太(tai)陽(Sun)是(shi)太(tai)陽系的(de)(de)(de)中心(xin)天(tian)體,占有(you)太(tai)陽系總(zong)體質量的(de)(de)(de)99.86%。太(tai)陽系中的(de)(de)(de)八大行星、小行星、流星、彗星、外海(hai)王星天(tian)體以及星際(ji)塵埃等,都圍繞著太(tai)陽公(gong)轉,而太(tai)陽則(ze)圍繞著銀河系的(de)(de)(de)中心(xin)公(gong)轉。
太陽(yang)是(shi)(shi)位于太陽(yang)系中心(xin)的(de)恒星,它幾乎(hu)是(shi)(shi)熱等離子體與磁場(chang)交織著(zhu)的(de)一個理想球(qiu)(qiu)(qiu)體。太陽(yang)直徑大約是(shi)(shi)1392000(1.392×10?)千(qian)米(mi),相當于地(di)球(qiu)(qiu)(qiu)直徑的(de)109倍;體積大約是(shi)(shi)地(di)球(qiu)(qiu)(qiu)的(de)130萬倍;其(qi)質(zhi)量(liang)大約是(shi)(shi)2×103?千(qian)克(地(di)球(qiu)(qiu)(qiu)的(de)330000倍)。從化學組成來看,現在(zai)太陽(yang)質(zhi)量(liang)的(de)大約四分之三是(shi)(shi)氫,剩下的(de)幾乎(hu)都是(shi)(shi)氦(hai),包括氧(yang)、碳、氖、鐵和其(qi)他(ta)的(de)重元素質(zhi)量(liang)少(shao)于2%,采用核聚(ju)變的(de)方式(shi)向太空釋放光和熱。
太(tai)陽目前正(zheng)在穿越銀(yin)河系(xi)內(nei)(nei)部邊(bian)緣(yuan)獵戶臂(bei)的本(ben)地(di)泡區(qu)中(zhong)的本(ben)星際云。在距(ju)離地(di)球17光年的距(ju)離內(nei)(nei)有50顆最(zui)鄰近(jin)的恒星系(xi)(與太(tai)陽距(ju)離最(zui)近(jin)的恒星是(shi)稱作(zuo)比鄰星的紅(hong)矮星,大約4.2光年)。
太陽(yang)(yang)是一(yi)顆(ke)黃(huang)矮星(xing)(光譜為(wei)G2V),黃(huang)矮星(xing)的(de)(de)壽(shou)命大(da)致為(wei)100億年,目(mu)前(qian)太陽(yang)(yang)大(da)約45.7億歲(sui)。在大(da)約50至60億年之后(hou),太陽(yang)(yang)內部的(de)(de)氫元(yuan)素(su)幾(ji)乎會全部消耗盡,太陽(yang)(yang)的(de)(de)核心將發(fa)生坍縮,導致溫度(du)(du)上升,這(zhe)一(yi)過程(cheng)將一(yi)直持續到太陽(yang)(yang)開(kai)始把氦(hai)元(yuan)素(su)聚變成碳元(yuan)素(su)。雖然氦(hai)聚變產生的(de)(de)能量(liang)比(bi)氫聚變產生的(de)(de)能量(liang)少,但溫度(du)(du)也(ye)更高,因此太陽(yang)(yang)的(de)(de)外層將膨脹,并(bing)且把一(yi)部分(fen)外層大(da)氣釋放(fang)到太空(kong)中。當轉(zhuan)向(xiang)新元(yuan)素(su)的(de)(de)過程(cheng)結束時,太陽(yang)(yang)的(de)(de)質量(liang)將稍微(wei)下降,外層將延伸到地球或(huo)者火星(xing)目(mu)前(qian)運(yun)行的(de)(de)軌道處(chu)(這(zhe)時由于太陽(yang)(yang)質量(liang)的(de)(de)下降,這(zhe)兩顆(ke)行星(xing)將會離太陽(yang)(yang)更遠)。
太(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)是在(zai)大(da)約(yue)45.7億年(nian)前在(zai)一個坍(tan)縮的(de)(de)氫(qing)分子(zi)云(yun)內形成(cheng)。太(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)形成(cheng)的(de)(de)時間(jian)以兩種方法測量(liang):太(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)目前在(zai)主序(xu)帶(dai)上的(de)(de)年(nian)齡,使用(yong)恒星演化(hua)和太(tai)(tai)初(chu)核(he)(he)合(he)(he)成(cheng)的(de)(de)電腦模型確(que)認,大(da)約(yue)就是45.7億年(nian)。這(zhe)(zhe)與放射性(xing)定(ding)年(nian)法得到的(de)(de)太(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)最古老的(de)(de)物質是45.67億年(nian)非常的(de)(de)吻合(he)(he)。太(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)在(zai)其(qi)主序(xu)的(de)(de)演化(hua)階段(duan)已經到了(le)中年(nian)期,在(zai)這(zhe)(zhe)個階段(duan)的(de)(de)核(he)(he)聚(ju)變是在(zai)核(he)(he)心將(jiang)氫(qing)聚(ju)變成(cheng)氦。每秒(miao)中有超過400萬噸(dun)的(de)(de)物質在(zai)太(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)的(de)(de)核(he)(he)心轉(zhuan)化(hua)成(cheng)能量(liang),產生(sheng)中微(wei)子(zi)和太(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)輻射。以這(zhe)(zhe)個速率(lv),到目前為(wei)止,太(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)大(da)約(yue)轉(zhuan)化(hua)了(le)100個地球質量(liang)的(de)(de)物質成(cheng)為(wei)能量(liang),太(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)在(zai)主序(xu)帶(dai)上耗(hao)費(fei)的(de)(de)時間(jian)總共大(da)約(yue)為(wei)100億年(nian)。
太(tai)陽(yang)沒有(you)足夠的(de)(de)(de)(de)(de)質量爆發成為(wei)超(chao)新星(xing)(xing),替代的(de)(de)(de)(de)(de)是(shi),在約(yue)50億年后(hou)它(ta)將(jiang)進入紅(hong)巨星(xing)(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)階段(duan)(duan),氦(hai)核(he)心(xin)為(wei)抵(di)抗(kang)引力(li)而(er)收縮(suo)(suo),同(tong)時變(bian)熱(re);緊(jin)挨核(he)心(xin)的(de)(de)(de)(de)(de)氫包層因(yin)溫度(du)(du)上(shang)升而(er)加速聚(ju)變(bian),結果產生(sheng)的(de)(de)(de)(de)(de)熱(re)量持(chi)續(xu)增加,傳導(dao)到外層,使(shi)其向外膨脹(zhang)(zhang)。當(dang)核(he)心(xin)的(de)(de)(de)(de)(de)溫度(du)(du)達到1億K時,氦(hai)聚(ju)變(bian)將(jiang)開始進行(xing)(xing)并燃燒生(sheng)成碳(tan)(tan)。由于此時的(de)(de)(de)(de)(de)氦(hai)核(he)心(xin)已經相當(dang)于一個小(xiao)型“白(bai)矮星(xing)(xing)”(電子簡并態(tai)),熱(re)失控的(de)(de)(de)(de)(de)氦(hai)聚(ju)變(bian)將(jiang)導(dao)致氦(hai)閃,釋放的(de)(de)(de)(de)(de)巨大(da)(da)能量使(shi)太(tai)陽(yang)核(he)心(xin)大(da)(da)幅度(du)(du)膨脹(zhang)(zhang),解除了電子簡并態(tai),然后(hou)核(he)心(xin)剩余的(de)(de)(de)(de)(de)氦(hai)進行(xing)(xing)穩定的(de)(de)(de)(de)(de)聚(ju)變(bian)。從(cong)外部看,太(tai)陽(yang)將(jiang)如(ru)新星(xing)(xing)般突(tu)然增亮(liang)5~10個星(xing)(xing)等(相比(bi)于此前的(de)(de)(de)(de)(de)“紅(hong)巨星(xing)(xing)”階段(duan)(duan)),接著體積(ji)大(da)(da)幅度(du)(du)縮(suo)(suo)小(xiao),變(bian)得比(bi)原(yuan)先(xian)的(de)(de)(de)(de)(de)紅(hong)巨星(xing)(xing)暗(an)淡得多(但(dan)仍將(jiang)比(bi)現在的(de)(de)(de)(de)(de)太(tai)陽(yang)亮(liang)),直到核(he)心(xin)的(de)(de)(de)(de)(de)碳(tan)(tan)逐步(bu)累(lei)積(ji),再(zai)次進入核(he)心(xin)收縮(suo)(suo)、外層膨脹(zhang)(zhang)階段(duan)(duan)。這就(jiu)是(shi)漸近巨星(xing)(xing)分支階段(duan)(duan)。
地球(qiu)(qiu)(qiu)的(de)(de)(de)(de)命運是不確定的(de)(de)(de)(de),當太(tai)陽成(cheng)為(wei)紅巨星(xing)時(shi)(shi),其半徑大(da)約(yue)會是現在的(de)(de)(de)(de)200倍(bei),表面可能(neng)將膨脹至地球(qiu)(qiu)(qiu)現在的(de)(de)(de)(de)軌道(dao)——1AU(1.5×1011m)。然而,當太(tai)陽成(cheng)為(wei)漸近巨星(xing)分(fen)支的(de)(de)(de)(de)恒星(xing)時(shi)(shi),由(you)于恒星(xing)風的(de)(de)(de)(de)作(zuo)用,它(ta)大(da)約(yue)已經流失30%的(de)(de)(de)(de)質(zhi)量,所以(yi)地球(qiu)(qiu)(qiu)的(de)(de)(de)(de)軌道(dao)會向外移(yi)動。如果只是這樣,地球(qiu)(qiu)(qiu)或許可以(yi)幸免(mian),但(dan)新的(de)(de)(de)(de)研究(jiu)認為(wei)地球(qiu)(qiu)(qiu)可能(neng)會因為(wei)潮(chao)汐的(de)(de)(de)(de)相互(hu)作(zuo)用而被太(tai)陽吞(tun)噬掉。但(dan)即使地球(qiu)(qiu)(qiu)能(neng)逃脫被太(tai)陽焚毀的(de)(de)(de)(de)命運,地球(qiu)(qiu)(qiu)上的(de)(de)(de)(de)水仍然都(dou)會沸騰,大(da)部(bu)分(fen)的(de)(de)(de)(de)氣(qi)體都(dou)會逃逸入太(tai)空。
