太(tai)(tai)(tai)陽(Sun)是太(tai)(tai)(tai)陽系(xi)的(de)(de)中(zhong)心天體(ti),占有太(tai)(tai)(tai)陽系(xi)總體(ti)質量(liang)的(de)(de)99.86%。太(tai)(tai)(tai)陽系(xi)中(zhong)的(de)(de)八大行星(xing)(xing)(xing)、小行星(xing)(xing)(xing)、流星(xing)(xing)(xing)、彗(hui)星(xing)(xing)(xing)、外海(hai)王星(xing)(xing)(xing)天體(ti)以及星(xing)(xing)(xing)際塵埃等,都圍繞著太(tai)(tai)(tai)陽公轉,而太(tai)(tai)(tai)陽則圍繞著銀河系(xi)的(de)(de)中(zhong)心公轉。
太(tai)(tai)陽(yang)是(shi)(shi)位于太(tai)(tai)陽(yang)系中心的(de)(de)恒星,它幾乎(hu)(hu)是(shi)(shi)熱等離子體(ti)(ti)與(yu)磁場交織(zhi)著的(de)(de)一個理想球(qiu)體(ti)(ti)。太(tai)(tai)陽(yang)直徑大(da)約(yue)是(shi)(shi)1392000(1.392×10?)千(qian)米,相當于地球(qiu)直徑的(de)(de)109倍(bei)(bei);體(ti)(ti)積大(da)約(yue)是(shi)(shi)地球(qiu)的(de)(de)130萬倍(bei)(bei);其(qi)質(zhi)(zhi)量大(da)約(yue)是(shi)(shi)2×103?千(qian)克(地球(qiu)的(de)(de)330000倍(bei)(bei))。從化學(xue)組成來(lai)看,現(xian)在太(tai)(tai)陽(yang)質(zhi)(zhi)量的(de)(de)大(da)約(yue)四分(fen)之三是(shi)(shi)氫(qing),剩(sheng)下的(de)(de)幾乎(hu)(hu)都是(shi)(shi)氦,包(bao)括氧(yang)、碳、氖、鐵和其(qi)他的(de)(de)重(zhong)元素質(zhi)(zhi)量少于2%,采用核聚變(bian)的(de)(de)方式向太(tai)(tai)空釋放光和熱。
太陽目前正在穿越銀河系(xi)內部邊(bian)緣獵戶(hu)臂的(de)本地(di)泡區中的(de)本星(xing)(xing)際云。在距(ju)(ju)離(li)地(di)球17光(guang)年的(de)距(ju)(ju)離(li)內有50顆最鄰(lin)近的(de)恒(heng)星(xing)(xing)系(xi)(與太陽距(ju)(ju)離(li)最近的(de)恒(heng)星(xing)(xing)是稱作比鄰(lin)星(xing)(xing)的(de)紅矮星(xing)(xing),大約(yue)4.2光(guang)年)。
太(tai)(tai)(tai)陽(yang)是一(yi)顆黃(huang)矮星(xing)(光譜為(wei)G2V),黃(huang)矮星(xing)的(de)壽命大致為(wei)100億(yi)年(nian),目前太(tai)(tai)(tai)陽(yang)大約(yue)45.7億(yi)歲(sui)。在大約(yue)50至60億(yi)年(nian)之后(hou),太(tai)(tai)(tai)陽(yang)內(nei)部(bu)的(de)氫元(yuan)素(su)(su)幾(ji)乎會(hui)全(quan)部(bu)消耗盡,太(tai)(tai)(tai)陽(yang)的(de)核心將發生(sheng)坍縮(suo),導致溫度(du)上升(sheng),這一(yi)過程將一(yi)直持續到(dao)太(tai)(tai)(tai)陽(yang)開(kai)始把氦元(yuan)素(su)(su)聚變成碳(tan)元(yuan)素(su)(su)。雖(sui)然氦聚變產(chan)生(sheng)的(de)能量(liang)比氫聚變產(chan)生(sheng)的(de)能量(liang)少,但(dan)溫度(du)也更高,因此太(tai)(tai)(tai)陽(yang)的(de)外(wai)層(ceng)將膨脹,并(bing)且把一(yi)部(bu)分(fen)外(wai)層(ceng)大氣釋放到(dao)太(tai)(tai)(tai)空中。當轉向新元(yuan)素(su)(su)的(de)過程結束時,太(tai)(tai)(tai)陽(yang)的(de)質(zhi)量(liang)將稍(shao)微下降,外(wai)層(ceng)將延(yan)伸到(dao)地球或者火星(xing)目前運行的(de)軌道處(這時由于太(tai)(tai)(tai)陽(yang)質(zhi)量(liang)的(de)下降,這兩顆行星(xing)將會(hui)離太(tai)(tai)(tai)陽(yang)更遠)。
太(tai)(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)是(shi)在(zai)大(da)約45.7億年(nian)(nian)(nian)前(qian)在(zai)一個坍縮的(de)(de)(de)氫分子(zi)云內(nei)形成(cheng)(cheng)。太(tai)(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)形成(cheng)(cheng)的(de)(de)(de)時間以兩種方(fang)法測量:太(tai)(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)目(mu)前(qian)在(zai)主(zhu)(zhu)序帶上的(de)(de)(de)年(nian)(nian)(nian)齡(ling),使用恒星(xing)演(yan)化(hua)和太(tai)(tai)(tai)(tai)初核(he)(he)合成(cheng)(cheng)的(de)(de)(de)電腦模型確認,大(da)約就是(shi)45.7億年(nian)(nian)(nian)。這與放射性定年(nian)(nian)(nian)法得到的(de)(de)(de)太(tai)(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)最(zui)古老的(de)(de)(de)物(wu)質(zhi)是(shi)45.67億年(nian)(nian)(nian)非常(chang)的(de)(de)(de)吻合。太(tai)(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)在(zai)其主(zhu)(zhu)序的(de)(de)(de)演(yan)化(hua)階段已經到了(le)中年(nian)(nian)(nian)期,在(zai)這個階段的(de)(de)(de)核(he)(he)聚(ju)變(bian)是(shi)在(zai)核(he)(he)心將氫聚(ju)變(bian)成(cheng)(cheng)氦。每秒中有(you)超(chao)過400萬噸的(de)(de)(de)物(wu)質(zhi)在(zai)太(tai)(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)的(de)(de)(de)核(he)(he)心轉化(hua)成(cheng)(cheng)能量,產生中微子(zi)和太(tai)(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)輻射。以這個速率,到目(mu)前(qian)為(wei)(wei)止,太(tai)(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)大(da)約轉化(hua)了(le)100個地(di)球質(zhi)量的(de)(de)(de)物(wu)質(zhi)成(cheng)(cheng)為(wei)(wei)能量,太(tai)(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)在(zai)主(zhu)(zhu)序帶上耗費的(de)(de)(de)時間總共大(da)約為(wei)(wei)100億年(nian)(nian)(nian)。
太(tai)陽(yang)(yang)沒有足夠的(de)質量(liang)爆發成(cheng)為(wei)超新星(xing)(xing),替代的(de)是(shi),在約(yue)50億年后它將(jiang)(jiang)(jiang)進(jin)入紅巨星(xing)(xing)的(de)階段(duan),氦(hai)核(he)(he)心(xin)(xin)為(wei)抵抗引力而(er)收縮,同時(shi)變(bian)(bian)熱(re)(re);緊(jin)挨核(he)(he)心(xin)(xin)的(de)氫包層因溫度上升而(er)加(jia)速聚(ju)變(bian)(bian),結果產生(sheng)的(de)熱(re)(re)量(liang)持續增加(jia),傳(chuan)導到(dao)外(wai)層,使(shi)其(qi)向外(wai)膨(peng)脹。當核(he)(he)心(xin)(xin)的(de)溫度達到(dao)1億K時(shi),氦(hai)聚(ju)變(bian)(bian)將(jiang)(jiang)(jiang)開始(shi)進(jin)行并(bing)燃燒生(sheng)成(cheng)碳。由于此(ci)時(shi)的(de)氦(hai)核(he)(he)心(xin)(xin)已經(jing)相(xiang)當于一個小型(xing)“白矮星(xing)(xing)”(電子簡并(bing)態),熱(re)(re)失控的(de)氦(hai)聚(ju)變(bian)(bian)將(jiang)(jiang)(jiang)導致氦(hai)閃,釋放(fang)的(de)巨大(da)能量(liang)使(shi)太(tai)陽(yang)(yang)核(he)(he)心(xin)(xin)大(da)幅度膨(peng)脹,解除(chu)了(le)電子簡并(bing)態,然后核(he)(he)心(xin)(xin)剩(sheng)余的(de)氦(hai)進(jin)行穩定的(de)聚(ju)變(bian)(bian)。從外(wai)部看,太(tai)陽(yang)(yang)將(jiang)(jiang)(jiang)如(ru)新星(xing)(xing)般突然增亮5~10個星(xing)(xing)等(相(xiang)比于此(ci)前的(de)“紅巨星(xing)(xing)”階段(duan)),接著體(ti)積大(da)幅度縮小,變(bian)(bian)得比原先的(de)紅巨星(xing)(xing)暗淡得多(但仍將(jiang)(jiang)(jiang)比現在的(de)太(tai)陽(yang)(yang)亮),直到(dao)核(he)(he)心(xin)(xin)的(de)碳逐步(bu)累積,再次進(jin)入核(he)(he)心(xin)(xin)收縮、外(wai)層膨(peng)脹階段(duan)。這(zhe)就是(shi)漸近巨星(xing)(xing)分支(zhi)階段(duan)。
地(di)(di)(di)球(qiu)的(de)(de)(de)命運是(shi)不確定的(de)(de)(de),當太(tai)(tai)陽成為(wei)(wei)紅(hong)巨(ju)(ju)星(xing)(xing)時(shi),其半(ban)徑大(da)約會(hui)是(shi)現(xian)在的(de)(de)(de)200倍,表面可能(neng)將膨脹至地(di)(di)(di)球(qiu)現(xian)在的(de)(de)(de)軌(gui)道——1AU(1.5×1011m)。然而,當太(tai)(tai)陽成為(wei)(wei)漸近巨(ju)(ju)星(xing)(xing)分(fen)支的(de)(de)(de)恒星(xing)(xing)時(shi),由于恒星(xing)(xing)風的(de)(de)(de)作用(yong)(yong),它大(da)約已經流(liu)失30%的(de)(de)(de)質(zhi)量,所以地(di)(di)(di)球(qiu)的(de)(de)(de)軌(gui)道會(hui)向(xiang)外移動(dong)。如果只是(shi)這(zhe)樣(yang),地(di)(di)(di)球(qiu)或(huo)許可以幸免(mian),但新(xin)的(de)(de)(de)研(yan)究認為(wei)(wei)地(di)(di)(di)球(qiu)可能(neng)會(hui)因為(wei)(wei)潮汐的(de)(de)(de)相互作用(yong)(yong)而被太(tai)(tai)陽吞噬(shi)掉。但即使地(di)(di)(di)球(qiu)能(neng)逃脫被太(tai)(tai)陽焚(fen)毀的(de)(de)(de)命運,地(di)(di)(di)球(qiu)上(shang)的(de)(de)(de)水仍然都(dou)會(hui)沸騰(teng),大(da)部分(fen)的(de)(de)(de)氣體都(dou)會(hui)逃逸(yi)入(ru)太(tai)(tai)空。
