yang)的(de)(de)(de)主序星(xing)(xing)(xing)(xing)階(jie)(jie)段(duan)結束(shu)時,預計太(tai)陽(yang)光的(de)(de)(de)亮度(du)將是(shi)如今(jin)的(de)(de)(de)2.2倍,而(er)地球(qiu)(qiu)(qiu)的(de)(de)(de)平均溫度(du)要比如今(jin)高60℃左右(you)。屆時就算地球(qiu)(qiu)(qiu)上仍有(you)海(hai)水,恐怕也(ye)快被蒸發光了。若僅從平均溫度(du)來看,火星(xing)(xing)(xing)(xing)反(fan)而(er)會(hui)(hui)(hui)是(shi)最(zui)適宜人類居住的(de)(de)(de)星(xing)(xing)(xing)(xing)球(qiu)(qiu)(qiu)。在(zai)主序星(xing)(xing)(xing)(xing)階(jie)(jie)段(duan),因(yin)恒星(xing)(xing)(xing)(xing)自身引(yin)力(li)(li)(li)而(er)造成(cheng)收縮的(de)(de)(de)這(zhe)股向(xiang)內的(de)(de)(de)力(li)(li)(li)和因(yin)燃(ran)燒(shao)而(er)引(yin)起的(de)(de)(de)向(xiang)外的(de)(de)(de)力(li)(li)(li)會(hui)(hui)(hui)互(hu)相牽制而(er)達到平衡。但在(zai)65億(yi)年后,太(tai)陽(yang)中心部(bu)分(fen)(fen)(fen)的(de)(de)(de)氫(qing)(qing)會(hui)(hui)(hui)燃(ran)盡,最(zui)后只剩(sheng)下其周圍(wei)的(de)(de)(de)球(qiu)(qiu)(qiu)殼(ke)狀部(bu)分(fen)(fen)(fen)有(you)氫(qing)(qing)燃(ran)燒(shao)。在(zai)球(qiu)(qiu)(qiu)殼(ke)內不再燃(ran)燒(shao)的(de)(de)(de)區域(yu),由于抵消引(yin)力(li)(li)(li)的(de)(de)(de)向(xiang)外的(de)(de)(de)力(li)(li)(li)減(jian)弱而(er)開始(shi)急(ji)速(su)收縮,此時太(tai)陽(yang)會(hui)(hui)(hui)越(yue)來越(yue)亮,球(qiu)(qiu)(qiu)殼(ke)外側部(bu)分(fen)(fen)(fen)因(yin)受到影響(xiang)而(er)導致溫度(du)升高并(bing)開始(shi)膨(peng)(peng)脹,這(zhe)便(bian)是(shi)另一(yi)個(ge)階(jie)(jie)段(duan)--紅巨星(xing)(xing)(xing)(xing)階(jie)(jie)段(duan)的(de)(de)(de)開始(shi)。紅巨星(xing)(xing)(xing)(xing)階(jie)(jie)段(duan)會(hui)(hui)(hui)持續(xu)數億(yi)年,其間太(tai)陽(yang)的(de)(de)(de)亮度(du)會(hui)(hui)(hui)達到如今(jin)的(de)(de)(de)2000倍,木(mu)星(xing)(xing)(xing)(xing)和土星(xing)(xing)(xing)(xing)周圍(wei)的(de)(de)(de)溫度(du)也(ye)會(hui)(hui)(hui)升高,木(mu)星(xing)(xing)(xing)(xing)的(de)(de)(de)冰衛星(xing)(xing)(xing)(xing)以及作為(wei)土星(xing)(xing)(xing)(xing)特(te)征(zheng)的(de)(de)(de)環都會(hui)(hui)(hui)被蒸發得無影無蹤,最(zui)后,太(tai)陽(yang)的(de)(de)(de)外層部(bu)分(fen)(fen)(fen)甚至會(hui)(hui)(hui)膨(peng)(peng)脹到如今(jin)的(de)(de)(de)地球(qiu)(qiu)(qiu)軌道附近。