即使太(tai)陽(yang)仍在主序帶的(de)(de)現階段,太(tai)陽(yang)的(de)(de)光度(du)仍然(ran)在緩(huan)慢的(de)(de)增(zeng)加(每10億(yi)年約增(zeng)加10%),表面的(de)(de)溫度(du)也緩(huan)緩(huan)的(de)(de)提升。太(tai)陽(yang)過(guo)去的(de)(de)光度(du)比較暗淡,這(zhe)可(ke)能是生(sheng)命在10億(yi)年前才(cai)出現在陸(lu)地(di)上(shang)的(de)(de)原(yuan)因。太(tai)陽(yang)的(de)(de)溫度(du)若依(yi)照這(zhe)樣的(de)(de)速率(lv)增(zeng)加,在未來(lai)的(de)(de)10億(yi)年,地(di)球可(ke)能會變得太(tai)熱,使水不(bu)再能以液(ye)態存在于地(di)球表面,而使地(di)球上(shang)所有的(de)(de)生(sheng)物趨于滅(mie)絕(jue)。
繼紅(hong)巨(ju)星(xing)階段之后,激烈的熱脈(mo)動將導致太陽外層(ceng)的氣體逃逸,形成行星(xing)狀星(xing)云。在(zai)外層(ceng)被(bei)剝離后,唯一留存下來的就是(shi)恒星(xing)炙熱的核心(xin)——白矮星(xing),并在(zai)數十億(yi)年中逐漸冷卻(que)和(he)黯淡。這是(shi)低質量與(yu)中質量恒星(xing)演化的典型。
太(tai)陽是一個巨大(da)而熾(chi)熱的(de)(de)(de)(de)氣體(ti)星(xing)球。知(zhi)道了日地距離,再(zai)從地球上測得(de)太(tai)陽圓面(mian)的(de)(de)(de)(de)視角直徑,從簡單的(de)(de)(de)(de)三角關(guan)系就可以求出太(tai)陽的(de)(de)(de)(de)半徑為69.6萬(wan)(wan)千米,是地球半徑的(de)(de)(de)(de)109倍。由(you)此可以算(suan)出太(tai)陽的(de)(de)(de)(de)體(ti)積(ji)為地球的(de)(de)(de)(de)130萬(wan)(wan)倍。
天文學家(jia)根(gen)據(ju)開普勒(le)行星(xing)運動的(de)(de)第(di)三定(ding)律,利(li)用地球的(de)(de)質(zhi)(zhi)量(liang)和它環繞太(tai)陽(yang)運轉的(de)(de)軌道半徑及周期(qi),還可以(yi)推(tui)算出太(tai)陽(yang)的(de)(de)質(zhi)(zhi)量(liang)為1.989×103?千(qian)克,這個(ge)質(zhi)(zhi)量(liang)是(shi)地球的(de)(de)33萬倍。并且集中(zhong)了太(tai)陽(yang)系99.86%的(de)(de)質(zhi)(zhi)量(liang)。但是(shi),即使這樣一(yi)個(ge)龐然大物,在茫茫宇宙之(zhi)中(zhong),卻也不過只是(shi)一(yi)顆質(zhi)(zhi)量(liang)中(zhong)等的(de)(de)普通恒(heng)星(xing)而已(yi)。
由太(tai)陽(yang)的體積和質量(liang),可以(yi)計算出太(tai)陽(yang)平均密度(du)(du)(du)為1.409克/厘(li)米(mi)3,約(yue)為地(di)球(qiu)平均密度(du)(du)(du)的0.26倍(bei)。太(tai)陽(yang)表面(mian)(mian)的重力(li)加速度(du)(du)(du)等于273.9810米(mi)/秒2,約(yue)為地(di)球(qiu)表面(mian)(mian)重力(li)加速度(du)(du)(du)的28倍(bei),如果一個(ge)(ge)人站在太(tai)陽(yang)表面(mian)(mian),那么(me)他的體重將會是在地(di)球(qiu)上的20倍(bei)。太(tai)陽(yang)表面(mian)(mian)的逃(tao)逸速度(du)(du)(du)約(yue)617.7公里/秒,任(ren)何一個(ge)(ge)中性粒子的速度(du)(du)(du)必須大于這個(ge)(ge)值,才能脫離(li)太(tai)陽(yang)的吸引力(li)而跑到(dao)宇宙空間中去。
太(tai)(tai)陽(yang)只是(shi)宇宙中一顆(ke)十分普通(tong)的(de)(de)恒星(xing)(xing),但(dan)它卻(que)是(shi)太(tai)(tai)陽(yang)系(xi)的(de)(de)中心(xin)天(tian)體。太(tai)(tai)陽(yang)系(xi)中,包含我們的(de)(de)地(di)球(qiu)在(zai)內(nei)的(de)(de)八大(da)(da)行(xing)星(xing)(xing)、一些矮行(xing)星(xing)(xing)、彗星(xing)(xing)和其它無數(shu)(shu)的(de)(de)太(tai)(tai)陽(yang)系(xi)小(xiao)天(tian)體,都在(zai)太(tai)(tai)陽(yang)的(de)(de)強大(da)(da)引力作(zuo)用下環繞太(tai)(tai)陽(yang)運行(xing)。太(tai)(tai)陽(yang)系(xi)的(de)(de)疆(jiang)域龐大(da)(da),僅以(yi)冥王星(xing)(xing)為例,其運行(xing)軌道距離太(tai)(tai)陽(yang)就將近40個天(tian)文單位,也就是(shi)60億千米之(zhi)遙(yao)遠,而實際上太(tai)(tai)陽(yang)系(xi)的(de)(de)范圍還要數(shu)(shu)十倍于此。
但是這樣一(yi)(yi)個龐大的(de)(de)太陽(yang)系家族,在銀(yin)河系中卻僅(jin)僅(jin)只是十分普(pu)通的(de)(de)滄海一(yi)(yi)粟(su)。銀(yin)河系擁有至少1000億顆(ke)以上(shang)的(de)(de)恒(heng)星,直徑(jing)約(yue)(yue)10萬光年。太陽(yang)位于銀(yin)道面之北的(de)(de)獵戶(hu)座旋臂上(shang),距(ju)離銀(yin)河系中心約(yue)(yue)30000光年,在銀(yin)道面以北約(yue)(yue)26光年,它一(yi)(yi)方(fang)面繞(rao)著銀(yin)心以每秒250公里的(de)(de)速度(du)旋轉,周期大概是2.5億年,另(ling)一(yi)(yi)方(fang)面又相對(dui)于周圍恒(heng)星以每秒19.7公里的(de)(de)速度(du)朝著織女(nv)星附近(jin)方(fang)向運(yun)動。太陽(yang)也在自轉,其周期在日面赤道帶約(yue)(yue)25天(tian)(tian);兩極區約(yue)(yue)為(wei)35天(tian)(tian)。
太陽(yang)正在穿(chuan)越銀(yin)河(he)系(xi)內部邊緣獵(lie)戶臂(bei)的(de)本地(di)泡區中(zhong)的(de)本星(xing)際云。在距(ju)離地(di)球17光年(nian)(nian)(nian)的(de)距(ju)離內有50顆最鄰近(jin)的(de)恒(heng)星(xing)系(xi)(距(ju)離最近(jin)的(de)一顆恒(heng)星(xing)是紅矮星(xing),被(bei)稱為比鄰星(xing),距(ju)太陽(yang)大約(yue)4.2光年(nian)(nian)(nian)),太陽(yang)的(de)質(zhi)量在這(zhe)些恒(heng)星(xing)中(zhong)排在第(di)四。太陽(yang)在距(ju)離銀(yin)河(he)中(zhong)心24000至26000光年(nian)(nian)(nian)的(de)距(ju)離上繞著銀(yin)河(he)公(gong)轉,從銀(yin)河(he)北極鳥瞰,太陽(yang)沿順時(shi)針軌道運行,大約(yue)2億(yi)2500萬至2億(yi)5000萬年(nian)(nian)(nian)繞行一周(zhou)。由(you)于銀(yin)河(he)系(xi)在宇宙微波背景輻(fu)射(CMB)中(zhong)以550公(gong)里(li)/秒(miao)的(de)速度(du)(du)朝向(xiang)長蛇座(zuo)(zuo)的(de)方向(xiang)運動,這(zhe)兩個速度(du)(du)合成之(zhi)后(hou),太陽(yang)相對于CMB的(de)速度(du)(du)是370公(gong)里(li)/秒(miao),朝向(xiang)巨爵座(zuo)(zuo)或獅子(zi)座(zuo)(zuo)的(de)方向(xiang)運動。
在南門(men)二(比鄰星所在的(de)三合星系統)的(de)位置觀看我們的(de)太陽(yang)時,太陽(yang)則會成為(wei)仙后座(zuo)中一顆(ke)視(shi)星等為(wei)0.5等的(de)恒星。大體來說,仙后座(zuo)的(de)外形將會從//變(bian)成///,太陽(yang)將會位在仙后座(zuo)ε星的(de)尾端。
太陽繞(rao)(rao)(rao)銀(yin)河(he)系中心公(gong)(gong)(gong)轉(zhuan),繞(rao)(rao)(rao)銀(yin)河(he)系中心公(gong)(gong)(gong)轉(zhuan)周期(qi)約2.5×10?年。銀(yin)河(he)系中心可(ke)能有巨大(da)黑洞,但它周圍(wei)布滿(man)了恒星,所(suo)以看上去(qu)象“銀(yin)盤”。這(zhe)些(xie)恒星都繞(rao)(rao)(rao)“銀(yin)核”公(gong)(gong)(gong)轉(zhuan)。與地球公(gong)(gong)(gong)轉(zhuan)不同,這(zhe)些(xie)恒星公(gong)(gong)(gong)轉(zhuan)每繞(rao)(rao)(rao)一(yi)周離“銀(yin)核”會更近。
太陽(yang)和(he)(he)其它天體一(yi)(yi)樣,也在(zai)圍繞(rao)自(zi)(zi)(zi)己的軸心(xin)自(zi)(zi)(zi)西向東自(zi)(zi)(zi)轉,但觀測和(he)(he)研究表明,太陽(yang)表面不(bu)同(tong)的緯(wei)度(du)(du)處,自(zi)(zi)(zi)轉速度(du)(du)不(bu)一(yi)(yi)樣。在(zai)赤道處,太陽(yang)自(zi)(zi)(zi)轉一(yi)(yi)周需要(yao)25.4天,而在(zai)緯(wei)度(du)(du)40處需要(yao)27.2天,到了兩(liang)極(ji)地區,自(zi)(zi)(zi)轉一(yi)(yi)周則需要(yao)35天左(zuo)右。這種自(zi)(zi)(zi)轉方式被稱為“較差自(zi)(zi)(zi)轉”。
根據太(tai)(tai)陽(yang)(yang)活(huo)動(dong)的相對(dui)強(qiang)弱,太(tai)(tai)陽(yang)(yang)可分為(wei)(wei)寧(ning)靜太(tai)(tai)陽(yang)(yang)和活(huo)動(dong)太(tai)(tai)陽(yang)(yang)兩大類。寧(ning)靜太(tai)(tai)陽(yang)(yang)是一個理論(lun)上(shang)(shang)假定寧(ning)靜的球(qiu)對(dui)稱(cheng)熱氣體球(qiu),其(qi)性(xing)質只隨(sui)半徑而變,而且(qie)在任一球(qiu)層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)中都(dou)是均(jun)勻的,其(qi)目的在于研究(jiu)太(tai)(tai)陽(yang)(yang)的總(zong)體結構(gou)和一般性(xing)質。在這種假定下,按照由里往外的順(shun)序,太(tai)(tai)陽(yang)(yang)是由核心、輻射區、對(dui)流層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)、光球(qiu)層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)、色球(qiu)層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)、日冕層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)構(gou)成。光球(qiu)層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)之下稱(cheng)為(wei)(wei)太(tai)(tai)陽(yang)(yang)內部;光球(qiu)層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)之上(shang)(shang)稱(cheng)為(wei)(wei)太(tai)(tai)陽(yang)(yang)大氣。