即使(shi)太陽(yang)仍(reng)在(zai)主序帶的(de)(de)現階段,太陽(yang)的(de)(de)光(guang)度(du)仍(reng)然在(zai)緩慢的(de)(de)增加(jia)(每10億年約增加(jia)10%),表(biao)面的(de)(de)溫(wen)度(du)也緩緩的(de)(de)提(ti)升。太陽(yang)過(guo)去的(de)(de)光(guang)度(du)比(bi)較暗淡,這可能是生命在(zai)10億年前才出現在(zai)陸地(di)上的(de)(de)原因。太陽(yang)的(de)(de)溫(wen)度(du)若依照這樣的(de)(de)速率(lv)增加(jia),在(zai)未來的(de)(de)10億年,地(di)球可能會變得太熱,使(shi)水不再能以液態存在(zai)于(yu)地(di)球表(biao)面,而使(shi)地(di)球上所有的(de)(de)生物(wu)趨于(yu)滅絕。
繼紅巨星(xing)階(jie)段(duan)之后(hou),激烈的(de)熱脈動(dong)將導致太陽(yang)外層(ceng)的(de)氣體逃逸,形成行星(xing)狀星(xing)云。在外層(ceng)被剝離(li)后(hou),唯一留存(cun)下來(lai)的(de)就是恒星(xing)炙熱的(de)核心——白矮星(xing),并在數十億年(nian)中逐漸冷卻和黯淡。這是低質量與中質量恒星(xing)演化的(de)典型。
太陽(yang)是一個巨大(da)而(er)熾(chi)熱(re)的(de)(de)氣體星球。知道了日地(di)距離,再從地(di)球上測(ce)得(de)太陽(yang)圓面(mian)的(de)(de)視(shi)角直(zhi)徑,從簡(jian)單的(de)(de)三角關系就可以求出太陽(yang)的(de)(de)半徑為69.6萬千米(mi),是地(di)球半徑的(de)(de)109倍(bei)(bei)。由此可以算出太陽(yang)的(de)(de)體積(ji)為地(di)球的(de)(de)130萬倍(bei)(bei)。
天文學家根據開普(pu)勒(le)行星運動的(de)第三(san)定(ding)律(lv),利用地(di)球(qiu)(qiu)的(de)質(zhi)量(liang)(liang)和它環(huan)繞太(tai)陽運轉的(de)軌道半徑及周期,還可以推(tui)算(suan)出(chu)太(tai)陽的(de)質(zhi)量(liang)(liang)為1.989×103?千克,這個質(zhi)量(liang)(liang)是地(di)球(qiu)(qiu)的(de)33萬(wan)倍。并且集中(zhong)(zhong)了(le)太(tai)陽系99.86%的(de)質(zhi)量(liang)(liang)。但是,即使這樣(yang)一個龐然大(da)物,在(zai)茫(mang)(mang)茫(mang)(mang)宇宙之中(zhong)(zhong),卻也不過只是一顆質(zhi)量(liang)(liang)中(zhong)(zhong)等的(de)普(pu)通恒星而已(yi)。
由太陽(yang)(yang)的體(ti)積和質量,可(ke)以計算出太陽(yang)(yang)平均(jun)密度為(wei)1.409克/厘米(mi)3,約為(wei)地球(qiu)平均(jun)密度的0.26倍(bei)。太陽(yang)(yang)表(biao)(biao)面(mian)的重(zhong)力加速(su)度等于273.9810米(mi)/秒(miao)2,約為(wei)地球(qiu)表(biao)(biao)面(mian)重(zhong)力加速(su)度的28倍(bei),如果(guo)一個(ge)人站在太陽(yang)(yang)表(biao)(biao)面(mian),那么他的體(ti)重(zhong)將會(hui)是在地球(qiu)上的20倍(bei)。太陽(yang)(yang)表(biao)(biao)面(mian)的逃逸速(su)度約617.7公(gong)里/秒(miao),任何一個(ge)中性粒子的速(su)度必須大于這(zhe)個(ge)值(zhi),才能脫離太陽(yang)(yang)的吸引力而(er)跑到宇(yu)宙空間中去。
太(tai)陽(yang)(yang)(yang)只是宇宙(zhou)中一顆十分普通的(de)(de)(de)(de)恒星,但它卻是太(tai)陽(yang)(yang)(yang)系的(de)(de)(de)(de)中心天體(ti)。太(tai)陽(yang)(yang)(yang)系中,包(bao)含我(wo)們的(de)(de)(de)(de)地球在(zai)內(nei)的(de)(de)(de)(de)八大行星、一些矮行星、彗星和其它無數(shu)的(de)(de)(de)(de)太(tai)陽(yang)(yang)(yang)系小天體(ti),都在(zai)太(tai)陽(yang)(yang)(yang)的(de)(de)(de)(de)強大引(yin)力(li)作用下環(huan)繞太(tai)陽(yang)(yang)(yang)運(yun)行。太(tai)陽(yang)(yang)(yang)系的(de)(de)(de)(de)疆域(yu)龐大,僅(jin)以冥王星為(wei)例,其運(yun)行軌道距(ju)離太(tai)陽(yang)(yang)(yang)就將近40個天文單位,也就是60億千米之遙遠,而實際上太(tai)陽(yang)(yang)(yang)系的(de)(de)(de)(de)范圍還(huan)要數(shu)十倍于此。
但是這(zhe)樣一個龐(pang)大(da)(da)的太陽系家族(zu),在(zai)銀河(he)系中(zhong)卻(que)僅僅只是十分普通的滄海(hai)一粟。銀河(he)系擁有(you)至(zhi)少1000億顆以(yi)上(shang)的恒星(xing),直徑約(yue)(yue)10萬光年(nian)。太陽位于(yu)(yu)銀道(dao)面(mian)(mian)之北(bei)的獵戶座旋(xuan)臂上(shang),距離銀河(he)系中(zhong)心約(yue)(yue)30000光年(nian),在(zai)銀道(dao)面(mian)(mian)以(yi)北(bei)約(yue)(yue)26光年(nian),它(ta)一方面(mian)(mian)繞著銀心以(yi)每(mei)秒250公里(li)的速度旋(xuan)轉,周(zhou)期大(da)(da)概是2.5億年(nian),另一方面(mian)(mian)又相對于(yu)(yu)周(zhou)圍恒星(xing)以(yi)每(mei)秒19.7公里(li)的速度朝(chao)著織(zhi)女(nv)星(xing)附近方向運動。太陽也在(zai)自轉,其周(zhou)期在(zai)日面(mian)(mian)赤道(dao)帶約(yue)(yue)25天;兩極區約(yue)(yue)為35天。
太(tai)陽(yang)(yang)正在(zai)(zai)穿越銀(yin)河系內(nei)部邊緣獵戶(hu)臂的(de)本地泡(pao)區中的(de)本星(xing)(xing)際云。在(zai)(zai)距(ju)(ju)離地球17光年(nian)的(de)距(ju)(ju)離內(nei)有50顆最鄰近的(de)恒星(xing)(xing)系(距(ju)(ju)離最近的(de)一顆恒星(xing)(xing)是紅(hong)矮(ai)星(xing)(xing),被稱為比鄰星(xing)(xing),距(ju)(ju)太(tai)陽(yang)(yang)大(da)約4.2光年(nian)),太(tai)陽(yang)(yang)的(de)質(zhi)量在(zai)(zai)這(zhe)些(xie)恒星(xing)(xing)中排(pai)在(zai)(zai)第(di)四。太(tai)陽(yang)(yang)在(zai)(zai)距(ju)(ju)離銀(yin)河中心24000至(zhi)26000光年(nian)的(de)距(ju)(ju)離上繞著銀(yin)河公(gong)轉,從(cong)銀(yin)河北極鳥(niao)瞰(kan),太(tai)陽(yang)(yang)沿順時針(zhen)軌道運行,大(da)約2億(yi)2500萬至(zhi)2億(yi)5000萬年(nian)繞行一周。由于銀(yin)河系在(zai)(zai)宇宙微波(bo)背(bei)景輻射(CMB)中以(yi)550公(gong)里(li)/秒的(de)速度(du)朝向長蛇(she)座(zuo)的(de)方向運動(dong),這(zhe)兩(liang)個速度(du)合成之后(hou),太(tai)陽(yang)(yang)相對(dui)于CMB的(de)速度(du)是370公(gong)里(li)/秒,朝向巨爵座(zuo)或獅子(zi)座(zuo)的(de)方向運動(dong)。
在南門二(比鄰星所在的(de)(de)三合星系統)的(de)(de)位(wei)置(zhi)觀看我們的(de)(de)太陽時,太陽則(ze)會(hui)成為(wei)仙后座(zuo)中(zhong)一顆視星等為(wei)0.5等的(de)(de)恒星。大(da)體來說(shuo),仙后座(zuo)的(de)(de)外形將(jiang)(jiang)會(hui)從//變成///,太陽將(jiang)(jiang)會(hui)位(wei)在仙后座(zuo)ε星的(de)(de)尾端。
太陽繞(rao)(rao)銀河(he)系(xi)中(zhong)心公(gong)(gong)(gong)(gong)轉,繞(rao)(rao)銀河(he)系(xi)中(zhong)心公(gong)(gong)(gong)(gong)轉周(zhou)期約2.5×10?年(nian)。銀河(he)系(xi)中(zhong)心可能有巨大(da)黑(hei)洞,但它周(zhou)圍布滿了恒(heng)星,所以看上去象“銀盤(pan)”。這些(xie)恒(heng)星都繞(rao)(rao)“銀核”公(gong)(gong)(gong)(gong)轉。與(yu)地球公(gong)(gong)(gong)(gong)轉不同(tong),這些(xie)恒(heng)星公(gong)(gong)(gong)(gong)轉每繞(rao)(rao)一周(zhou)離“銀核”會更近。
太陽(yang)和(he)其它天體一樣,也在(zai)圍繞自(zi)己的軸心自(zi)西向(xiang)東自(zi)轉,但(dan)觀測(ce)和(he)研究表明,太陽(yang)表面不(bu)同的緯度處,自(zi)轉速(su)度不(bu)一樣。在(zai)赤道處,太陽(yang)自(zi)轉一周需要25.4天,而在(zai)緯度40處需要27.2天,到(dao)了(le)兩極(ji)地區,自(zi)轉一周則需要35天左右。這(zhe)種自(zi)轉方(fang)式被(bei)稱為“較差自(zi)轉”。
根(gen)據(ju)太(tai)(tai)(tai)陽(yang)活動的(de)(de)(de)相對強(qiang)弱(ruo),太(tai)(tai)(tai)陽(yang)可分為(wei)寧靜(jing)(jing)太(tai)(tai)(tai)陽(yang)和活動太(tai)(tai)(tai)陽(yang)兩大類。寧靜(jing)(jing)太(tai)(tai)(tai)陽(yang)是(shi)一個理論上假定(ding)(ding)寧靜(jing)(jing)的(de)(de)(de)球(qiu)(qiu)對稱(cheng)熱氣體球(qiu)(qiu),其性質只隨半徑而變,而且在(zai)任一球(qiu)(qiu)層(ceng)(ceng)中都是(shi)均勻的(de)(de)(de),其目的(de)(de)(de)在(zai)于研(yan)究太(tai)(tai)(tai)陽(yang)的(de)(de)(de)總體結構和一般性質。在(zai)這種假定(ding)(ding)下,按照(zhao)由(you)里往外的(de)(de)(de)順序(xu),太(tai)(tai)(tai)陽(yang)是(shi)由(you)核心(xin)、輻(fu)射區、對流層(ceng)(ceng)、光(guang)球(qiu)(qiu)層(ceng)(ceng)、色球(qiu)(qiu)層(ceng)(ceng)、日(ri)冕層(ceng)(ceng)構成(cheng)。光(guang)球(qiu)(qiu)層(ceng)(ceng)之(zhi)(zhi)下稱(cheng)為(wei)太(tai)(tai)(tai)陽(yang)內部;光(guang)球(qiu)(qiu)層(ceng)(ceng)之(zhi)(zhi)上稱(cheng)為(wei)太(tai)(tai)(tai)陽(yang)大氣。
太(tai)(tai)陽(yang)圈電流片延伸(shen)到(dao)太(tai)(tai)陽(yang)系外,結果是(shi)來自太(tai)(tai)陽(yang)的旋轉磁場影響(xiang)到(dao)星際物(wu)質中的等(deng)離子體。