另(ling)一方(fang)面,從(cong)外(wai)(wai)層(ceng)(ceng)部分會(hui)不斷放出氣體,最(zui)終太(tai)陽(yang)(yang)(yang)的(de)(de)質量(liang)會(hui)減至(zhi)主序星(xing)(xing)階(jie)段的(de)(de)60%。因(yin)太(tai)陽(yang)(yang)(yang)引力減弱之(zhi)故(gu),行星(xing)(xing)開始遠離太(tai)陽(yang)(yang)(yang)。當(dang)太(tai)陽(yang)(yang)(yang)質量(liang)減至(zhi)原(yuan)來的(de)(de)60%時,行星(xing)(xing)和太(tai)陽(yang)(yang)(yang)的(de)(de)距離要(yao)比(bi)現在(zai)擴大70%。這樣一來,雖然(ran)水星(xing)(xing)和金星(xing)(xing)被(bei)吞(tun)沒(mei)的(de)(de)可能(neng)性極大,但地球在(zai)太(tai)陽(yang)(yang)(yang)外(wai)(wai)層(ceng)(ceng)部分到達之(zhi)前應該會(hui)拉大距離而存活下來,火星(xing)(xing)和木(mu)星(xing)(xing)型行星(xing)(xing)(木(mu)星(xing)(xing),土(tu)星(xing)(xing),天王星(xing)(xing),海王星(xing)(xing))也會(hui)存活下來。
像太陽(yang)這般質量(liang)的(de)(de)(de)星(xing)(xing)球,在(zai)其密度(du)已(yi)變(bian)得(de)非常高(gao)的(de)(de)(de)中心部分只(zhi)會收縮(suo)到一(yi)定程(cheng)度(du),也就是溫度(du)只(zhi)會升高(gao)到某種(zhong)程(cheng)度(du),中心部分的(de)(de)(de)火會漸(jian)漸(jian)消(xiao)失。太陽(yang)逐(zhu)漸(jian)失去光芒,膨脹的(de)(de)(de)外層部分將(jiang)收縮(suo),冷卻成致密的(de)(de)(de)白矮星(xing)(xing)。通過紅巨星(xing)(xing)時代考驗而存留下來的(de)(de)(de)行星(xing)(xing)將(jiang)會繼續(xu)圍(wei)繞太陽(yang)運行,所有一(yi)切都將(jiang)被(bei)凍(dong)結(jie),最后(hou)太陽(yang)系迎接的(de)(de)(de)將(jiang)會是寂靜狀態的(de)(de)(de)結(jie)束。
若太陽(yang)這種恒(heng)星(xing)變為(wei)白矮星(xing),每秒自轉一周(zhou)。密度(du)至(zhi)少為(wei)1.41×1011kg/m3。
太陽受探測歷史
時(shi)間(年) 探測器名(ming)稱 國家 成(cheng)就
1960-1968 先驅者(zhe)5-9號 美國 繞太陽運(yun)行,研(yan)究(jiu)太陽風(feng)、耀斑
1974-1976 太陽神(shen)1-2號 美德(de)合作(zuo) 近距離(li)高速掠過太陽表面,測量太陽風與磁場
1980 太陽極大使(shi)者 美國 收集了耀斑(ban)、太陽黑(hei)子和日珥發(fa)出的X射(she)(she)線。伽馬射(she)(she)線、紫(zi)外輻射(she)(she)的資料。
1990 尤(you)利西(xi)斯 美歐合作 在太(tai)陽(yang)極區(qu)上方的太(tai)陽(yang)風以及太(tai)陽(yang)磁(ci)場
1991 陽(yang)光 日英(ying)美合作 測(ce)量(liang)了(le)太陽(yang)耀斑(ban)發(fa)出的(de)X射(she)(she)線和伽(jia)馬(ma)射(she)(she)線以(yi)及耀斑(ban)爆(bao)發(fa)前的(de)狀況(kuang)
1995 SOHO 美歐合(he)作 研(yan)究太陽內(nei)部結構和表面發(fa)生的(de)事件
1998 TRACE 美國(guo) 了解太陽磁(ci)場與(yu)日冕加(jia)熱之間的聯系
2006 STEREO 美國 全方位(wei)提供太陽爆發和太陽風(feng)的星系
2010 SDO 美國 預測太(tai)陽(yang)活動對地球的影響