太陽(yang)圈電流(liu)片延伸到(dao)太陽(yang)系(xi)外,結果是來自太陽(yang)的(de)旋轉磁(ci)場影(ying)響到(dao)星際(ji)物質中的(de)等離子體(ti)。
太(tai)(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)是(shi)磁(ci)(ci)力活(huo)躍的(de)(de)(de)恒星,它(ta)(ta)支(zhi)撐一個強大、年復一年在變化的(de)(de)(de)磁(ci)(ci)場(chang)(chang),并且(qie)大約(yue)每11年環繞(rao)著太(tai)(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)極(ji)大期(qi)反轉它(ta)(ta)的(de)(de)(de)方向太(tai)(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)磁(ci)(ci)場(chang)(chang)會導致很(hen)(hen)多影(ying)響,稱為(wei)太(tai)(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)活(huo)動,包括(kuo)在太(tai)(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)表面(mian)的(de)(de)(de)太(tai)(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)黑(hei)子、太(tai)(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)耀斑、和(he)(he)攜帶(dai)著物質穿越太(tai)(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)系且(qie)不斷變化的(de)(de)(de)太(tai)(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)風。太(tai)(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)活(huo)動對地球(qiu)的(de)(de)(de)影(ying)響包括(kuo)在高緯度(du)的(de)(de)(de)極(ji)光,和(he)(he)擾亂(luan)無(wu)線電通訊和(he)(he)電力。太(tai)(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)活(huo)動被認(ren)為(wei)在太(tai)(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)系的(de)(de)(de)形(xing)成(cheng)和(he)(he)演化扮演了很(hen)(hen)重要的(de)(de)(de)角色,太(tai)(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)因為(wei)高溫的(de)(de)(de)緣故,所有的(de)(de)(de)物質都是(shi)氣體(ti)和(he)(he)等離(li)子體(ti),這使得太(tai)(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)的(de)(de)(de)轉速(su)可能在赤道(大約(yue)25天)較(jiao)快,而不是(shi)高緯度(du)(在兩極(ji)約(yue)為(wei)35天)太(tai)(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)因緯度(du)不同(tong)的(de)(de)(de)較(jiao)差自轉造(zao)成(cheng)它(ta)(ta)的(de)(de)(de)磁(ci)(ci)場(chang)(chang)線隨(sui)著時(shi)間(jian)而糾纏(chan)在一起,造(zao)成(cheng)磁(ci)(ci)場(chang)(chang)圈從太(tai)(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)表面(mian)噴發出來(lai),并觸(chu)發太(tai)(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)形(xing)成(cheng)系距性的(de)(de)(de)太(tai)(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)黑(hei)子和(he)(he)日珥(er)(參見磁(ci)(ci)重聯)。隨(sui)著太(tai)(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)每11年反轉它(ta)(ta)本身的(de)(de)(de)磁(ci)(ci)場(chang)(chang),這種糾纏(chan)創(chuang)造(zao)了太(tai)(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)發電機(ji)和(he)(he)11年的(de)(de)(de)太(tai)(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)磁(ci)(ci)場(chang)(chang)活(huo)動太(tai)(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)周期(qi)。
太(tai)(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)磁(ci)場(chang)(chang)(chang)(chang)朝太(tai)(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)本體外更遠(yuan)處(chu)延伸,磁(ci)化的(de)(de)(de)太(tai)(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)風等離(li)(li)子體攜帶著(zhu)太(tai)(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)的(de)(de)(de)磁(ci)場(chang)(chang)(chang)(chang)進入太(tai)(tai)(tai)(tai)空,形成所謂的(de)(de)(de)行(xing)(xing)星際(ji)磁(ci)場(chang)(chang)(chang)(chang)由(you)于(yu)等離(li)(li)子體只能沿(yan)著(zhu)磁(ci)場(chang)(chang)(chang)(chang)線移動,離(li)(li)開太(tai)(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)的(de)(de)(de)行(xing)(xing)星際(ji)磁(ci)場(chang)(chang)(chang)(chang)起初是沿(yan)著(zhu)徑向伸展(zhan)的(de)(de)(de)。因位在(zai)(zai)太(tai)(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)赤道上方(fang)和下方(fang)離(li)(li)開太(tai)(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)的(de)(de)(de)磁(ci)場(chang)(chang)(chang)(chang)具有(you)不(bu)同的(de)(de)(de)極(ji)性,因此在(zai)(zai)太(tai)(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)的(de)(de)(de)赤道平面存在(zai)(zai)著(zhu)一層(ceng)薄薄的(de)(de)(de)電(dian)流層(ceng),稱(cheng)為(wei)太(tai)(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)圈電(dian)流片。太(tai)(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)的(de)(de)(de)自轉(zhuan)使(shi)得遠(yuan)距離(li)(li)的(de)(de)(de)磁(ci)場(chang)(chang)(chang)(chang)和電(dian)流片旋(xuan)(xuan)轉(zhuan)成像是阿基米德螺旋(xuan)(xuan)結構,稱(cheng)為(wei)派克螺旋(xuan)(xuan)。行(xing)(xing)星際(ji)磁(ci)場(chang)(chang)(chang)(chang)的(de)(de)(de)強(qiang)度遠(yuan)比(bi)太(tai)(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)的(de)(de)(de)偶極(ji)性磁(ci)場(chang)(chang)(chang)(chang)強(qiang)大。太(tai)(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)50-400μT的(de)(de)(de)磁(ci)偶極(ji)(在(zai)(zai)光球)隨著(zhu)距離(li)(li)的(de)(de)(de)三次方(fang)衰減,在(zai)(zai)地球的(de)(de)(de)距離(li)(li)上只有(you)0.1nT。然而依據太(tai)(tai)(tai)(tai)空船的(de)(de)(de)觀測,在(zai)(zai)地球附近(jin)的(de)(de)(de)行(xing)(xing)星際(ji)磁(ci)場(chang)(chang)(chang)(chang)是這個數值的(de)(de)(de)100倍,大約是5nT。
從(cong)中(zhong)心到0.25太陽(yang)(yang)半徑是(shi)太陽(yang)(yang)發射(she)巨(ju)大(da)能(neng)(neng)量(liang)(liang)(liang)的(de)真正源頭,也稱(cheng)為核(he)反(fan)應(ying)區。在這(zhe)里,太陽(yang)(yang)核(he)心處(chu)溫度高達1500萬度,壓(ya)力相當于3000億(yi)個(ge)大(da)氣壓(ya),隨時都在進行著四個(ge)氫(qing)核(he)聚變成一個(ge)氦(hai)核(he)的(de)熱核(he)反(fan)應(ying)。根(gen)據原(yuan)子(zi)核(he)物理學和(he)愛因斯坦的(de)質(zhi)(zhi)能(neng)(neng)轉換關系式E=mc2,每(mei)秒鐘有質(zhi)(zhi)量(liang)(liang)(liang)為6億(yi)噸的(de)氫(qing)經過熱核(he)聚變反(fan)應(ying)為5.96億(yi)噸的(de)氦(hai),并釋(shi)放出相當于400萬噸氫(qing)的(de)能(neng)(neng)量(liang)(liang)(liang),正是(shi)這(zhe)巨(ju)大(da)的(de)能(neng)(neng)源帶給了我們(men)光和(he)熱,但這(zhe)損失的(de)質(zhi)(zhi)量(liang)(liang)(liang)與太陽(yang)(yang)的(de)總質(zhi)(zhi)量(liang)(liang)(liang)相比,卻是(shi)不值一提的(de)。根(gen)據對太陽(yang)(yang)內部(bu)氫(qing)含(han)量(liang)(liang)(liang)的(de)估計,太陽(yang)(yang)至少還(huan)有50億(yi)年的(de)正常(chang)壽命。