太(tai)陽(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)是磁力活躍的(de)(de)恒星,它支(zhi)撐(cheng)一(yi)個(ge)強大(da)、年(nian)復一(yi)年(nian)在(zai)(zai)(zai)(zai)變化的(de)(de)磁場(chang)(chang),并且(qie)大(da)約每11年(nian)環繞著(zhu)(zhu)太(tai)陽(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)極(ji)大(da)期反轉(zhuan)它的(de)(de)方向太(tai)陽(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)磁場(chang)(chang)會導致很多影響,稱為(wei)太(tai)陽(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)活動(dong),包(bao)括在(zai)(zai)(zai)(zai)太(tai)陽(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)表面(mian)的(de)(de)太(tai)陽(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)黑子、太(tai)陽(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)耀斑、和(he)(he)攜(xie)帶著(zhu)(zhu)物質穿越太(tai)陽(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)系(xi)(xi)且(qie)不(bu)斷變化的(de)(de)太(tai)陽(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)風。太(tai)陽(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)活動(dong)對地球的(de)(de)影響包(bao)括在(zai)(zai)(zai)(zai)高緯度(du)(du)的(de)(de)極(ji)光,和(he)(he)擾(rao)亂無線(xian)(xian)電(dian)通訊和(he)(he)電(dian)力。太(tai)陽(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)活動(dong)被認為(wei)在(zai)(zai)(zai)(zai)太(tai)陽(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)系(xi)(xi)的(de)(de)形成(cheng)和(he)(he)演化扮演了(le)很重要的(de)(de)角色,太(tai)陽(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)因為(wei)高溫的(de)(de)緣故,所有的(de)(de)物質都是氣(qi)體和(he)(he)等離子體,這(zhe)使(shi)得太(tai)陽(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)的(de)(de)轉(zhuan)速可能在(zai)(zai)(zai)(zai)赤(chi)道(dao)(大(da)約25天)較快,而不(bu)是高緯度(du)(du)(在(zai)(zai)(zai)(zai)兩極(ji)約為(wei)35天)太(tai)陽(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)因緯度(du)(du)不(bu)同的(de)(de)較差自轉(zhuan)造(zao)成(cheng)它的(de)(de)磁場(chang)(chang)線(xian)(xian)隨著(zhu)(zhu)時間而糾(jiu)纏(chan)(chan)在(zai)(zai)(zai)(zai)一(yi)起,造(zao)成(cheng)磁場(chang)(chang)圈從太(tai)陽(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)表面(mian)噴發出(chu)來,并觸發太(tai)陽(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)形成(cheng)系(xi)(xi)距性的(de)(de)太(tai)陽(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)黑子和(he)(he)日珥(參見磁重聯)。隨著(zhu)(zhu)太(tai)陽(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)每11年(nian)反轉(zhuan)它本身的(de)(de)磁場(chang)(chang),這(zhe)種糾(jiu)纏(chan)(chan)創(chuang)造(zao)了(le)太(tai)陽(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)發電(dian)機和(he)(he)11年(nian)的(de)(de)太(tai)陽(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)磁場(chang)(chang)活動(dong)太(tai)陽(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)周期。
太(tai)(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)磁(ci)(ci)(ci)(ci)場朝太(tai)(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)本(ben)體(ti)外更遠(yuan)(yuan)處延伸(shen),磁(ci)(ci)(ci)(ci)化(hua)的(de)(de)(de)(de)太(tai)(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)風等(deng)離(li)(li)(li)子體(ti)攜帶著(zhu)太(tai)(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)的(de)(de)(de)(de)磁(ci)(ci)(ci)(ci)場進入太(tai)(tai)(tai)(tai)空,形成(cheng)所(suo)謂的(de)(de)(de)(de)行星(xing)際(ji)磁(ci)(ci)(ci)(ci)場由(you)于等(deng)離(li)(li)(li)子體(ti)只(zhi)(zhi)能沿(yan)著(zhu)磁(ci)(ci)(ci)(ci)場線(xian)移動,離(li)(li)(li)開(kai)太(tai)(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)的(de)(de)(de)(de)行星(xing)際(ji)磁(ci)(ci)(ci)(ci)場起初是(shi)(shi)沿(yan)著(zhu)徑向(xiang)伸(shen)展的(de)(de)(de)(de)。因(yin)位(wei)在(zai)(zai)太(tai)(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)赤道上方和下方離(li)(li)(li)開(kai)太(tai)(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)的(de)(de)(de)(de)磁(ci)(ci)(ci)(ci)場具有不同的(de)(de)(de)(de)極性(xing),因(yin)此在(zai)(zai)太(tai)(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)的(de)(de)(de)(de)赤道平面存在(zai)(zai)著(zhu)一層(ceng)薄薄的(de)(de)(de)(de)電流層(ceng),稱(cheng)為(wei)太(tai)(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)圈電流片。太(tai)(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)的(de)(de)(de)(de)自轉(zhuan)(zhuan)使得遠(yuan)(yuan)距離(li)(li)(li)的(de)(de)(de)(de)磁(ci)(ci)(ci)(ci)場和電流片旋轉(zhuan)(zhuan)成(cheng)像是(shi)(shi)阿基米德(de)螺旋結構,稱(cheng)為(wei)派克螺旋。行星(xing)際(ji)磁(ci)(ci)(ci)(ci)場的(de)(de)(de)(de)強(qiang)度(du)遠(yuan)(yuan)比(bi)太(tai)(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)的(de)(de)(de)(de)偶(ou)極性(xing)磁(ci)(ci)(ci)(ci)場強(qiang)大。太(tai)(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)50-400μT的(de)(de)(de)(de)磁(ci)(ci)(ci)(ci)偶(ou)極(在(zai)(zai)光球(qiu))隨著(zhu)距離(li)(li)(li)的(de)(de)(de)(de)三次方衰減,在(zai)(zai)地球(qiu)的(de)(de)(de)(de)距離(li)(li)(li)上只(zhi)(zhi)有0.1nT。然而依(yi)據(ju)太(tai)(tai)(tai)(tai)空船的(de)(de)(de)(de)觀測,在(zai)(zai)地球(qiu)附近(jin)的(de)(de)(de)(de)行星(xing)際(ji)磁(ci)(ci)(ci)(ci)場是(shi)(shi)這個數值的(de)(de)(de)(de)100倍,大約是(shi)(shi)5nT。
從中心到(dao)0.25太(tai)(tai)(tai)陽半徑是太(tai)(tai)(tai)陽發射(she)巨大能量(liang)的(de)(de)(de)真正源頭,也稱為核(he)(he)反應(ying)區。在這里,太(tai)(tai)(tai)陽核(he)(he)心處溫度高達(da)1500萬度,壓力相當于3000億(yi)個大氣壓,隨時都在進行著四個氫(qing)核(he)(he)聚(ju)變成一個氦(hai)核(he)(he)的(de)(de)(de)熱核(he)(he)反應(ying)。根據原(yuan)子(zi)核(he)(he)物理學和愛(ai)因斯(si)坦的(de)(de)(de)質能轉換(huan)關系式E=mc2,每秒鐘有質量(liang)為6億(yi)噸的(de)(de)(de)氫(qing)經過熱核(he)(he)聚(ju)變反應(ying)為5.96億(yi)噸的(de)(de)(de)氦(hai),并釋放出(chu)相當于400萬噸氫(qing)的(de)(de)(de)能量(liang),正是這巨大的(de)(de)(de)能源帶給了我(wo)們光和熱,但這損失的(de)(de)(de)質量(liang)與(yu)太(tai)(tai)(tai)陽的(de)(de)(de)總質量(liang)相比,卻(que)是不值一提(ti)的(de)(de)(de)。根據對太(tai)(tai)(tai)陽內部氫(qing)含量(liang)的(de)(de)(de)估計,太(tai)(tai)(tai)陽至少(shao)還有50億(yi)年的(de)(de)(de)正常(chang)壽命(ming)。
0.25太(tai)陽(yang)(yang)半徑~0.86太(tai)陽(yang)(yang)半徑是(shi)太(tai)陽(yang)(yang)輻(fu)射(she)區,它包含了各種電磁輻(fu)射(she)和(he)粒子流。輻(fu)射(she)從內(nei)部向外(wai)部傳(chuan)遞過程是(shi)多(duo)次被物質(zhi)吸收(shou)而又再(zai)次發射(she)的(de)過程。從核反應區到(dao)太(tai)陽(yang)(yang)表(biao)面的(de)行(xing)程中,能量(liang)依次以X射(she)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)向外(wai)輻(fu)射(she)。太(tai)陽(yang)(yang)是(shi)一(yi)個取之(zhi)難盡,用之(zhi)不竭(jie)的(de)能量(liang)源泉。