2018 Parker Solar Probe 美國 探索(suo)太(tai)陽運(yun)行機制
2021 羲和號 中(zhong)國 2021年10月(yue)14日(ri)18時51分,中(zhong)國在太(tai)(tai)原衛(wei)星(xing)發(fa)射中(zhong)心(xin)采用長(chang)征(zheng)二(er)號丁(ding)運載(zai)火箭(jian),成(cheng)功發(fa)射首顆太(tai)(tai)陽探測(ce)(ce)科學技術試驗(yan)衛(wei)星(xing)“羲和號”,實(shi)現中(zhong)國太(tai)(tai)陽探測(ce)(ce)零(ling)的突破。
2021 風(feng)云三(san)號E星(xing) 中國 空(kong)間日(ri)冕探測
2022 空間新技術試驗衛星 中國 太陽過(guo)渡區的探測
2021年9月2日,中國“黎明星”風云三號(hao)E星(以下簡稱“E星”)發布首批高(gao)精度、多(duo)波段太陽圖(tu)像。在太陽極紫外(wai)動畫圖(tu)像上,太陽最外(wai)層大氣——日冕(mian)數天(tian)內的變化被精準捕捉,太陽活動區、冕(mian)洞等也清晰(xi)可見。
這段風云三號E星太陽(yang)極紫外圖(tu)像(xiang)做成的(de)(de)動(dong)畫展示了日(ri)冕2021年8月24日(ri)至(zhi)31日(ri)的(de)(de)變化,隨著太陽(yang)緩(huan)(huan)緩(huan)(huan)地自(zi)轉,太陽(yang)上的(de)(de)活動(dong)區、冕洞等(deng)特征也一一呈現在(zai)我們面(mian)前,宛若一幅壯美的(de)(de)畫卷。耀斑類似于地球上的(de)(de)閃電(dian)。
2022年(nian)3月,歐洲(zhou)航(hang)天局發布了一張太(tai)(tai)(tai)陽的(de)高分(fen)(fen)(fen)辨(bian)率(lv)圖(tu)像(xiang)(xiang),號稱有(you)史以來最高分(fen)(fen)(fen)辨(bian)率(lv)的(de)太(tai)(tai)(tai)陽圖(tu)像(xiang)(xiang),大小為56.26MB。這是太(tai)(tai)(tai)陽軌道(dao)飛行器(qi)在大約7500萬公里的(de)距離在極紫(zi)外(wai)光下(xia)看到的(de)太(tai)(tai)(tai)陽。該圖(tu)像(xiang)(xiang)是3月7日由極紫(zi)外(wai)成像(xiang)(xiang)儀(EUI)儀器(qi)的(de)高分(fen)(fen)(fen)辨(bian)率(lv)望遠鏡拍(pai)攝,將25張單幅圖(tu)像(xiang)(xiang)進行了拼接,每張圖(tu)像(xiang)(xiang)拍(pai)攝耗時10分(fen)(fen)(fen)鐘,總共花了4個(ge)多(duo)小時。
2022年8月30日,中(zhong)國首顆太(tai)陽(yang)(yang)探測科(ke)學技術(shu)試驗衛(wei)星“羲和號(hao)”在國際上首次(ci)實現了(le)對太(tai)陽(yang)(yang)Hα(氫(qing)阿爾法(fa))波(bo)段的(de)(de)光(guang)譜掃描成像,記錄(lu)了(le)太(tai)陽(yang)(yang)活動在光(guang)球(qiu)(qiu)(qiu)層和色球(qiu)(qiu)(qiu)層的(de)(de)響應過(guo)程,通過(guo)一次(ci)掃描,可獲取376個波(bo)長位置的(de)(de)太(tai)陽(yang)(yang)圖(tu)像,不同波(bo)長對應了(le)光(guang)球(qiu)(qiu)(qiu)和色球(qiu)(qiu)(qiu)不同層次(ci)的(de)(de)太(tai)陽(yang)(yang)大(da)氣(qi)。根據這些譜線的(de)(de)精細結(jie)構(gou),可反演出高精度的(de)(de)全(quan)日面色球(qiu)(qiu)(qiu)和光(guang)球(qiu)(qiu)(qiu)多普勒速度場,發(fa)生在太(tai)陽(yang)(yang)大(da)氣(qi)中(zhong)的(de)(de)活動可被(bei)詳細記錄(lu)到,進(jin)而研究太(tai)陽(yang)(yang)活動的(de)(de)物理(li)過(guo)程。