0.25太(tai)(tai)(tai)陽半徑~0.86太(tai)(tai)(tai)陽半徑是太(tai)(tai)(tai)陽輻(fu)射區(qu),它包含了(le)各種(zhong)電磁輻(fu)射和粒(li)子流。輻(fu)射從內部(bu)向(xiang)外部(bu)傳遞過(guo)程是多次(ci)被物質吸收(shou)而又(you)再次(ci)發射的(de)過(guo)程。從核反應區(qu)到太(tai)(tai)(tai)陽表(biao)面的(de)行程中(zhong),能量(liang)依(yi)次(ci)以X射線(xian)、遠紫(zi)外線(xian)、紫(zi)外線(xian),最后(hou)是可見(jian)光的(de)形式(shi)向(xiang)外輻(fu)射。太(tai)(tai)(tai)陽是一個取之(zhi)難盡,用之(zhi)不竭的(de)能量(liang)源泉。
對(dui)(dui)流(liu)(liu)層是輻(fu)射區的(de)(de)(de)(de)外(wai)側區域,其(qi)厚度約有十幾萬(wan)千米,由于這里的(de)(de)(de)(de)溫(wen)度、壓力和密度梯度都(dou)很(hen)大,太陽氣體呈對(dui)(dui)流(liu)(liu)的(de)(de)(de)(de)不(bu)穩定狀態。使物(wu)質(zhi)的(de)(de)(de)(de)徑向(xiang)對(dui)(dui)流(liu)(liu)運(yun)動強烈,熱的(de)(de)(de)(de)物(wu)質(zhi)向(xiang)外(wai)運(yun)動,冷的(de)(de)(de)(de)物(wu)質(zhi)沉入內(nei)部,太陽內(nei)部能(neng)量就(jiu)是靠物(wu)質(zhi)的(de)(de)(de)(de)這種對(dui)(dui)流(liu)(liu),由內(nei)部向(xiang)外(wai)部傳輸。
太(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)光(guang)球以(yi)(yi)上的(de)部分(fen)統稱為太(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)大氣層,跨過整個(ge)電(dian)磁頻譜,從無(wu)線電(dian)、可(ke)見光(guang)到(dao)伽(jia)馬射(she)線,都可(ke)以(yi)(yi)觀(guan)察它(ta)們分(fen)為5個(ge)主要(yao)的(de)部分(fen):溫度極小區、色(se)球、過渡(du)區、日(ri)冕、和(he)(he)太(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)圈(quan),太(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)圈(quan)可(ke)能(neng)(neng)(neng)是太(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)大氣層最稀薄的(de)外緣并(bing)且延伸到(dao)冥王(wang)星(xing)軌道之外與星(xing)際物質交(jiao)界,交(jiao)界處稱為日(ri)鞘,并(bing)且在那兒形成(cheng)剪切的(de)激波前緣。色(se)球、過渡(du)區和(he)(he)日(ri)冕的(de)溫度都比太(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)表面高,原因還(huan)沒有獲得證(zheng)實,但證(zheng)據(ju)指向阿爾文波可(ke)能(neng)(neng)(neng)攜帶了(le)足夠的(de)能(neng)(neng)(neng)量(liang)將日(ri)冕加(jia)熱。
對(dui)流(liu)層(ceng)上面的太陽(yang)大氣,稱為太陽(yang)光(guang)球。光(guang)球是一層(ceng)不透明(ming)的氣體薄層(ceng),厚度約(yue)500千(qian)米(mi)。它確定了太陽(yang)非常清晰(xi)的邊(bian)界,幾乎所有的可見光(guang)都是從這(zhe)一層(ceng)發射(she)出來的。
色(se)球(qiu)位于光(guang)球(qiu)之上。厚(hou)度(du)約(yue)2000千米。太陽(yang)的(de)溫度(du)分布從核(he)心(xin)向外(wai)直到(dao)(dao)光(guang)球(qiu)層,都是逐漸下降的(de),但到(dao)(dao)了色(se)球(qiu)層,卻又反常上升,到(dao)(dao)色(se)球(qiu)頂部時已達幾萬度(du)。由(you)于色(se)球(qiu)層發(fa)出的(de)可見光(guang)總量不及光(guang)球(qiu)的(de)1%,因此人(ren)們(men)平(ping)常看不到(dao)(dao)它(ta)。只有(you)在(zai)發(fa)生日(ri)全食(shi)(shi)時,即食(shi)(shi)既之前幾秒種或(huo)者生光(guang)以后幾秒鐘,當光(guang)球(qiu)所發(fa)射的(de)明亮光(guang)線被月影完全遮掩(yan)的(de)短暫時間內(nei),在(zai)日(ri)面邊緣呈現(xian)出狹窄的(de)玫瑰紅色(se)的(de)發(fa)光(guang)圈層,這就是色(se)球(qiu)層。平(ping)時,科(ke)學家們(men)要通過單色(se)光(guang)(波長為6563埃(ai))色(se)球(qiu)望(wang)遠鏡(jing)才能觀(guan)測到(dao)(dao)太陽(yang)色(se)球(qiu)層。
日(ri)(ri)(ri)冕(mian)是太(tai)(tai)陽(yang)(yang)大(da)(da)氣的(de)(de)(de)(de)(de)最外(wai)層,由高溫、低密度(du)的(de)(de)(de)(de)(de)等離子體所(suo)組成。亮(liang)度(du)微弱(ruo),在(zai)(zai)(zai)(zai)白(bai)光(guang)中的(de)(de)(de)(de)(de)總亮(liang)度(du)比太(tai)(tai)陽(yang)(yang)圓面(mian)亮(liang)度(du)的(de)(de)(de)(de)(de)百分之一還低,約相當于(yu)滿月的(de)(de)(de)(de)(de)亮(liang)度(du),因此只(zhi)有在(zai)(zai)(zai)(zai)日(ri)(ri)(ri)全(quan)(quan)食時(shi)才能展現其(qi)光(guang)彩,平時(shi)觀測(ce)則要(yao)使用(yong)專門的(de)(de)(de)(de)(de)日(ri)(ri)(ri)冕(mian)儀。日(ri)(ri)(ri)冕(mian)的(de)(de)(de)(de)(de)溫度(du)高達百萬度(du),其(qi)大(da)(da)小和(he)形狀與太(tai)(tai)陽(yang)(yang)活動(dong)有關,在(zai)(zai)(zai)(zai)太(tai)(tai)陽(yang)(yang)活動(dong)極大(da)(da)年(nian)時(shi),日(ri)(ri)(ri)冕(mian)接近圓形;在(zai)(zai)(zai)(zai)太(tai)(tai)陽(yang)(yang)寧靜(jing)年(nian)則呈橢圓形。自古(gu)以來,觀測(ce)日(ri)(ri)(ri)冕(mian)的(de)(de)(de)(de)(de)傳(chuan)統方法都是等待一次罕見的(de)(de)(de)(de)(de)日(ri)(ri)(ri)全(quan)(quan)食——在(zai)(zai)(zai)(zai)黑暗的(de)(de)(de)(de)(de)天空背(bei)景上,月面(mian)把明亮(liang)的(de)(de)(de)(de)(de)太(tai)(tai)陽(yang)(yang)光(guang)球面(mian)遮掩住(zhu),而在(zai)(zai)(zai)(zai)日(ri)(ri)(ri)面(mian)周圍呈現出青白(bai)色的(de)(de)(de)(de)(de)光(guang)區,就是人們期(qi)待觀測(ce)的(de)(de)(de)(de)(de)太(tai)(tai)陽(yang)(yang)最外(wai)層大(da)(da)氣——日(ri)(ri)(ri)冕(mian)。
太(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)圈,從大(da)約20太(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)半徑(0.1天(tian)文單位)到(dao)太(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)系的(de)(de)(de)邊緣(yuan),這一大(da)片環(huan)繞著太(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)的(de)(de)(de)空(kong)間充滿了(le)伴(ban)隨太(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)風(feng)離開太(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)的(de)(de)(de)等離子體(ti)。他的(de)(de)(de)內側邊界(jie)是太(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)風(feng)成為(wei)超(chao)阿耳芬(fen)波的(de)(de)(de)那層(ceng)位置-流體(ti)的(de)(de)(de)速(su)(su)度超(chao)過阿耳芬(fen)波。因為(wei)訊息只能以(yi)(yi)阿耳芬(fen)波的(de)(de)(de)速(su)(su)度傳(chuan)遞,所(suo)以(yi)(yi)在這個(ge)界(jie)限之(zhi)(zhi)外的(de)(de)(de)湍流和(he)動力學的(de)(de)(de)力量不(bu)再能影響(xiang)到(dao)內部的(de)(de)(de)日(ri)冕形(xing)狀。太(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)風(feng)源源不(bu)斷的(de)(de)(de)進入太(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)圈之(zhi)(zhi)中(zhong)并向外吹拂,使得太(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)的(de)(de)(de)磁場形(xing)成螺旋的(de)(de)(de)形(xing)狀,直(zhi)到(dao)在距離太(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)超(chao)過50天(tian)文單位之(zhi)(zhi)外撞(zhuang)擊到(dao)日(ri)鞘為(wei)止。
在2004年12月,旅(lv)行者1號(hao)探(tan)測器已穿(chuan)越過被(bei)認為是日鞘部分的激波前緣。兩(liang)艘航(hang)海家太空船在穿(chuan)越邊界時都偵(zhen)測與記錄到能(neng)量超過一般微粒的高能(neng)粒子(zi)。
陽(yang)光是(shi)地球能量(liang)(liang)的(de)主要來源。太(tai)陽(yang)常數是(shi)在距離太(tai)陽(yang)1天文單(dan)(dan)位的(de)位置(zhi)(也就(jiu)是(shi)在或接近地球),直接暴露在陽(yang)光下的(de)每(mei)單(dan)(dan)位面積接收到的(de)能量(liang)(liang),其值約相當于1,368W/m2(瓦每(mei)平(ping)方(fang)米(mi))。經過(guo)大氣層的(de)吸收后,抵達(da)地球表(biao)面的(de)陽(yang)光已經衰(shuai)減(jian)——在大氣清澈且太(tai)陽(yang)接近天頂(ding)的(de)條件下也只有約1,000W/m2。