對(dui)流(liu)層是輻射(she)區的外側(ce)區域,其厚度約有十(shi)幾萬千米,由于這里的溫度、壓力和密(mi)度梯度都很大,太陽氣體呈對(dui)流(liu)的不(bu)穩定狀態。使物質(zhi)的徑向(xiang)對(dui)流(liu)運動強烈,熱的物質(zhi)向(xiang)外運動,冷的物質(zhi)沉入內部(bu),太陽內部(bu)能量就是靠物質(zhi)的這種對(dui)流(liu),由內部(bu)向(xiang)外部(bu)傳輸(shu)。
太(tai)陽(yang)光球以上(shang)的(de)(de)(de)部分統稱(cheng)(cheng)為太(tai)陽(yang)大氣層(ceng),跨(kua)過(guo)整個(ge)電(dian)磁頻(pin)譜,從無線(xian)電(dian)、可(ke)(ke)見光到伽馬射線(xian),都(dou)可(ke)(ke)以觀(guan)察它(ta)們(men)分為5個(ge)主要的(de)(de)(de)部分:溫度(du)(du)極小區、色(se)球、過(guo)渡區、日冕、和太(tai)陽(yang)圈(quan),太(tai)陽(yang)圈(quan)可(ke)(ke)能是太(tai)陽(yang)大氣層(ceng)最稀薄的(de)(de)(de)外緣(yuan)并(bing)且(qie)(qie)延伸到冥(ming)王星(xing)軌道之外與星(xing)際物質交界,交界處(chu)稱(cheng)(cheng)為日鞘,并(bing)且(qie)(qie)在那兒(er)形(xing)成(cheng)剪切的(de)(de)(de)激波前緣(yuan)。色(se)球、過(guo)渡區和日冕的(de)(de)(de)溫度(du)(du)都(dou)比太(tai)陽(yang)表面高(gao),原(yuan)因還沒有(you)獲得證(zheng)實,但(dan)證(zheng)據指(zhi)向(xiang)阿爾文(wen)波可(ke)(ke)能攜帶了(le)足夠的(de)(de)(de)能量將日冕加(jia)熱。
對流層(ceng)上面的太陽大氣(qi)(qi),稱為太陽光(guang)(guang)球(qiu)。光(guang)(guang)球(qiu)是一層(ceng)不(bu)透明的氣(qi)(qi)體薄層(ceng),厚度約500千米(mi)。它確定了太陽非常清(qing)晰的邊界,幾(ji)乎所(suo)有的可見光(guang)(guang)都是從這一層(ceng)發射(she)出來(lai)的。
色(se)(se)球(qiu)(qiu)(qiu)位于光(guang)(guang)(guang)球(qiu)(qiu)(qiu)之上(shang)。厚度(du)約(yue)2000千米。太陽的(de)溫(wen)度(du)分布(bu)從核心(xin)向外直到(dao)光(guang)(guang)(guang)球(qiu)(qiu)(qiu)層(ceng),都是逐(zhu)漸下(xia)降(jiang)的(de),但到(dao)了(le)色(se)(se)球(qiu)(qiu)(qiu)層(ceng),卻又(you)反常上(shang)升,到(dao)色(se)(se)球(qiu)(qiu)(qiu)頂部(bu)時已(yi)達幾(ji)(ji)萬(wan)度(du)。由于色(se)(se)球(qiu)(qiu)(qiu)層(ceng)發出的(de)可見光(guang)(guang)(guang)總量不及光(guang)(guang)(guang)球(qiu)(qiu)(qiu)的(de)1%,因此人們平(ping)常看不到(dao)它。只有在發生日全(quan)食時,即食既之前幾(ji)(ji)秒種或者(zhe)生光(guang)(guang)(guang)以后(hou)幾(ji)(ji)秒鐘,當光(guang)(guang)(guang)球(qiu)(qiu)(qiu)所發射的(de)明亮光(guang)(guang)(guang)線被月(yue)影(ying)完全(quan)遮掩的(de)短暫時間內,在日面邊緣呈現出狹窄的(de)玫瑰紅色(se)(se)的(de)發光(guang)(guang)(guang)圈層(ceng),這(zhe)就是色(se)(se)球(qiu)(qiu)(qiu)層(ceng)。平(ping)時,科學(xue)家(jia)們要通過(guo)單色(se)(se)光(guang)(guang)(guang)(波長為6563埃)色(se)(se)球(qiu)(qiu)(qiu)望(wang)遠鏡才能觀測到(dao)太陽色(se)(se)球(qiu)(qiu)(qiu)層(ceng)。
日(ri)(ri)(ri)(ri)冕(mian)是(shi)太陽(yang)(yang)(yang)大(da)氣的(de)(de)最(zui)外層,由高溫(wen)、低密度(du)(du)的(de)(de)等離子體所組成(cheng)。亮(liang)(liang)度(du)(du)微弱,在(zai)(zai)白光(guang)(guang)中的(de)(de)總(zong)亮(liang)(liang)度(du)(du)比太陽(yang)(yang)(yang)圓面亮(liang)(liang)度(du)(du)的(de)(de)百(bai)分之一(yi)還低,約相當于滿月(yue)的(de)(de)亮(liang)(liang)度(du)(du),因此只有在(zai)(zai)日(ri)(ri)(ri)(ri)全(quan)食時(shi)才能(neng)展現(xian)其光(guang)(guang)彩,平(ping)時(shi)觀測則要使用專門(men)的(de)(de)日(ri)(ri)(ri)(ri)冕(mian)儀。日(ri)(ri)(ri)(ri)冕(mian)的(de)(de)溫(wen)度(du)(du)高達百(bai)萬(wan)度(du)(du),其大(da)小和形狀(zhuang)與太陽(yang)(yang)(yang)活(huo)(huo)動有關,在(zai)(zai)太陽(yang)(yang)(yang)活(huo)(huo)動極大(da)年時(shi),日(ri)(ri)(ri)(ri)冕(mian)接(jie)近圓形;在(zai)(zai)太陽(yang)(yang)(yang)寧靜年則呈橢圓形。自古以來(lai),觀測日(ri)(ri)(ri)(ri)冕(mian)的(de)(de)傳統(tong)方法都是(shi)等待一(yi)次罕(han)見的(de)(de)日(ri)(ri)(ri)(ri)全(quan)食——在(zai)(zai)黑暗(an)的(de)(de)天空背(bei)景上,月(yue)面把明亮(liang)(liang)的(de)(de)太陽(yang)(yang)(yang)光(guang)(guang)球面遮掩住,而在(zai)(zai)日(ri)(ri)(ri)(ri)面周圍呈現(xian)出青白色的(de)(de)光(guang)(guang)區,就是(shi)人(ren)們期待觀測的(de)(de)太陽(yang)(yang)(yang)最(zui)外層大(da)氣——日(ri)(ri)(ri)(ri)冕(mian)。
太(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)圈,從大約20太(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)半徑(0.1天(tian)文單(dan)位)到(dao)(dao)太(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)系(xi)的(de)(de)(de)(de)邊緣,這(zhe)一大片環(huan)繞著太(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)的(de)(de)(de)(de)空間充滿了(le)伴隨(sui)太(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)風(feng)離(li)(li)(li)開太(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)的(de)(de)(de)(de)等(deng)離(li)(li)(li)子體。他的(de)(de)(de)(de)內側邊界(jie)是太(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)風(feng)成為超阿(a)耳芬(fen)波的(de)(de)(de)(de)那層(ceng)位置-流體的(de)(de)(de)(de)速(su)度超過阿(a)耳芬(fen)波。因(yin)為訊息(xi)只能以阿(a)耳芬(fen)波的(de)(de)(de)(de)速(su)度傳遞,所以在(zai)這(zhe)個(ge)界(jie)限之(zhi)外的(de)(de)(de)(de)湍流和動力學的(de)(de)(de)(de)力量不(bu)再(zai)能影響到(dao)(dao)內部的(de)(de)(de)(de)日(ri)冕形(xing)狀。太(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)風(feng)源(yuan)源(yuan)不(bu)斷的(de)(de)(de)(de)進入太(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)圈之(zhi)中(zhong)并向外吹拂,使得(de)太(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)的(de)(de)(de)(de)磁場形(xing)成螺(luo)旋的(de)(de)(de)(de)形(xing)狀,直(zhi)到(dao)(dao)在(zai)距(ju)離(li)(li)(li)太(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)超過50天(tian)文單(dan)位之(zhi)外撞擊到(dao)(dao)日(ri)鞘為止(zhi)。
在2004年(nian)12月,旅(lv)行者1號探測(ce)器已(yi)穿越(yue)過被認為是日鞘(qiao)部分的激波前緣。兩艘航海家太空(kong)船在穿越(yue)邊界時都偵(zhen)測(ce)與(yu)記錄到能(neng)量超過一(yi)般微粒(li)的高能(neng)粒(li)子。
陽光是地(di)球能量(liang)的(de)(de)主(zhu)要(yao)來源(yuan)。太陽常(chang)數(shu)是在(zai)(zai)距離太陽1天文單(dan)位的(de)(de)位置(也就是在(zai)(zai)或接(jie)近(jin)地(di)球),直接(jie)暴露在(zai)(zai)陽光下(xia)的(de)(de)每單(dan)位面積接(jie)收(shou)(shou)到的(de)(de)能量(liang),其(qi)值約相(xiang)當于1,368W/m2(瓦(wa)每平方米)。經過大氣層的(de)(de)吸收(shou)(shou)后(hou),抵達地(di)球表(biao)面的(de)(de)陽光已經衰(shuai)減(jian)——在(zai)(zai)大氣清澈且太陽接(jie)近(jin)天頂(ding)的(de)(de)條件下(xia)也只(zhi)有(you)約1,000W/m2。
有許多種天然的(de)合(he)(he)成過(guo)程可以利(li)用(yong)太(tai)陽(yang)能(neng)(neng)-光合(he)(he)作用(yong)是(shi)植物(wu)以化學的(de)方式(shi)從陽(yang)光中擷(xie)取(qu)能(neng)(neng)量(氧的(de)釋出和碳化合(he)(he)物(wu)的(de)減少(shao)),直接加熱或使用(yong)太(tai)陽(yang)電(dian)池轉(zhuan)換(huan)成電(dian)的(de)儀(yi)器被使用(yong)在(zai)太(tai)陽(yang)能(neng)(neng)發電(dian)的(de)設(she)備(bei)上,或進(jin)行其他的(de)工作;有時也會使用(yong)集光式(shi)太(tai)陽(yang)能(neng)(neng)(也就是(shi)凝(ning)聚陽(yang)光)。儲存(cun)在(zai)原油和其它化石燃料中的(de)能(neng)(neng)量是(shi)來自遙遠的(de)過(guo)去經由光合(he)(he)作用(yong)轉(zhuan)換(huan)的(de)太(tai)陽(yang)能(neng)(neng)。