有許多種天然的(de)(de)合(he)成過(guo)程(cheng)可以利用太(tai)(tai)陽(yang)(yang)能(neng)-光合(he)作用是(shi)植(zhi)物以化(hua)學的(de)(de)方式(shi)從陽(yang)(yang)光中(zhong)擷(xie)取能(neng)量(氧(yang)的(de)(de)釋出(chu)和(he)碳化(hua)合(he)物的(de)(de)減少),直接(jie)加熱或使用太(tai)(tai)陽(yang)(yang)電池(chi)轉換成電的(de)(de)儀(yi)器被(bei)使用在太(tai)(tai)陽(yang)(yang)能(neng)發電的(de)(de)設備上(shang),或進行其他(ta)的(de)(de)工作;有時也(ye)會使用集(ji)光式(shi)太(tai)(tai)陽(yang)(yang)能(neng)(也(ye)就(jiu)是(shi)凝聚(ju)陽(yang)(yang)光)。儲(chu)存在原(yuan)油和(he)其它化(hua)石燃料中(zhong)的(de)(de)能(neng)量是(shi)來(lai)自遙(yao)遠的(de)(de)過(guo)去經由光合(he)作用轉換的(de)(de)太(tai)(tai)陽(yang)(yang)能(neng)。
太(tai)陽(yang)的(de)(de)外(wai)層,從(cong)它(ta)的(de)(de)表面(mian)向下(xia)至大(da)約200,000公里(或是(shi)(shi)70%的(de)(de)太(tai)陽(yang)半徑),太(tai)陽(yang)的(de)(de)等離子體已(yi)(yi)經不夠(gou)稠密或不夠(gou)熱(re)(re)不再(zai)能經由傳導作用有(you)效的(de)(de)將內(nei)部(bu)的(de)(de)熱(re)(re)向外(wai)傳送;換言之,它(ta)已(yi)(yi)經不夠(gou)透明了。結果是(shi)(shi),當熱(re)(re)柱攜帶(dai)熱(re)(re)物(wu)質(zhi)前往表面(mian)(光球)產生了熱(re)(re)對流。一旦這些物(wu)質(zhi)在(zai)表面(mian)變冷,它(ta)會向下(xia)切入對流帶(dai)的(de)(de)底部(bu),再(zai)從(cong)輻(fu)射帶(dai)的(de)(de)頂部(bu)獲(huo)得更多的(de)(de)熱(re)(re)量在(zai)可見的(de)(de)太(tai)陽(yang)表面(mian),溫度(du)已(yi)(yi)經降至5700K,而且密度(du)也只有(you)0.2公克/立方(fang)米(大(da)約是(shi)(shi)海平面(mian)密度(du)的(de)(de)六(liu)千分(fen)之一)。
在對流(liu)帶的(de)(de)(de)熱柱(zhu)(zhu)形成在太陽表面上非常(chang)重要的(de)(de)(de),像(xiang)是(shi)米(mi)粒組織和(he)超米(mi)粒組織。在對流(liu)帶的(de)(de)(de)湍流(liu)會在太陽內部的(de)(de)(de)外(wai)圍部分造成“小(xiao)尺度”的(de)(de)(de)發電機,這會在太陽表面的(de)(de)(de)各處產生磁南極和(he)磁北極。太陽的(de)(de)(de)熱柱(zhu)(zhu)是(shi)貝納得穴流(liu)因此往往像(xiang)六角(jiao)型(xing)的(de)(de)(de)棱(leng)鏡。
作為一顆恒(heng)星(xing),太(tai)陽(yang),其總體(ti)外(wai)觀性質(zhi)(zhi)(zhi)是(shi)(shi)(shi),光度為383億(yi)億(yi)億(yi)瓦,絕對星(xing)等為4.8。是(shi)(shi)(shi)一顆黃色G2型矮星(xing),有效溫度等于(yu)開(kai)氏5800度。太(tai)陽(yang)與在軌道上繞它公轉的(de)(de)(de)地球的(de)(de)(de)平均(jun)距離為149597870千米(499.005光秒或1天文單位(wei))。按質(zhi)(zhi)(zhi)量計,它的(de)(de)(de)物質(zhi)(zhi)(zhi)構成是(shi)(shi)(shi)71%的(de)(de)(de)氫、26%的(de)(de)(de)氦和(he)少量較重元素。它們都是(shi)(shi)(shi)通過(guo)核(he)聚(ju)(ju)變來釋放能量的(de)(de)(de),根據(ju)理論(lun)太(tai)陽(yang)最(zui)后核(he)聚(ju)(ju)變反應產生(sheng)的(de)(de)(de)物質(zhi)(zhi)(zhi)是(shi)(shi)(shi)鐵和(he)銅等金屬。
日地平(ping)均的距離(1天文單(dan)位(wei)):1.49597870×1011米(1億5千萬(wan)公里)
日(ri)地(di)最(zui)遠的距離(li):1.5210×1011米(mi)
日地最(zui)近的(de)距離:1.4710×1011米
遠日(ri)點與近日(ri)點距(ju)離(li)相(xiang)差(cha)500萬千米(mi)
視(shi)星等(deng):-26.74等(deng)
絕對星等(deng):4.83等(deng)
熱星(xing)等:-26.82等
絕(jue)對(dui)熱星等(deng):4.75等(deng)
太陽
日地平均距離 149,598,000千米
半(ban)徑 696,000千米
質(zhi)量 1.989×1033克
平均密度 1.409克(ke)/立方(fang)厘米
有效溫度 5,770K
自轉會合周(zhou)期 26.9日(赤道);31.1日(極區)
光譜型 G2V
目視星(xing)等(deng) -26.74等(deng)
目視絕對星等 4.83等
表(biao)面重力加速(su)度 27,400厘米/平(ping)方秒
表面逃逸速度 617.7千(qian)米(mi)/秒
中心溫(wen)度 約15,000,000K
中心(xin)密度 約160克/立方厘米(mi)
年齡 50億年
表面(mian)面(mian)積(ji) 大約(yue)6.09×1012平方(fang)千米
體積(ji) 大約(yue)1.412×101?立方(fang)千米
日冕(mian)層(ceng)溫度 5×200K
發光度(LS) 大約(yue)3.827×102?Js?1
太陽壽命 約100億年
天文符號 ☉
太陽活動周期(qi) 11.04年
總輻(fu)射功率 3.86×102?瓦特
光球(qiu)成(cheng)分(質量)
名稱(cheng) 所(suo)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(tai)(tai)陽輻射的峰(feng)值波(bo)長(chang)(500納米)介于(yu)光譜(pu)中藍光和綠(lv)光的過渡區域。恒星的溫度與其(qi)輻射中占主要地位的波(bo)長(chang)有密切(qie)關系(xi)。就(jiu)太(tai)(tai)陽來說,其(qi)表面(mian)的溫度大約(yue)在(zai)5800K。然而,由于(yu)人的眼睛對(dui)峰(feng)值波(bo)長(chang)周圍的其(qi)它顏色更敏感,所以太(tai)(tai)陽看(kan)起來呈現出白色或(huo)是黃白色。
核(he)心是太(tai)陽內(nei)唯一能經由核(he)聚(ju)(ju)變產生(sheng)大量(liang)(liang)能量(liang)(liang)的(de)(de)區域,溫(wen)度高達1570萬K。99%的(de)(de)能量(liang)(liang)產生(sheng)在(zai)太(tai)陽半徑(jing)的(de)(de)24%以內(nei),而在(zai)30%半徑(jing)處,核(he)聚(ju)(ju)變反應幾乎完全停止(zhi)。
光球層上最顯著的現(xian)象(xiang)就(jiu)是太(tai)(tai)陽(yang)黑子(zi),所謂(wei)太(tai)(tai)陽(yang)黑子(zi),只指太(tai)(tai)陽(yang)光球層上的溫度相對較低的區域,其溫度約(yue)為4500K,而光球其余部分的溫度約(yue)為5777K。
色球(qiu)厚度約2000千米,太陽的(de)溫度分布(bu)從核心向外(wai)直(zhi)到光球(qiu)層,都(dou)是逐(zhu)漸下降(jiang)的(de),但到了(le)色球(qiu)層,卻又反常上升(sheng),到接近頂端的(de)溫度大約在(zai)20000K。
日冕(mian)是(shi)太陽大氣的最外層,它由高(gao)溫(wen)、低密度的等離子體所組成,日冕(mian)的溫(wen)度高(gao)達百萬度。
太(tai)陽(yang)(yang)看起來很平靜,實際(ji)上無(wu)時無(wu)刻(ke)不在發(fa)生劇(ju)烈的(de)(de)活(huo)動。太(tai)陽(yang)(yang)由里向(xiang)外分(fen)別為太(tai)陽(yang)(yang)核反(fan)應區(qu)、太(tai)陽(yang)(yang)對流(liu)層、太(tai)陽(yang)(yang)大(da)氣層。其中22億(yi)分(fen)之一的(de)(de)能量輻射到地(di)球(qiu),成為地(di)球(qiu)上光和(he)熱的(de)(de)主要來源。太(tai)陽(yang)(yang)表面和(he)大(da)氣層中的(de)(de)活(huo)動現象,諸如(ru)太(tai)陽(yang)(yang)黑子(zi)、耀斑和(he)日(ri)冕物質噴發(fa)(日(ri)珥)等,會(hui)使太(tai)陽(yang)(yang)風大(da)大(da)增強,造成許(xu)多地(di)球(qiu)物理現象──例如(ru)極光增多、大(da)氣電離層和(he)地(di)磁(ci)的(de)(de)變化。
太陽(yang)(yang)活(huo)動(dong)和太陽(yang)(yang)風的(de)增強還會嚴重干(gan)擾地(di)球(qiu)上無線(xian)電(dian)通訊及航天設(she)備的(de)正常工(gong)作,使衛星上的(de)精(jing)密電(dian)子儀器遭受損害(hai),地(di)面通訊網(wang)絡(luo)(luo)、電(dian)力(li)控制網(wang)絡(luo)(luo)發生(sheng)混亂(luan),甚至可能對航天飛機(ji)和空(kong)間站中宇航員(yuan)的(de)生(sheng)命構成威(wei)脅(xie)。因此,監測太陽(yang)(yang)活(huo)動(dong)和太陽(yang)(yang)風的(de)強度,適時作出“空(kong)間氣象”預報,越來越顯得重要。