太陽(yang)(yang)的(de)(de)(de)外(wai)層,從它(ta)的(de)(de)(de)表面(mian)(mian)(mian)向下至大約(yue)200,000公里(或是70%的(de)(de)(de)太陽(yang)(yang)半徑),太陽(yang)(yang)的(de)(de)(de)等離子體已(yi)經不(bu)(bu)夠(gou)(gou)稠密或不(bu)(bu)夠(gou)(gou)熱(re)不(bu)(bu)再能經由傳導作用有效的(de)(de)(de)將內部的(de)(de)(de)熱(re)向外(wai)傳送;換言之(zhi)(zhi),它(ta)已(yi)經不(bu)(bu)夠(gou)(gou)透明(ming)了。結果是,當熱(re)柱攜帶熱(re)物(wu)質前往表面(mian)(mian)(mian)(光球(qiu))產生了熱(re)對(dui)流(liu)。一旦(dan)這些物(wu)質在(zai)表面(mian)(mian)(mian)變冷,它(ta)會向下切(qie)入對(dui)流(liu)帶的(de)(de)(de)底部,再從輻(fu)射帶的(de)(de)(de)頂部獲得更(geng)多的(de)(de)(de)熱(re)量在(zai)可見的(de)(de)(de)太陽(yang)(yang)表面(mian)(mian)(mian),溫度已(yi)經降至5700K,而且密度也只有0.2公克/立方米(大約(yue)是海平面(mian)(mian)(mian)密度的(de)(de)(de)六千(qian)分之(zhi)(zhi)一)。
在(zai)對流帶的(de)(de)熱柱形(xing)成(cheng)在(zai)太(tai)陽(yang)表(biao)(biao)面上非(fei)常重要的(de)(de),像(xiang)是米粒(li)組織(zhi)和超米粒(li)組織(zhi)。在(zai)對流帶的(de)(de)湍流會在(zai)太(tai)陽(yang)內部的(de)(de)外(wai)圍(wei)部分造(zao)成(cheng)“小(xiao)尺度(du)”的(de)(de)發電機,這會在(zai)太(tai)陽(yang)表(biao)(biao)面的(de)(de)各處產生磁南(nan)極和磁北極。太(tai)陽(yang)的(de)(de)熱柱是貝納得穴流因此往(wang)往(wang)像(xiang)六(liu)角型的(de)(de)棱鏡。
作為(wei)(wei)一顆(ke)恒星(xing),太(tai)陽,其總體外觀性(xing)質(zhi)是,光(guang)度(du)為(wei)(wei)383億(yi)億(yi)億(yi)瓦,絕對(dui)星(xing)等為(wei)(wei)4.8。是一顆(ke)黃色G2型矮星(xing),有效(xiao)溫(wen)度(du)等于開(kai)氏5800度(du)。太(tai)陽與(yu)在(zai)軌道上繞(rao)它(ta)公轉的(de)(de)(de)地球(qiu)的(de)(de)(de)平(ping)均距離(li)為(wei)(wei)149597870千(qian)米(499.005光(guang)秒或(huo)1天文單位)。按質(zhi)量(liang)計,它(ta)的(de)(de)(de)物(wu)質(zhi)構成是71%的(de)(de)(de)氫、26%的(de)(de)(de)氦(hai)和(he)(he)少量(liang)較(jiao)重(zhong)元(yuan)素。它(ta)們都是通過核聚變來釋放能(neng)量(liang)的(de)(de)(de),根據理(li)論(lun)太(tai)陽最后核聚變反應產(chan)生的(de)(de)(de)物(wu)質(zhi)是鐵和(he)(he)銅等金屬(shu)。
日地平(ping)均(jun)的距離(1天文單位(wei)):1.49597870×1011米(mi)(1億(yi)5千萬公里)
日(ri)地最遠的距離:1.5210×1011米
日地最近的距離:1.4710×1011米
遠日(ri)點與近(jin)日(ri)點距離相差500萬千米
視星等:-26.74等
絕對星等:4.83等
熱(re)星(xing)等(deng):-26.82等(deng)
絕對(dui)熱星等:4.75等
太陽
日地平均距離 149,598,000千米
半(ban)徑 696,000千(qian)米
質量(liang) 1.989×1033克(ke)
平(ping)均(jun)密度 1.409克/立(li)方厘米
有效溫度 5,770K
自轉會合周期 26.9日(赤(chi)道(dao));31.1日(極區)
光譜型 G2V
目視星等 -26.74等
目視絕對(dui)星等(deng) 4.83等(deng)
表面重力加速度 27,400厘(li)米/平(ping)方秒
表面逃逸速度(du) 617.7千米/秒
中心溫度 約15,000,000K
中(zhong)心密度 約160克(ke)/立方(fang)厘米
年齡 50億年
表(biao)面(mian)面(mian)積 大約6.09×1012平(ping)方千米(mi)
體積(ji) 大約1.412×101?立方千米
日冕層溫度(du) 5×200K
發光度(du)(LS) 大約3.827×102?Js?1
太陽壽(shou)命 約(yue)100億(yi)年
天文符號 ☉
太陽(yang)活(huo)動周期 11.04年(nian)
總輻射功率 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(yang)輻(fu)射(she)的(de)峰值波長(500納米)介于光(guang)譜中(zhong)藍光(guang)和綠(lv)光(guang)的(de)過渡區域(yu)。恒星的(de)溫度與(yu)其輻(fu)射(she)中(zhong)占主(zhu)要(yao)地位的(de)波長有(you)密切關系。就太陽(yang)來說,其表(biao)面的(de)溫度大約在(zai)5800K。然而,由于人的(de)眼睛對峰值波長周圍的(de)其它(ta)顏色(se)更敏(min)感,所以太陽(yang)看起來呈現出白(bai)(bai)色(se)或是黃白(bai)(bai)色(se)。
核心是太陽內(nei)唯一能(neng)經(jing)由核聚變產生(sheng)大量(liang)能(neng)量(liang)的(de)區域,溫度高(gao)達1570萬K。99%的(de)能(neng)量(liang)產生(sheng)在太陽半徑(jing)的(de)24%以內(nei),而在30%半徑(jing)處,核聚變反應幾乎(hu)完(wan)全停止。
光球層上最顯著的(de)現象就是太陽(yang)(yang)黑(hei)子,所謂太陽(yang)(yang)黑(hei)子,只(zhi)指太陽(yang)(yang)光球層上的(de)溫度相(xiang)對較低的(de)區域,其溫度約為4500K,而光球其余部分的(de)溫度約為5777K。
色球厚度約(yue)2000千米,太陽的(de)溫度分布從核心向外直(zhi)到(dao)光球層(ceng),都是逐漸下降(jiang)的(de),但(dan)到(dao)了(le)色球層(ceng),卻又(you)反常上升,到(dao)接近頂端的(de)溫度大(da)約(yue)在20000K。
日(ri)(ri)冕(mian)是(shi)太(tai)陽大氣的最外層(ceng),它由高(gao)溫(wen)、低密度的等離(li)子體所組成,日(ri)(ri)冕(mian)的溫(wen)度高(gao)達百萬(wan)度。
太(tai)(tai)陽(yang)(yang)看起來(lai)很(hen)平靜,實際上無(wu)時無(wu)刻不在發(fa)生劇(ju)烈的(de)活(huo)(huo)動(dong)。太(tai)(tai)陽(yang)(yang)由里向外分(fen)別為(wei)太(tai)(tai)陽(yang)(yang)核反應區、太(tai)(tai)陽(yang)(yang)對流(liu)層(ceng)、太(tai)(tai)陽(yang)(yang)大(da)氣層(ceng)。其(qi)中22億分(fen)之一的(de)能(neng)量輻射到(dao)地(di)球,成(cheng)為(wei)地(di)球上光和熱(re)的(de)主要(yao)來(lai)源。太(tai)(tai)陽(yang)(yang)表面和大(da)氣層(ceng)中的(de)活(huo)(huo)動(dong)現象(xiang),諸如(ru)太(tai)(tai)陽(yang)(yang)黑(hei)子(zi)、耀斑和日(ri)冕物質(zhi)噴(pen)發(fa)(日(ri)珥)等(deng),會使(shi)太(tai)(tai)陽(yang)(yang)風大(da)大(da)增強(qiang),造成(cheng)許多地(di)球物理現象(xiang)──例如(ru)極(ji)光增多、大(da)氣電離層(ceng)和地(di)磁的(de)變化。
太(tai)陽活動和太(tai)陽風(feng)(feng)的增(zeng)強(qiang)(qiang)還會(hui)嚴(yan)重干擾地(di)球(qiu)上無線(xian)電通(tong)訊及航天設(she)備的正常(chang)工作,使衛星上的精(jing)密電子(zi)儀(yi)器遭受(shou)損(sun)害,地(di)面通(tong)訊網絡、電力控制(zhi)網絡發(fa)生(sheng)混亂,甚至可能對航天飛機和空間站中宇航員的生(sheng)命構成威脅。因(yin)此,監測太(tai)陽活動和太(tai)陽風(feng)(feng)的強(qiang)(qiang)度,適時作出“空間氣象”預報(bao),越來越顯得(de)重要。
4000年(nian)前古時候祖先肉(rou)眼都(dou)看到(dao)了(le)像3條腿(tui)的(de)(de)(de)(de)(de)烏鴉的(de)(de)(de)(de)(de)黑(hei)子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)(zi),通過一般的(de)(de)(de)(de)(de)光(guang)學望遠(yuan)鏡觀(guan)測(ce)太(tai)(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)(yang)(yang),觀(guan)測(ce)到(dao)的(de)(de)(de)(de)(de)是(shi)(shi)光(guang)球層的(de)(de)(de)(de)(de)活(huo)動(dong)。在光(guang)球上常常可以(yi)看到(dao)很(hen)多(duo)(duo)黑(hei)色斑點(dian),它們叫做(zuo)“太(tai)(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)黑(hei)子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)”。太(tai)(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)黑(hei)子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)在日面上的(de)(de)(de)(de)(de)大小、多(duo)(duo)少(shao)(shao)、位置和形(xing)(xing)態等,每天(tian)(tian)(tian)都(dou)不(bu)同。太(tai)(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)黑(hei)子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)是(shi)(shi)光(guang)球層物(wu)質劇烈運動(dong)而形(xing)(xing)成的(de)(de)(de)(de)(de)局部強(qiang)磁場區域,也是(shi)(shi)光(guang)球層活(huo)動(dong)的(de)(de)(de)(de)(de)重要(yao)標志。長期(qi)觀(guan)測(ce)太(tai)(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)黑(hei)子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)就會發現,有的(de)(de)(de)(de)(de)年(nian)份黑(hei)子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)多(duo)(duo),有的(de)(de)(de)(de)(de)年(nian)份黑(hei)子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)少(shao)(shao),有時甚至幾(ji)天(tian)(tian)(tian),幾(ji)十天(tian)(tian)(tian)日面上都(dou)沒有黑(hei)子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)。