4000年(nian)(nian)前古時候祖先肉(rou)眼都(dou)看到(dao)了像3條腿的(de)烏鴉的(de)黑(hei)(hei)(hei)(hei)子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi),通過一般的(de)光(guang)(guang)學(xue)(xue)望(wang)遠鏡(jing)觀(guan)測太(tai)(tai)(tai)(tai)陽(yang),觀(guan)測到(dao)的(de)是(shi)光(guang)(guang)球層(ceng)的(de)活動(dong)。在(zai)光(guang)(guang)球上常常可以看到(dao)很(hen)多黑(hei)(hei)(hei)(hei)色(se)斑點(dian),它們(men)叫做“太(tai)(tai)(tai)(tai)陽(yang)黑(hei)(hei)(hei)(hei)子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)”。太(tai)(tai)(tai)(tai)陽(yang)黑(hei)(hei)(hei)(hei)子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)在(zai)日(ri)面上的(de)大小(xiao)、多少(shao)、位置和形態等,每天都(dou)不同(tong)。太(tai)(tai)(tai)(tai)陽(yang)黑(hei)(hei)(hei)(hei)子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)是(shi)光(guang)(guang)球層(ceng)物(wu)質劇烈運動(dong)而形成(cheng)的(de)局部強(qiang)磁場區域,也(ye)(ye)是(shi)光(guang)(guang)球層(ceng)活動(dong)的(de)重要標志。長期(qi)觀(guan)測太(tai)(tai)(tai)(tai)陽(yang)黑(hei)(hei)(hei)(hei)子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)就會發(fa)現,有(you)(you)的(de)年(nian)(nian)份(fen)黑(hei)(hei)(hei)(hei)子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)多,有(you)(you)的(de)年(nian)(nian)份(fen)黑(hei)(hei)(hei)(hei)子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)少(shao),有(you)(you)時甚至幾天,幾十天日(ri)面上都(dou)沒有(you)(you)黑(hei)(hei)(hei)(hei)子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)。天文學(xue)(xue)家(jia)們(men)早就注意到(dao),太(tai)(tai)(tai)(tai)陽(yang)黑(hei)(hei)(hei)(hei)子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)從最(zui)多或最(zui)少(shao)的(de)年(nian)(nian)份(fen)到(dao)下一次最(zui)多或最(zui)少(shao)的(de)年(nian)(nian)份(fen),大約相隔(ge)11年(nian)(nian)。也(ye)(ye)就是(shi)說,太(tai)(tai)(tai)(tai)陽(yang)黑(hei)(hei)(hei)(hei)子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)有(you)(you)平均11年(nian)(nian)的(de)活動(dong)周(zhou)(zhou)期(qi),這也(ye)(ye)是(shi)整個太(tai)(tai)(tai)(tai)陽(yang)的(de)活動(dong)周(zhou)(zhou)期(qi)。天文學(xue)(xue)家(jia)把太(tai)(tai)(tai)(tai)陽(yang)黑(hei)(hei)(hei)(hei)子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)最(zui)多的(de)年(nian)(nian)份(fen)稱之為“太(tai)(tai)(tai)(tai)陽(yang)活動(dong)峰年(nian)(nian)”,把太(tai)(tai)(tai)(tai)陽(yang)黑(hei)(hei)(hei)(hei)子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)最(zui)少(shao)的(de)年(nian)(nian)份(fen)稱之為“太(tai)(tai)(tai)(tai)陽(yang)活動(dong)谷年(nian)(nian)”。
經過數(shu)世紀(ji)的(de)(de)研究,人類對太陽(yang)黑子的(de)(de)研究已經有了一定的(de)(de)成果。
分為以下幾點:
1.太陽(yang)黑(hei)子是太陽(yang)表(biao)面(mian)溫度相對較低而顯得黑(hei)的區(qu)域。
2.黑子會(hui)對地球的磁場(chang)和電(dian)離層產生(sheng)干擾,指(zhi)南針不能正確指(zhi)示方向,動物迷路,無線電(dian)通訊受到嚴重(zhong)影響或(huo)中斷,直接(jie)危害(hai)飛(fei)機、輪船、人造衛星(xing)等(deng)通訊系(xi)統安全。
太(tai)陽(yang)黑(hei)子活動的高峰期(qi),太(tai)陽(yang)會發射(she)大(da)量的高能粒子流與(yu)X射(she)線,引起地球(qiu)磁(ci)暴現象,導致(zhi)氣候異常,地球(qiu)上微生物因此大(da)量繁殖,這就(jiu)為流行疾(ji)病提(ti)供了溫床。
同(tong)時,太(tai)陽黑子的活動,還(huan)會引起(qi)生物(wu)體(ti)物(wu)質出現電離現象,引起(qi)感(gan)(gan)冒病(bing)毒中遺傳因子變(bian)異,或(huo)者發(fa)生突變(bian)性(xing)的遺傳,產生強感(gan)(gan)染力的亞型流感(gan)(gan)病(bing)毒,形成流行(xing)性(xing)感(gan)(gan)冒,或(huo)者導致人體(ti)的生理發(fa)生其(qi)他復雜(za)的生化反應,影響健康。
因此,太(tai)陽黑子量(liang)達到高峰期時,人類要及早(zao)預防流行(xing)性疾(ji)病(bing)。
有(you)趣(qu)的(de)是,一(yi)位瑞士天文(wen)學(xue)家發現(xian),太(tai)陽黑(hei)子多(duo)的(de)時(shi)候,氣候干燥,農業豐收,黑(hei)子少(shao)的(de)時(shi)候,暴雨成災(zai)。地(di)(di)震(zhen)(zhen)工作者發現(xian),太(tai)陽黑(hei)子數目增多(duo)的(de)時(shi)候,地(di)(di)球上的(de)地(di)(di)震(zhen)(zhen)也多(duo)。植(zhi)物(wu)學(xue)家發現(xian),植(zhi)物(wu)的(de)生長(chang)(chang)也隨著太(tai)陽黑(hei)子的(de)出現(xian)而呈現(xian)11年周期的(de)變化(hua),黑(hei)子多(duo)長(chang)(chang)得快,黑(hei)子少(shao)長(chang)(chang)得慢。
太陽(yang)(yang)耀(yao)(yao)斑是一種劇(ju)烈的(de)太陽(yang)(yang)活(huo)動,是太陽(yang)(yang)能量高度集(ji)中釋放的(de)過程。一般認(ren)為(wei)發生在色球層中,所以也叫“色球爆發”。其主(zhu)要觀測特征是,日面上(常在黑子群上空)突然出(chu)(chu)現迅(xun)速(su)發展的(de)亮斑閃耀(yao)(yao),其壽命僅在幾分(fen)鐘(zhong)到幾十分(fen)鐘(zhong)之間,亮度上升迅(xun)速(su),下降較慢。特別(bie)是在太陽(yang)(yang)活(huo)動峰(feng)年,耀(yao)(yao)斑出(chu)(chu)現頻繁且強(qiang)度變(bian)強(qiang)。
別看它只是(shi)一(yi)(yi)個亮點(dian),一(yi)(yi)旦出現,簡直是(shi)一(yi)(yi)次驚天動地(di)的(de)(de)大爆(bao)發(fa)。這一(yi)(yi)增亮釋放(fang)(fang)的(de)(de)能(neng)量相(xiang)當于10萬(wan)至100萬(wan)次強火山爆(bao)發(fa)的(de)(de)總(zong)能(neng)量,或相(xiang)當于上(shang)百(bai)億枚百(bai)噸級(ji)氫彈的(de)(de)爆(bao)炸;而一(yi)(yi)次較大的(de)(de)耀斑(ban)爆(bao)發(fa),在一(yi)(yi)二十分鐘內(nei)可釋放(fang)(fang)10的(de)(de)25次冪焦耳的(de)(de)巨大能(neng)量。
除了日面局部突然增亮(liang)的現象外,耀斑更主要表現在從(cong)射(she)(she)(she)電波段直到(dao)X射(she)(she)(she)線(xian)(xian)的輻(fu)(fu)射(she)(she)(she)通量的突然增強;耀斑所發射(she)(she)(she)的輻(fu)(fu)射(she)(she)(she)種類繁(fan)多,除可見光外,有(you)紫外線(xian)(xian)、X射(she)(she)(she)線(xian)(xian)和(he)(he)伽瑪射(she)(she)(she)線(xian)(xian),有(you)紅外線(xian)(xian)和(he)(he)射(she)(she)(she)電輻(fu)(fu)射(she)(she)(she),還(huan)有(you)沖擊波和(he)(he)高(gao)能粒子流,甚至有(you)能量特高(gao)的宇宙(zhou)射(she)(she)(she)線(xian)(xian)。
耀(yao)斑(ban)對地球(qiu)(qiu)空(kong)間環境(jing)造成很大(da)影響(xiang)。太陽色球(qiu)(qiu)層(ceng)(ceng)中一聲(sheng)爆炸,地球(qiu)(qiu)大(da)氣層(ceng)(ceng)即(ji)刻出現(xian)繚繞余音。耀(yao)斑(ban)爆發(fa)(fa)時,發(fa)(fa)出大(da)量的高(gao)能(neng)粒(li)(li)子(zi)到(dao)(dao)達地球(qiu)(qiu)軌道附近(jin)時,將會嚴重危(wei)及(ji)宇宙(zhou)飛行器內的宇航員和(he)儀(yi)器的安全(quan)。當耀(yao)斑(ban)輻射(she)來到(dao)(dao)地球(qiu)(qiu)附近(jin)時,與大(da)氣分子(zi)發(fa)(fa)生(sheng)劇烈(lie)碰撞(zhuang),破壞電(dian)離層(ceng)(ceng),使它失去反射(she)無(wu)線電(dian)電(dian)波的功(gong)能(neng)。無(wu)線電(dian)通(tong)信尤其(qi)是短波通(tong)信,以(yi)及(ji)電(dian)視(shi)臺(tai)、電(dian)臺(tai)廣播,會受到(dao)(dao)干(gan)擾甚(shen)至中斷。耀(yao)斑(ban)發(fa)(fa)射(she)的高(gao)能(neng)帶電(dian)粒(li)(li)子(zi)流(liu)與地球(qiu)(qiu)高(gao)層(ceng)(ceng)大(da)氣作(zuo)用(yong),產生(sheng)極(ji)光,并干(gan)擾地球(qiu)(qiu)磁場而引起磁暴。
此外,耀(yao)(yao)斑對氣象和水文等方面也有(you)著不同(tong)程度的(de)直接或間(jian)接影響正因(yin)為如(ru)此,人們(men)對耀(yao)(yao)斑爆發的(de)探測(ce)和預報的(de)關切程度與(yu)日(ri)俱增,正在(zai)努力揭(jie)開耀(yao)(yao)斑的(de)奧秘。
太(tai)(tai)陽光球(qiu)層(ceng)上(shang)比周圍更(geng)明亮(liang)的斑(ban)狀組織。用天文望遠鏡對它(ta)觀測時,常常可以(yi)發現:在光球(qiu)層(ceng)的表面有的明亮(liang)有的深暗(an)。這(zhe)種明暗(an)斑(ban)點(dian)是由于(yu)這(zhe)里的溫度高低不同而(er)形成的,比較深暗(an)的斑(ban)點(dian)叫做(zuo)“太(tai)(tai)陽黑(hei)子”,比較明亮(liang)的斑(ban)點(dian)叫做(zuo)“光斑(ban)”。光斑(ban)常在太(tai)(tai)陽表面的邊緣“表演(yan)”,卻(que)很少(shao)在太(tai)(tai)陽表面的中(zhong)心(xin)區露面。因為太(tai)(tai)陽表面中(zhong)心(xin)區的輻(fu)射屬(shu)于(yu)光球(qiu)層(ceng)的較深氣層(ceng),而(er)邊緣的光主要來源光球(qiu)層(ceng)較高部位,所以(yi),光斑(ban)比太(tai)(tai)陽表面高些,可以(yi)算得上(shang)是光球(qiu)層(ceng)上(shang)的“高原”。
光(guang)(guang)(guang)斑(ban)(ban)(ban)也是(shi)太(tai)(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)上(shang)(shang)一種強烈(lie)風(feng)(feng)(feng)暴,天文學家把(ba)它(ta)(ta)戲稱(cheng)為(wei)“高(gao)(gao)原風(feng)(feng)(feng)暴”。不(bu)(bu)過(guo)(guo),與烏云翻滾,大(da)雨滂沱,狂風(feng)(feng)(feng)卷(juan)地百草(cao)折的地面(mian)(mian)風(feng)(feng)(feng)暴相比,“高(gao)(gao)原風(feng)(feng)(feng)暴”的性格要溫(wen)和(he)得多(duo)。光(guang)(guang)(guang)斑(ban)(ban)(ban)的亮(liang)度(du)(du)只比寧靜光(guang)(guang)(guang)球(qiu)(qiu)(qiu)層略強一些,一般只大(da)10%;溫(wen)度(du)(du)比寧靜光(guang)(guang)(guang)球(qiu)(qiu)(qiu)層高(gao)(gao)300℃。許(xu)多(duo)光(guang)(guang)(guang)斑(ban)(ban)(ban)與太(tai)(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)黑子還結下不(bu)(bu)解之緣,常常環繞在(zai)太(tai)(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)黑子周圍“表(biao)演(yan)(yan)”。少部分光(guang)(guang)(guang)斑(ban)(ban)(ban)與太(tai)(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)黑子無關,活(huo)躍(yue)在(zai)70°高(gao)(gao)緯(wei)區域(yu),面(mian)(mian)積比較(jiao)小(xiao),光(guang)(guang)(guang)斑(ban)(ban)(ban)平(ping)均壽命約為(wei)15天,較(jiao)大(da)的光(guang)(guang)(guang)斑(ban)(ban)(ban)壽命可達三(san)個月。光(guang)(guang)(guang)斑(ban)(ban)(ban)不(bu)(bu)僅出現(xian)在(zai)光(guang)(guang)(guang)球(qiu)(qiu)(qiu)層上(shang)(shang),色球(qiu)(qiu)(qiu)層上(shang)(shang)也有(you)它(ta)(ta)活(huo)動的場所。當(dang)它(ta)(ta)在(zai)色球(qiu)(qiu)(qiu)層上(shang)(shang)“表(biao)演(yan)(yan)”時,活(huo)動的位(wei)置與在(zai)光(guang)(guang)(guang)球(qiu)(qiu)(qiu)層上(shang)(shang)露(lu)面(mian)(mian)時大(da)致吻(wen)合。不(bu)(bu)過(guo)(guo),出現(xian)在(zai)色球(qiu)(qiu)(qiu)層上(shang)(shang)的不(bu)(bu)叫(jiao)“光(guang)(guang)(guang)斑(ban)(ban)(ban)”,而叫(jiao)“譜斑(ban)(ban)(ban)”。實際上(shang)(shang),光(guang)(guang)(guang)斑(ban)(ban)(ban)與譜斑(ban)(ban)(ban)是(shi)同一個整體,只是(shi)因為(wei)它(ta)(ta)們的“住所”高(gao)(gao)度(du)(du)不(bu)(bu)同而已,這就(jiu)好(hao)比是(shi)一幢樓房,光(guang)(guang)(guang)斑(ban)(ban)(ban)住在(zai)樓下,譜斑(ban)(ban)(ban)住在(zai)樓上(shang)(shang)。
米(mi)粒(li)(li)組(zu)(zu)織(zhi)是太陽(yang)光球層上的(de)一(yi)種日面結(jie)構。呈多角形(xing)(xing)小(xiao)顆粒(li)(li)形(xing)(xing)狀,得(de)用天(tian)文望遠鏡才能觀(guan)測到。米(mi)粒(li)(li)組(zu)(zu)織(zhi)的(de)溫(wen)度(du)比米(mi)粒(li)(li)間區域(yu)的(de)溫(wen)度(du)約高300℃,因此(ci),顯得(de)比較明亮易見。雖說它們是小(xiao)顆粒(li)(li),實際的(de)直徑(jing)也有1000公里~2000公里。
明(ming)亮的(de)(de)米(mi)粒組(zu)織很可(ke)能(neng)是(shi)從對流層(ceng)上(shang)升到光球的(de)(de)熱(re)(re)氣團,不隨(sui)時(shi)間(jian)變(bian)化且(qie)均勻(yun)分布,且(qie)呈現激烈(lie)的(de)(de)起伏運(yun)動。米(mi)粒組(zu)織上(shang)升到一定的(de)(de)高度(du)時(shi)很快(kuai)就會(hui)變(bian)冷,并馬上(shang)沿著上(shang)升熱(re)(re)氣流之(zhi)間(jian)的(de)(de)空(kong)隙(xi)處(chu)下降;壽(shou)命(ming)也非常(chang)短暫來去匆匆,從產生到消(xiao)失,幾(ji)(ji)乎比地(di)球大氣層(ceng)中的(de)(de)云消(xiao)煙散(san)還要快(kuai)平均壽(shou)命(ming)只有(you)幾(ji)(ji)分鐘,此(ci)外(wai),發現的(de)(de)超米(mi)粒組(zu)織,其尺(chi)度(du)達3萬公里左(zuo)右,壽(shou)命(ming)約(yue)為20小時(shi)。
太(tai)陽風是一種(zhong)連續存在,來自太(tai)陽并(bing)以(yi)200-800km/s的(de)(de)速(su)度(du)運(yun)動(dong)的(de)(de)等(deng)離(li)子(zi)體(ti)流(liu)這種(zhong)物質(zhi)雖然與地球上的(de)(de)空(kong)氣(qi)不同,不是由(you)氣(qi)體(ti)的(de)(de)分(fen)子(zi)組(zu)成(cheng),而是由(you)更簡單的(de)(de)比原子(zi)還小一個(ge)層次的(de)(de)基本粒子(zi)——質(zhi)子(zi)和電子(zi)等(deng)組(zu)成(cheng),但它們流(liu)動(dong)時所(suo)產生的(de)(de)效應(ying)與空(kong)氣(qi)流(liu)動(dong)十分(fen)相似,所(suo)以(yi)稱它為太(tai)陽風。
當然(ran),太陽(yang)(yang)風(feng)的(de)密(mi)度(du)與地(di)(di)球(qiu)上(shang)(shang)的(de)風(feng)的(de)密(mi)度(du)相比,是非(fei)常(chang)(chang)非(fei)常(chang)(chang)稀(xi)薄而微不(bu)足道的(de),一般情況(kuang)下,在(zai)地(di)(di)球(qiu)附(fu)近(jin)的(de)行星際空間中,每(mei)(mei)立方厘米(mi)有幾(ji)個(ge)到幾(ji)十個(ge)粒子(zi)。而地(di)(di)球(qiu)上(shang)(shang)風(feng)的(de)密(mi)度(du)則(ze)為每(mei)(mei)立方厘米(mi)有2687億(yi)億(yi)個(ge)分子(zi)。太陽(yang)(yang)風(feng)雖然(ran)十分稀(xi)薄,但它刮(gua)起(qi)來(lai)的(de)猛烈勁卻(que)遠遠勝過地(di)(di)球(qiu)上(shang)(shang)的(de)風(feng)。在(zai)地(di)(di)球(qiu)上(shang)(shang),12級臺風(feng)的(de)風(feng)速(su)是每(mei)(mei)秒(miao)32.5米(mi)以(yi)上(shang)(shang)而太陽(yang)(yang)風(feng)的(de)風(feng)速(su),在(zai)地(di)(di)球(qiu)附(fu)近(jin)卻(que)經常(chang)(chang)保持在(zai)每(mei)(mei)秒(miao)350~450千米(mi),是地(di)(di)球(qiu)風(feng)速(su)的(de)上(shang)(shang)萬(wan)倍,最(zui)猛烈時可達每(mei)(mei)秒(miao)800千米(mi)以(yi)上(shang)(shang)。
太(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)風從太(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)大(da)氣最外層的日冕,向空間持(chi)續(xu)拋射出(chu)來(lai)的物質粒子流(liu)。這種粒子流(liu)是從冕洞(dong)中噴射出(chu)來(lai)的,其主(zhu)要成分是氫粒子和氦(hai)粒子。太(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)風有(you)兩種:一種持(chi)續(xu)不斷(duan)地輻射出(chu)來(lai),速(su)度(du)較小,粒子含量(liang)(liang)也(ye)較少,被稱為“持(chi)續(xu)太(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)風”;另一種是在太(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)活動(dong)時(shi)輻射出(chu)來(lai),速(su)度(du)較大(da),粒子含量(liang)(liang)也(ye)較多,這種太(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)風被稱為“擾動(dong)太(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)風”。擾動(dong)太(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)風對地球的影響很(hen)大(da),當(dang)它抵達地球時(shi),往(wang)往(wang)引(yin)起很(hen)大(da)的磁暴與強烈的極光,同時(shi)也(ye)產(chan)生電(dian)離層騷擾。
冕(mian)(mian)洞(dong)(dong)的(de)(de)分布(bu)區(qu)域(yu)可(ke)達太(tai)陽(yang)表(biao)面(mian)多(duo)數地(di)(di)(di)區(qu),尤其是在太(tai)陽(yang)的(de)(de)兩極地(di)(di)(di)區(qu),科學家(jia)已經發現冕(mian)(mian)洞(dong)(dong)內部存在磁場(chang)線(xian)(xian)的(de)(de)閉合(he)和開(kai)放,如果(guo)磁場(chang)線(xian)(xian)突然打開(kai)或者閉合(he),那(nei)么太(tai)陽(yang)表(biao)面(mian)就會出現較大(da)范圍(wei)的(de)(de)冕(mian)(mian)洞(dong)(dong)覆蓋現象,其分布(bu)區(qu)域(yu)遠大(da)于兩極地(di)(di)(di)區(qu),冕(mian)(mian)洞(dong)(dong)形成時可(ke)攜帶(dai)大(da)量的(de)(de)炙熱(re)等離子體,磁場(chang)線(xian)(xian)開(kai)放的(de)(de)區(qu)域(yu)可(ke)以看到冕(mian)(mian)洞(dong)(dong)的(de)(de)一些細節上(shang)變(bian)化,比如冕(mian)(mian)洞(dong)(dong)周圍(wei)出現類似浪花狀的(de)(de)結(jie)構等。