天(tian)(tian)(tian)文(wen)學家們早就注意到(dao),太(tai)(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)黑(hei)子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)從最(zui)(zui)(zui)多(duo)(duo)或最(zui)(zui)(zui)少(shao)(shao)的(de)(de)(de)(de)(de)年(nian)份到(dao)下一次最(zui)(zui)(zui)多(duo)(duo)或最(zui)(zui)(zui)少(shao)(shao)的(de)(de)(de)(de)(de)年(nian)份,大約相隔11年(nian)。也就是(shi)(shi)說,太(tai)(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)黑(hei)子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)有平均11年(nian)的(de)(de)(de)(de)(de)活(huo)動(dong)周(zhou)(zhou)期(qi),這(zhe)也是(shi)(shi)整個(ge)太(tai)(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)的(de)(de)(de)(de)(de)活(huo)動(dong)周(zhou)(zhou)期(qi)。天(tian)(tian)(tian)文(wen)學家把(ba)(ba)太(tai)(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)黑(hei)子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)最(zui)(zui)(zui)多(duo)(duo)的(de)(de)(de)(de)(de)年(nian)份稱(cheng)之為(wei)“太(tai)(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)活(huo)動(dong)峰年(nian)”,把(ba)(ba)太(tai)(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)黑(hei)子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)最(zui)(zui)(zui)少(shao)(shao)的(de)(de)(de)(de)(de)年(nian)份稱(cheng)之為(wei)“太(tai)(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)活(huo)動(dong)谷年(nian)”。
經(jing)過數世紀(ji)的(de)(de)研究,人類對太陽黑子的(de)(de)研究已(yi)經(jing)有(you)了(le)一定的(de)(de)成果。
分為以下幾點:
1.太(tai)陽(yang)黑子是太(tai)陽(yang)表面溫度相對(dui)較低而顯得黑的區域(yu)。
2.黑子會對地球的磁場和電離層產生干擾,指南針不能正確(que)指示(shi)方向(xiang),動物迷路,無線(xian)電通(tong)訊(xun)受到嚴重影(ying)響或中(zhong)斷,直(zhi)接危(wei)害飛機、輪船、人造衛星等通(tong)訊(xun)系統安(an)全。
太陽黑子活動的高峰(feng)期,太陽會發射大(da)量(liang)的高能粒子流(liu)與X射線(xian),引起地球磁暴現象,導(dao)致氣候異(yi)常,地球上微生物因此大(da)量(liang)繁殖,這(zhe)就為流(liu)行疾病提供了溫床。
同時,太(tai)陽黑子的(de)活動,還會引起(qi)生(sheng)(sheng)物體物質出現電離現象,引起(qi)感(gan)冒(mao)(mao)病毒中遺傳因子變(bian)異,或者(zhe)發生(sheng)(sheng)突變(bian)性的(de)遺傳,產(chan)生(sheng)(sheng)強(qiang)感(gan)染力的(de)亞型流(liu)感(gan)病毒,形成流(liu)行性感(gan)冒(mao)(mao),或者(zhe)導致人體的(de)生(sheng)(sheng)理(li)發生(sheng)(sheng)其他復雜的(de)生(sheng)(sheng)化反(fan)應,影(ying)響(xiang)健康。
因此,太陽黑子量達到高峰(feng)期時,人(ren)類要及早(zao)預防流行性疾病。
有趣的(de)(de)是,一位(wei)瑞士天文學家發(fa)現,太陽黑(hei)(hei)(hei)子(zi)多(duo)的(de)(de)時(shi)(shi)候(hou),氣候(hou)干(gan)燥,農業豐收,黑(hei)(hei)(hei)子(zi)少(shao)的(de)(de)時(shi)(shi)候(hou),暴雨(yu)成(cheng)災。地震工(gong)作者發(fa)現,太陽黑(hei)(hei)(hei)子(zi)數目增(zeng)多(duo)的(de)(de)時(shi)(shi)候(hou),地球上(shang)的(de)(de)地震也多(duo)。植物學家發(fa)現,植物的(de)(de)生長(chang)也隨著太陽黑(hei)(hei)(hei)子(zi)的(de)(de)出現而呈(cheng)現11年周期的(de)(de)變化,黑(hei)(hei)(hei)子(zi)多(duo)長(chang)得快,黑(hei)(hei)(hei)子(zi)少(shao)長(chang)得慢。
太陽耀斑(ban)是一種劇烈(lie)的(de)太陽活動,是太陽能量高(gao)度集中釋放(fang)的(de)過程(cheng)。一般認為發生在色球(qiu)層中,所(suo)以也叫“色球(qiu)爆發”。其(qi)主要(yao)觀測(ce)特征是,日(ri)面(mian)上(常在黑(hei)子群上空(kong))突然出(chu)現迅(xun)(xun)速發展的(de)亮斑(ban)閃耀,其(qi)壽(shou)命僅(jin)在幾(ji)分鐘到幾(ji)十(shi)分鐘之間,亮度上升迅(xun)(xun)速,下降較(jiao)慢。特別(bie)是在太陽活動峰年,耀斑(ban)出(chu)現頻(pin)繁(fan)且強度變強。
別看它只是一個亮點,一旦出現(xian),簡直(zhi)是一次驚(jing)天動地的大(da)爆發(fa)。這一增(zeng)亮釋放的能(neng)量(liang)相當于10萬(wan)(wan)至100萬(wan)(wan)次強火山爆發(fa)的總(zong)能(neng)量(liang),或相當于上百億枚百噸級氫彈的爆炸;而一次較大(da)的耀斑爆發(fa),在一二十分鐘內可釋放10的25次冪焦耳(er)的巨大(da)能(neng)量(liang)。
除(chu)了(le)日面局部突(tu)然(ran)增亮的現象外(wai),耀斑更主(zhu)要表現在(zai)從射(she)電波(bo)段直到X射(she)線(xian)(xian)的輻(fu)射(she)通量的突(tu)然(ran)增強;耀斑所發(fa)射(she)的輻(fu)射(she)種類(lei)繁多,除(chu)可見光外(wai),有(you)紫外(wai)線(xian)(xian)、X射(she)線(xian)(xian)和伽瑪射(she)線(xian)(xian),有(you)紅外(wai)線(xian)(xian)和射(she)電輻(fu)射(she),還有(you)沖擊波(bo)和高(gao)能粒子流,甚至有(you)能量特高(gao)的宇(yu)宙射(she)線(xian)(xian)。
耀斑對地(di)(di)(di)球空間(jian)環境(jing)造成很大影響。太陽色球層(ceng)中一聲爆(bao)(bao)炸,地(di)(di)(di)球大氣層(ceng)即刻出(chu)現繚繞余音(yin)。耀斑爆(bao)(bao)發時(shi)(shi),發出(chu)大量的(de)(de)高(gao)(gao)能粒(li)(li)子到(dao)(dao)達地(di)(di)(di)球軌道附近時(shi)(shi),將會嚴重危(wei)及宇(yu)(yu)宙飛行(xing)器(qi)內的(de)(de)宇(yu)(yu)航員和儀器(qi)的(de)(de)安(an)全(quan)。當(dang)耀斑輻射(she)(she)來到(dao)(dao)地(di)(di)(di)球附近時(shi)(shi),與(yu)大氣分子發生(sheng)劇烈(lie)碰撞(zhuang),破壞電(dian)離層(ceng),使它(ta)失去反射(she)(she)無線電(dian)電(dian)波的(de)(de)功能。無線電(dian)通信尤其(qi)是短(duan)波通信,以及電(dian)視臺、電(dian)臺廣播,會受到(dao)(dao)干擾(rao)甚(shen)至中斷。耀斑發射(she)(she)的(de)(de)高(gao)(gao)能帶(dai)電(dian)粒(li)(li)子流與(yu)地(di)(di)(di)球高(gao)(gao)層(ceng)大氣作用(yong),產生(sheng)極光,并干擾(rao)地(di)(di)(di)球磁場而引起磁暴。
此(ci)外,耀(yao)(yao)斑(ban)對(dui)氣象和水文等(deng)方(fang)面也有著不(bu)同(tong)程(cheng)度的直接(jie)(jie)或間接(jie)(jie)影響正(zheng)因(yin)為如此(ci),人們對(dui)耀(yao)(yao)斑(ban)爆發的探測(ce)和預報(bao)的關(guan)切(qie)程(cheng)度與日俱增(zeng),正(zheng)在努力揭(jie)開耀(yao)(yao)斑(ban)的奧(ao)秘。
太(tai)陽(yang)光(guang)(guang)(guang)(guang)球(qiu)(qiu)層(ceng)(ceng)上(shang)(shang)(shang)比周圍(wei)更明亮(liang)的(de)斑狀(zhuang)組織。用天文望(wang)遠鏡對它(ta)觀測(ce)時,常常可(ke)以(yi)(yi)發現(xian):在(zai)光(guang)(guang)(guang)(guang)球(qiu)(qiu)層(ceng)(ceng)的(de)表(biao)面(mian)有(you)的(de)明亮(liang)有(you)的(de)深暗(an)(an)。這(zhe)種明暗(an)(an)斑點是由于這(zhe)里的(de)溫度高(gao)(gao)低(di)不同而形(xing)成(cheng)的(de),比較深暗(an)(an)的(de)斑點叫做“太(tai)陽(yang)黑子”,比較明亮(liang)的(de)斑點叫做“光(guang)(guang)(guang)(guang)斑”。光(guang)(guang)(guang)(guang)斑常在(zai)太(tai)陽(yang)表(biao)面(mian)的(de)邊緣“表(biao)演(yan)”,卻很少在(zai)太(tai)陽(yang)表(biao)面(mian)的(de)中心區露面(mian)。因為太(tai)陽(yang)表(biao)面(mian)中心區的(de)輻射屬于光(guang)(guang)(guang)(guang)球(qiu)(qiu)層(ceng)(ceng)的(de)較深氣層(ceng)(ceng),而邊緣的(de)光(guang)(guang)(guang)(guang)主(zhu)要來源光(guang)(guang)(guang)(guang)球(qiu)(qiu)層(ceng)(ceng)較高(gao)(gao)部(bu)位,所以(yi)(yi),光(guang)(guang)(guang)(guang)斑比太(tai)陽(yang)表(biao)面(mian)高(gao)(gao)些,可(ke)以(yi)(yi)算得上(shang)(shang)(shang)是光(guang)(guang)(guang)(guang)球(qiu)(qiu)層(ceng)(ceng)上(shang)(shang)(shang)的(de)“高(gao)(gao)原”。
光(guang)(guang)(guang)斑(ban)(ban)也(ye)是(shi)太陽(yang)上(shang)(shang)(shang)一種(zhong)強烈風(feng)暴(bao),天(tian)文(wen)學家(jia)把它(ta)戲稱為(wei)“高原(yuan)風(feng)暴(bao)”。不過(guo),與(yu)烏云(yun)翻滾,大雨滂沱,狂風(feng)卷地百(bai)草(cao)折的(de)地面(mian)風(feng)暴(bao)相比(bi)(bi),“高原(yuan)風(feng)暴(bao)”的(de)性(xing)格(ge)要溫和得(de)多。光(guang)(guang)(guang)斑(ban)(ban)的(de)亮度只(zhi)比(bi)(bi)寧靜光(guang)(guang)(guang)球(qiu)(qiu)(qiu)層略(lve)強一些,一般只(zhi)大10%;溫度比(bi)(bi)寧靜光(guang)(guang)(guang)球(qiu)(qiu)(qiu)層高300℃。許多光(guang)(guang)(guang)斑(ban)(ban)與(yu)太陽(yang)黑子還結下不解之緣(yuan),常(chang)常(chang)環繞在太陽(yang)黑子周圍“表(biao)演(yan)”。少部(bu)分光(guang)(guang)(guang)斑(ban)(ban)與(yu)太陽(yang)黑子無關,活(huo)躍在70°高緯區域,面(mian)積比(bi)(bi)較小,光(guang)(guang)(guang)斑(ban)(ban)平均壽命約為(wei)15天(tian),較大的(de)光(guang)(guang)(guang)斑(ban)(ban)壽命可達三個(ge)(ge)月(yue)。光(guang)(guang)(guang)斑(ban)(ban)不僅出現在光(guang)(guang)(guang)球(qiu)(qiu)(qiu)層上(shang)(shang)(shang),色球(qiu)(qiu)(qiu)層上(shang)(shang)(shang)也(ye)有它(ta)活(huo)動的(de)場所。當(dang)它(ta)在色球(qiu)(qiu)(qiu)層上(shang)(shang)(shang)“表(biao)演(yan)”時(shi),活(huo)動的(de)位(wei)置與(yu)在光(guang)(guang)(guang)球(qiu)(qiu)(qiu)層上(shang)(shang)(shang)露面(mian)時(shi)大致吻合。不過(guo),出現在色球(qiu)(qiu)(qiu)層上(shang)(shang)(shang)的(de)不叫“光(guang)(guang)(guang)斑(ban)(ban)”,而叫“譜斑(ban)(ban)”。實(shi)際上(shang)(shang)(shang),光(guang)(guang)(guang)斑(ban)(ban)與(yu)譜斑(ban)(ban)是(shi)同一個(ge)(ge)整體,只(zhi)是(shi)因為(wei)它(ta)們的(de)“住(zhu)所”高度不同而已,這就好比(bi)(bi)是(shi)一幢(chuang)樓(lou)房,光(guang)(guang)(guang)斑(ban)(ban)住(zhu)在樓(lou)下,譜斑(ban)(ban)住(zhu)在樓(lou)上(shang)(shang)(shang)。
米粒(li)組(zu)織(zhi)是太(tai)陽光球層上(shang)的一種(zhong)日(ri)面(mian)結(jie)構(gou)。呈多角(jiao)形小顆(ke)粒(li)形狀,得用天(tian)文望遠鏡才能觀測到。米粒(li)組(zu)織(zhi)的溫度比(bi)(bi)米粒(li)間區域的溫度約(yue)高(gao)300℃,因(yin)此,顯得比(bi)(bi)較明亮(liang)易見。雖說它(ta)們是小顆(ke)粒(li),實(shi)際的直徑(jing)也有1000公里~2000公里。
明亮的米粒組(zu)織很可(ke)能是從對流層上(shang)升(sheng)到(dao)光(guang)球的熱氣團,不(bu)隨時間變(bian)化且(qie)均(jun)勻分布,且(qie)呈現激烈的起(qi)伏運動。米粒組(zu)織上(shang)升(sheng)到(dao)一(yi)定的高度(du)時很快就(jiu)會(hui)變(bian)冷,并馬上(shang)沿(yan)著上(shang)升(sheng)熱氣流之間的空(kong)隙(xi)處下降;壽命也非常(chang)短暫來去匆匆,從產(chan)生到(dao)消失,幾(ji)乎比地球大(da)氣層中的云消煙散還要快平均(jun)壽命只有幾(ji)分鐘,此外,發現的超米粒組(zu)織,其尺度(du)達(da)3萬公里左右,壽命約為20小(xiao)時。
太陽風是一種(zhong)連續存(cun)在,來(lai)自太陽并以200-800km/s的(de)(de)(de)(de)速度運動(dong)(dong)的(de)(de)(de)(de)等離子(zi)(zi)體流(liu)這(zhe)種(zhong)物質雖然與地球上的(de)(de)(de)(de)空氣(qi)(qi)不(bu)(bu)同,不(bu)(bu)是由氣(qi)(qi)體的(de)(de)(de)(de)分子(zi)(zi)組(zu)成,而是由更簡單的(de)(de)(de)(de)比(bi)原子(zi)(zi)還小一個(ge)層次的(de)(de)(de)(de)基本粒子(zi)(zi)——質子(zi)(zi)和電(dian)子(zi)(zi)等組(zu)成,但它們流(liu)動(dong)(dong)時所(suo)產生(sheng)的(de)(de)(de)(de)效應與空氣(qi)(qi)流(liu)動(dong)(dong)十分相似,所(suo)以稱它為太陽風。
當(dang)然,太陽風(feng)(feng)(feng)的(de)(de)密(mi)度與地球(qiu)(qiu)上(shang)的(de)(de)風(feng)(feng)(feng)的(de)(de)密(mi)度相(xiang)比,是非常非常稀(xi)薄而微不足道的(de)(de),一般情(qing)況下,在(zai)(zai)地球(qiu)(qiu)附近的(de)(de)行星際空間(jian)中,每(mei)立方厘(li)米(mi)(mi)有幾個到幾十個粒子(zi)。而地球(qiu)(qiu)上(shang)風(feng)(feng)(feng)的(de)(de)密(mi)度則為每(mei)立方厘(li)米(mi)(mi)有2687億(yi)億(yi)個分子(zi)。太陽風(feng)(feng)(feng)雖然十分稀(xi)薄,但它刮起(qi)來的(de)(de)猛烈勁卻(que)遠遠勝過地球(qiu)(qiu)上(shang)的(de)(de)風(feng)(feng)(feng)。在(zai)(zai)地球(qiu)(qiu)上(shang),12級臺風(feng)(feng)(feng)的(de)(de)風(feng)(feng)(feng)速(su)是每(mei)秒(miao)32.5米(mi)(mi)以(yi)(yi)上(shang)而太陽風(feng)(feng)(feng)的(de)(de)風(feng)(feng)(feng)速(su),在(zai)(zai)地球(qiu)(qiu)附近卻(que)經常保持在(zai)(zai)每(mei)秒(miao)350~450千(qian)米(mi)(mi),是地球(qiu)(qiu)風(feng)(feng)(feng)速(su)的(de)(de)上(shang)萬倍,最猛烈時(shi)可達(da)每(mei)秒(miao)800千(qian)米(mi)(mi)以(yi)(yi)上(shang)。
太(tai)陽風(feng)(feng)(feng)從太(tai)陽大(da)氣最(zui)外層的(de)日冕,向空(kong)間持續拋射出(chu)來(lai)的(de)物質粒(li)(li)(li)子(zi)流(liu)。這種粒(li)(li)(li)子(zi)流(liu)是從冕洞中噴(pen)射出(chu)來(lai)的(de),其主要成(cheng)分是氫粒(li)(li)(li)子(zi)和氦(hai)粒(li)(li)(li)子(zi)。太(tai)陽風(feng)(feng)(feng)有兩(liang)種:一種持續不斷(duan)地(di)(di)輻射出(chu)來(lai),速度較小,粒(li)(li)(li)子(zi)含量也較少,被稱為(wei)“持續太(tai)陽風(feng)(feng)(feng)”;另(ling)一種是在太(tai)陽活動(dong)時(shi)輻射出(chu)來(lai),速度較大(da),粒(li)(li)(li)子(zi)含量也較多,這種太(tai)陽風(feng)(feng)(feng)被稱為(wei)“擾動(dong)太(tai)陽風(feng)(feng)(feng)”。擾動(dong)太(tai)陽風(feng)(feng)(feng)對地(di)(di)球(qiu)的(de)影響很大(da),當它抵達地(di)(di)球(qiu)時(shi),往往引起(qi)很大(da)的(de)磁暴與強烈的(de)極光,同(tong)時(shi)也產生電(dian)離層騷(sao)擾。
冕(mian)洞的(de)(de)分布區(qu)(qu)域可(ke)(ke)達(da)太陽(yang)(yang)表面(mian)多數地(di)區(qu)(qu),尤其是在(zai)(zai)太陽(yang)(yang)的(de)(de)兩極地(di)區(qu)(qu),科學(xue)家已(yi)經發現冕(mian)洞內部存在(zai)(zai)磁(ci)場線的(de)(de)閉(bi)合和(he)開放,如果磁(ci)場線突然(ran)打(da)開或者閉(bi)合,那么太陽(yang)(yang)表面(mian)就會出現較大(da)范圍的(de)(de)冕(mian)洞覆蓋現象,其分布區(qu)(qu)域遠(yuan)大(da)于兩極地(di)區(qu)(qu),冕(mian)洞形成時可(ke)(ke)攜帶大(da)量(liang)的(de)(de)炙(zhi)熱等(deng)離子體,磁(ci)場線開放的(de)(de)區(qu)(qu)域可(ke)(ke)以(yi)看到冕(mian)洞的(de)(de)一些細節上變化,比如冕(mian)洞周圍出現類似浪花狀的(de)(de)結構等(deng)。
事實上(shang),冕洞(dong)分布在(zai)日(ri)冕物質中(zhong)密(mi)度(du)(du)較低的空間,而且溫度(du)(du)極高,可(ke)達到數(shu)百萬度(du)(du)。
太(tai)(tai)陽(yang)(yang)動力學(xue)天(tian)文臺(tai)目前正(zheng)在監視太(tai)(tai)陽(yang)(yang)表(biao)面的(de)異常變化,太(tai)(tai)陽(yang)(yang)正(zheng)處于為期(qi)11年的(de)活動周(zhou)期(qi)高峰(feng)時段,未來我們還將看到強烈的(de)太(tai)(tai)陽(yang)(yang)耀斑以及日冕物(wu)質拋射等現象。
這些太(tai)陽(yang)活(huo)動(dong)的(de)背后都有磁場因素(su)的(de)介入,對太(tai)陽(yang)活(huo)動(dong)的(de)判斷似乎較為困(kun)難(nan)。科學家還(huan)發現如(ru)果冕洞發生(sheng)的(de)區域(yu)分布(bu)在太(tai)陽(yang)表(biao)面的(de)高緯度(du)地區,那么可形成(cheng)速度(du)較快的(de)太(tai)陽(yang)風。
太(tai)陽(yang)(yang)上(shang)絕大多數的氫正逐漸(jian)燃燒轉變為氦,可以說太(tai)陽(yang)(yang)正處于最穩定(ding)的主(zhu)序(xu)星(xing)階(jie)(jie)段。對太(tai)陽(yang)(yang)這樣(yang)質量的恒(heng)星(xing)而言,主(zhu)序(xu)星(xing)階(jie)(jie)段約可持續(xu)110億年(nian)。恒(heng)星(xing)由于放出光而慢(man)慢(man)地(di)在(zai)收縮,而在(zai)收縮過程中,中心部分的密度就會增加,壓力也會升(sheng)(sheng)高(gao),使(shi)得氫會燃燒得更(geng)厲害(hai),這樣(yang)一來溫度就會升(sheng)(sheng)高(gao),太(tai)陽(yang)(yang)的亮度也會逐漸(jian)增強(qiang)(qiang)。太(tai)陽(yang)(yang)自(zi)從45億年(nian)前進入主(zhu)序(xu)星(xing)階(jie)(jie)段到如今,太(tai)陽(yang)(yang)光的亮度增強(qiang)(qiang)了30%,預計今后(hou)還會繼續(xu)增強(qiang)(qiang),使(shi)地(di)球溫度不斷升(sheng)(sheng)高(gao)。
65億年(nian)后,當太(tai)陽的(de)(de)(de)(de)(de)主(zhu)序星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)階(jie)(jie)段(duan)結束時(shi),預計太(tai)陽光的(de)(de)(de)(de)(de)亮度(du)將是(shi)如(ru)(ru)今的(de)(de)(de)(de)(de)2.2倍,而(er)(er)地球(qiu)的(de)(de)(de)(de)(de)平(ping)(ping)均溫度(du)要比(bi)如(ru)(ru)今高(gao)(gao)60℃左(zuo)右。屆時(shi)就算地球(qiu)上仍有(you)海水,恐怕也快被(bei)蒸發光了。若僅從平(ping)(ping)均溫度(du)來(lai)看,火星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)反而(er)(er)會(hui)(hui)是(shi)最(zui)(zui)適(shi)宜(yi)人(ren)類居住的(de)(de)(de)(de)(de)星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)球(qiu)。在主(zhu)序星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)階(jie)(jie)段(duan),因(yin)(yin)(yin)恒星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)自(zi)身引力而(er)(er)造成收縮(suo)的(de)(de)(de)(de)(de)這股(gu)向內的(de)(de)(de)(de)(de)力和因(yin)(yin)(yin)燃燒而(er)(er)引起的(de)(de)(de)(de)(de)向外(wai)的(de)(de)(de)(de)(de)力會(hui)(hui)互相牽(qian)制而(er)(er)達到平(ping)(ping)衡。但(dan)在65億年(nian)后,太(tai)陽中(zhong)心部分(fen)的(de)(de)(de)(de)(de)氫會(hui)(hui)燃盡,最(zui)(zui)后只剩下(xia)其周圍的(de)(de)(de)(de)(de)球(qiu)殼(ke)狀部分(fen)有(you)氫燃燒。在球(qiu)殼(ke)內不再(zai)燃燒的(de)(de)(de)(de)(de)區域(yu),由于抵消引力的(de)(de)(de)(de)(de)向外(wai)的(de)(de)(de)(de)(de)力減弱而(er)(er)開(kai)始急速收縮(suo),此時(shi)太(tai)陽會(hui)(hui)越來(lai)越亮,球(qiu)殼(ke)外(wai)側部分(fen)因(yin)(yin)(yin)受到影響而(er)(er)導致溫度(du)升(sheng)高(gao)(gao)并開(kai)始膨脹,這便(bian)是(shi)另一個階(jie)(jie)段(duan)--紅巨(ju)星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)階(jie)(jie)段(duan)的(de)(de)(de)(de)(de)開(kai)始。紅巨(ju)星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)階(jie)(jie)段(duan)會(hui)(hui)持續數億年(nian),其間太(tai)陽的(de)(de)(de)(de)(de)亮度(du)會(hui)(hui)達到如(ru)(ru)今的(de)(de)(de)(de)(de)2000倍,木星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)和土(tu)星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)周圍的(de)(de)(de)(de)(de)溫度(du)也會(hui)(hui)升(sheng)高(gao)(gao),木星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)冰衛星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)以及作(zuo)為(wei)土(tu)星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)特(te)征的(de)(de)(de)(de)(de)環都會(hui)(hui)被(bei)蒸發得(de)無(wu)影無(wu)蹤(zong),最(zui)(zui)后,太(tai)陽的(de)(de)(de)(de)(de)外(wai)層(ceng)部分(fen)甚至會(hui)(hui)膨脹到如(ru)(ru)今的(de)(de)(de)(de)(de)地球(qiu)軌道附近。
另一方面(mian),從外層部分(fen)會不(bu)斷放出氣體,最終太陽(yang)(yang)(yang)的(de)質量會減(jian)至(zhi)主序星(xing)(xing)(xing)階段的(de)60%。因(yin)太陽(yang)(yang)(yang)引力(li)減(jian)弱之故(gu),行(xing)星(xing)(xing)(xing)開始遠離(li)太陽(yang)(yang)(yang)。當太陽(yang)(yang)(yang)質量減(jian)至(zhi)原來(lai)(lai)的(de)60%時,行(xing)星(xing)(xing)(xing)和(he)太陽(yang)(yang)(yang)的(de)距離(li)要比(bi)現在擴大(da)70%。這樣(yang)一來(lai)(lai),雖然水(shui)星(xing)(xing)(xing)和(he)金(jin)星(xing)(xing)(xing)被吞沒的(de)可能性極(ji)大(da),但地球在太陽(yang)(yang)(yang)外層部分(fen)到達之前應該會拉大(da)距離(li)而存(cun)活下來(lai)(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(tian)王星(xing)(xing)(xing),海(hai)王星(xing)(xing)(xing))也會存(cun)活下來(lai)(lai)。
像太陽(yang)這般(ban)質量的(de)(de)星(xing)球(qiu),在(zai)其(qi)密(mi)度(du)已變(bian)得(de)非常高(gao)的(de)(de)中心部(bu)分只會(hui)(hui)收縮(suo)(suo)到(dao)(dao)一定程度(du),也就是溫(wen)度(du)只會(hui)(hui)升高(gao)到(dao)(dao)某種程度(du),中心部(bu)分的(de)(de)火會(hui)(hui)漸漸消失。太陽(yang)逐漸失去(qu)光芒,膨(peng)脹的(de)(de)外層(ceng)部(bu)分將(jiang)收縮(suo)(suo),冷卻(que)成致密(mi)的(de)(de)白矮(ai)星(xing)。通過(guo)紅巨(ju)星(xing)時代考驗而存留下(xia)來(lai)的(de)(de)行星(xing)將(jiang)會(hui)(hui)繼續圍(wei)繞太陽(yang)運行,所有一切(qie)都(dou)將(jiang)被凍結(jie)(jie),最后太陽(yang)系迎接的(de)(de)將(jiang)會(hui)(hui)是寂(ji)靜狀態的(de)(de)結(jie)(jie)束。
若太陽這種恒(heng)星(xing)變(bian)為白(bai)矮星(xing),每秒自轉一周。密(mi)度至少為1.41×1011kg/m3。
太陽受探測歷史
時間(年(nian)) 探測器名稱(cheng) 國家 成就
1960-1968 先驅者5-9號(hao) 美(mei)國 繞(rao)太陽(yang)運(yun)行,研(yan)究太陽(yang)風、耀斑(ban)
1974-1976 太陽神(shen)1-2號 美德合作 近距離高(gao)速掠過太陽表面,測量太陽風(feng)與磁場(chang)
1980 太陽極大使者 美國 收集了耀斑、太陽黑子和(he)日珥發出的X射(she)(she)線。伽馬(ma)射(she)(she)線、紫外輻射(she)(she)的資料。
1990 尤利西斯 美歐合(he)作 在太(tai)(tai)陽極(ji)區上方的(de)太(tai)(tai)陽風以及太(tai)(tai)陽磁場(chang)
1991 陽光 日英美(mei)合作(zuo) 測量了太陽耀斑發出的(de)X射線(xian)和伽(jia)馬射線(xian)以及耀斑爆(bao)發前的(de)狀況
1995 SOHO 美(mei)歐合作 研究太陽內部結構和表面發生(sheng)的事件
1998 TRACE 美國(guo) 了(le)解(jie)太(tai)陽磁場與日冕加熱之(zhi)間的聯系
2006 STEREO 美(mei)國 全方位(wei)提供(gong)太(tai)陽爆(bao)發和(he)太(tai)陽風的(de)星系(xi)
2010 SDO 美國 預測太陽活動對地球的影響
2018 Parker Solar Probe 美(mei)國 探索太陽運(yun)行機制
2021 羲(xi)和號 中(zhong)國(guo) 2021年10月14日18時51分,中(zhong)國(guo)在太原衛星(xing)發(fa)射中(zhong)心采用長征二號丁運載火箭,成功發(fa)射首顆(ke)太陽(yang)(yang)探測(ce)科(ke)學技(ji)術(shu)試(shi)驗(yan)衛星(xing)“羲(xi)和號”,實現中(zhong)國(guo)太陽(yang)(yang)探測(ce)零的突破。
2021 風云三號E星 中國(guo) 空間日冕探(tan)測(ce)
2022 空間新技術試(shi)驗(yan)衛(wei)星 中(zhong)國 太陽過渡區(qu)的(de)探測
2021年(nian)9月(yue)2日,中國“黎明(ming)星”風(feng)云三號E星(以下(xia)簡稱“E星”)發布首批高(gao)精(jing)度(du)、多波段太陽(yang)圖像。在(zai)太陽(yang)極(ji)紫外(wai)動畫圖像上,太陽(yang)最外(wai)層大氣(qi)——日冕數天(tian)內的變化(hua)被精(jing)準捕捉,太陽(yang)活動區、冕洞(dong)等也清晰可見。
這段風云三號E星(xing)太(tai)陽極紫(zi)外(wai)圖像做(zuo)成的(de)動畫展示了日冕2021年8月24日至31日的(de)變(bian)化,隨著太(tai)陽緩緩地(di)自轉,太(tai)陽上(shang)的(de)活動區、冕洞等特征也一(yi)(yi)一(yi)(yi)呈現在我們面前,宛若(ruo)一(yi)(yi)幅壯(zhuang)美的(de)畫卷。耀斑類似于地(di)球上(shang)的(de)閃電。
2022年3月,歐洲航天(tian)局發布了(le)(le)一張太(tai)(tai)陽的高分(fen)辨(bian)率圖(tu)(tu)像,號稱有(you)史以來最高分(fen)辨(bian)率的太(tai)(tai)陽圖(tu)(tu)像,大小為56.26MB。這(zhe)是太(tai)(tai)陽軌道飛行(xing)器在大約(yue)7500萬公里的距離在極紫外光下看到(dao)的太(tai)(tai)陽。該圖(tu)(tu)像是3月7日由極紫外成像儀(EUI)儀器的高分(fen)辨(bian)率望遠鏡拍(pai)攝,將25張單幅圖(tu)(tu)像進行(xing)了(le)(le)拼接,每(mei)張圖(tu)(tu)像拍(pai)攝耗(hao)時10分(fen)鐘,總共(gong)花(hua)了(le)(le)4個(ge)多小時。
2022年8月30日,中國首(shou)(shou)顆太(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)探(tan)測科學技術試(shi)驗衛星“羲和(he)(he)號(hao)”在(zai)國際(ji)上首(shou)(shou)次實(shi)現了(le)對(dui)太(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)Hα(氫(qing)阿爾法)波段的(de)光(guang)(guang)譜掃描成像,記(ji)錄(lu)了(le)太(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)活動在(zai)光(guang)(guang)球(qiu)層和(he)(he)色球(qiu)層的(de)響(xiang)應(ying)過程,通過一次掃描,可獲取(qu)376個波長(chang)位置(zhi)的(de)太(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)圖像,不(bu)同(tong)波長(chang)對(dui)應(ying)了(le)光(guang)(guang)球(qiu)和(he)(he)色球(qiu)不(bu)同(tong)層次的(de)太(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)大(da)氣。根據(ju)這些(xie)譜線的(de)精(jing)細結(jie)構,可反(fan)演出高精(jing)度的(de)全日面色球(qiu)和(he)(he)光(guang)(guang)球(qiu)多普勒速度場,發生在(zai)太(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)大(da)氣中的(de)活動可被詳細記(ji)錄(lu)到(dao),進(jin)而研究太(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)活動的(de)物理過程。