事實上,冕(mian)洞分布在(zai)日冕(mian)物質中密度較低的空間,而(er)且溫度極高,可達到(dao)數百萬度。
太(tai)陽(yang)動力學天文臺目前正在監視太(tai)陽(yang)表面的異常變化(hua),太(tai)陽(yang)正處于為期(qi)11年的活動周期(qi)高峰(feng)時段,未來我們(men)還(huan)將看到強烈的太(tai)陽(yang)耀斑以(yi)及日冕物質拋射等現象。
這些(xie)太陽活動(dong)的(de)背后都有(you)磁場因素(su)的(de)介入,對太陽活動(dong)的(de)判斷(duan)似乎較為困難(nan)。科(ke)學(xue)家還發(fa)現如果(guo)冕洞發(fa)生(sheng)的(de)區(qu)域分布(bu)在太陽表(biao)面的(de)高緯度地區(qu),那么(me)可形成速度較快(kuai)的(de)太陽風。
太陽上絕大(da)多(duo)數的(de)(de)氫(qing)正逐(zhu)漸(jian)(jian)燃燒(shao)轉變為氦,可以說(shuo)太陽正處于(yu)最(zui)穩(wen)定(ding)的(de)(de)主序星(xing)(xing)階段。對太陽這樣質量(liang)的(de)(de)恒星(xing)(xing)而(er)言,主序星(xing)(xing)階段約可持續110億年。恒星(xing)(xing)由(you)于(yu)放(fang)出光(guang)而(er)慢(man)慢(man)地(di)在(zai)收縮,而(er)在(zai)收縮過(guo)程(cheng)中,中心部分的(de)(de)密度就會(hui)增加(jia),壓力也會(hui)升(sheng)高(gao)(gao),使(shi)得氫(qing)會(hui)燃燒(shao)得更厲害,這樣一來(lai)溫度就會(hui)升(sheng)高(gao)(gao),太陽的(de)(de)亮度也會(hui)逐(zhu)漸(jian)(jian)增強。太陽自從45億年前進入主序星(xing)(xing)階段到(dao)如今(jin),太陽光(guang)的(de)(de)亮度增強了30%,預計今(jin)后還會(hui)繼續增強,使(shi)地(di)球(qiu)溫度不斷(duan)升(sheng)高(gao)(gao)。
65億(yi)(yi)年后,當(dang)太(tai)(tai)陽的(de)(de)(de)(de)(de)(de)主序星(xing)(xing)(xing)階(jie)(jie)(jie)段(duan)結束(shu)時,預計(ji)太(tai)(tai)陽光的(de)(de)(de)(de)(de)(de)亮度將是(shi)如(ru)(ru)今的(de)(de)(de)(de)(de)(de)2.2倍,而(er)地球(qiu)(qiu)(qiu)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)平均溫度要比如(ru)(ru)今高(gao)60℃左右。屆時就算地球(qiu)(qiu)(qiu)上仍(reng)有海水(shui),恐怕也快被(bei)蒸(zheng)發(fa)光了。若僅(jin)從(cong)平均溫度來(lai)看(kan),火星(xing)(xing)(xing)反而(er)會(hui)(hui)是(shi)最(zui)適宜人(ren)類居住的(de)(de)(de)(de)(de)(de)星(xing)(xing)(xing)球(qiu)(qiu)(qiu)。在主序星(xing)(xing)(xing)階(jie)(jie)(jie)段(duan),因(yin)恒星(xing)(xing)(xing)自身引力(li)而(er)造成收縮的(de)(de)(de)(de)(de)(de)這(zhe)股向(xiang)內的(de)(de)(de)(de)(de)(de)力(li)和因(yin)燃燒而(er)引起的(de)(de)(de)(de)(de)(de)向(xiang)外(wai)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)力(li)會(hui)(hui)互相牽制(zhi)而(er)達到平衡。但在65億(yi)(yi)年后,太(tai)(tai)陽中心部分的(de)(de)(de)(de)(de)(de)氫會(hui)(hui)燃盡,最(zui)后只剩下其周圍的(de)(de)(de)(de)(de)(de)球(qiu)(qiu)(qiu)殼狀部分有氫燃燒。在球(qiu)(qiu)(qiu)殼內不再燃燒的(de)(de)(de)(de)(de)(de)區域,由(you)于抵消引力(li)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)向(xiang)外(wai)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)力(li)減弱而(er)開(kai)始(shi)急速(su)收縮,此時太(tai)(tai)陽會(hui)(hui)越來(lai)越亮,球(qiu)(qiu)(qiu)殼外(wai)側部分因(yin)受(shou)到影(ying)(ying)響而(er)導致溫度升高(gao)并開(kai)始(shi)膨(peng)脹,這(zhe)便是(shi)另(ling)一個(ge)階(jie)(jie)(jie)段(duan)--紅巨(ju)星(xing)(xing)(xing)階(jie)(jie)(jie)段(duan)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)開(kai)始(shi)。紅巨(ju)星(xing)(xing)(xing)階(jie)(jie)(jie)段(duan)會(hui)(hui)持續數億(yi)(yi)年,其間太(tai)(tai)陽的(de)(de)(de)(de)(de)(de)亮度會(hui)(hui)達到如(ru)(ru)今的(de)(de)(de)(de)(de)(de)2000倍,木星(xing)(xing)(xing)和土星(xing)(xing)(xing)周圍的(de)(de)(de)(de)(de)(de)溫度也會(hui)(hui)升高(gao),木星(xing)(xing)(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)冰衛星(xing)(xing)(xing)以及作為(wei)土星(xing)(xing)(xing)特征的(de)(de)(de)(de)(de)(de)環都(dou)會(hui)(hui)被(bei)蒸(zheng)發(fa)得無(wu)影(ying)(ying)無(wu)蹤,最(zui)后,太(tai)(tai)陽的(de)(de)(de)(de)(de)(de)外(wai)層(ceng)部分甚至會(hui)(hui)膨(peng)脹到如(ru)(ru)今的(de)(de)(de)(de)(de)(de)地球(qiu)(qiu)(qiu)軌道(dao)附近。
另(ling)一(yi)(yi)方面,從(cong)外(wai)層部(bu)分會(hui)(hui)不斷放出氣(qi)體,最(zui)終太陽的(de)質(zhi)量(liang)會(hui)(hui)減至(zhi)主(zhu)序星(xing)(xing)(xing)階段的(de)60%。因太陽引(yin)力(li)減弱(ruo)之(zhi)故,行(xing)星(xing)(xing)(xing)開(kai)始遠離(li)太陽。當(dang)太陽質(zhi)量(liang)減至(zhi)原來(lai)(lai)的(de)60%時,行(xing)星(xing)(xing)(xing)和太陽的(de)距離(li)要比現在擴大(da)(da)70%。這(zhe)樣(yang)一(yi)(yi)來(lai)(lai),雖(sui)然水星(xing)(xing)(xing)和金(jin)星(xing)(xing)(xing)被吞(tun)沒的(de)可能(neng)性極大(da)(da),但地球(qiu)在太陽外(wai)層部(bu)分到達(da)之(zhi)前應該(gai)會(hui)(hui)拉(la)大(da)(da)距離(li)而存活下來(lai)(lai),火星(xing)(xing)(xing)和木(mu)(mu)星(xing)(xing)(xing)型行(xing)星(xing)(xing)(xing)(木(mu)(mu)星(xing)(xing)(xing),土(tu)星(xing)(xing)(xing),天(tian)王星(xing)(xing)(xing),海王星(xing)(xing)(xing))也會(hui)(hui)存活下來(lai)(lai)。
像太(tai)陽這般質量的(de)(de)星(xing)球,在其密度(du)已變得(de)非常高(gao)的(de)(de)中心部分(fen)只會(hui)收(shou)縮(suo)到一定程(cheng)度(du),也就是(shi)溫(wen)度(du)只會(hui)升高(gao)到某種程(cheng)度(du),中心部分(fen)的(de)(de)火(huo)會(hui)漸(jian)(jian)漸(jian)(jian)消(xiao)失。太(tai)陽逐漸(jian)(jian)失去光芒,膨(peng)脹的(de)(de)外層(ceng)部分(fen)將(jiang)收(shou)縮(suo),冷卻成致(zhi)密的(de)(de)白矮(ai)星(xing)。通(tong)過紅巨(ju)星(xing)時代考(kao)驗(yan)而存留(liu)下來(lai)的(de)(de)行(xing)星(xing)將(jiang)會(hui)繼續(xu)圍繞太(tai)陽運行(xing),所(suo)有(you)一切都將(jiang)被(bei)凍結(jie),最后太(tai)陽系迎接(jie)的(de)(de)將(jiang)會(hui)是(shi)寂靜狀態的(de)(de)結(jie)束。
若太陽這(zhe)種恒星變為(wei)白矮星,每秒自轉一(yi)周。密度至(zhi)少為(wei)1.41×1011kg/m3。
太陽受探測歷史
時間(年) 探測器名稱 國家 成就
1960-1968 先(xian)驅者5-9號(hao) 美國 繞太陽運行,研(yan)究太陽風(feng)、耀斑
1974-1976 太陽神1-2號 美德(de)合作 近距離高速(su)掠(lve)過太陽表面,測量(liang)太陽風與磁場
1980 太陽極大使者 美國 收集了(le)耀(yao)斑、太陽黑子和日珥(er)發出的X射線。伽馬射線、紫外輻(fu)射的資料。
1990 尤利(li)西斯 美歐合作 在太(tai)陽(yang)(yang)極(ji)區(qu)上方的(de)太(tai)陽(yang)(yang)風以(yi)及(ji)太(tai)陽(yang)(yang)磁場(chang)
1991 陽光 日(ri)英美(mei)合作 測(ce)量了(le)太陽耀斑發(fa)(fa)出的X射(she)線(xian)和伽馬射(she)線(xian)以及耀斑爆(bao)發(fa)(fa)前的狀況
1995 SOHO 美歐合作 研(yan)究太陽內部結(jie)構(gou)和表面發生的(de)事件
1998 TRACE 美國(guo) 了解太(tai)陽磁場(chang)與(yu)日冕(mian)加熱之(zhi)間的聯系
2006 STEREO 美國 全方位提供太陽爆發和太陽風的星系
2010 SDO 美(mei)國 預測太陽活動對地球的影響(xiang)
2018 Parker Solar Probe 美(mei)國 探索太陽運行機制
2021 羲和號(hao) 中(zhong)國 2021年(nian)10月14日18時51分(fen),中(zhong)國在太原衛星發射中(zhong)心采(cai)用(yong)長征二(er)號(hao)丁運(yun)載火箭,成功發射首顆太陽探測科學技術試驗衛星“羲和號(hao)”,實(shi)現中(zhong)國太陽探測零的突破。
2021 風云三號E星 中國 空(kong)間日冕探測
2022 空(kong)間新技術試(shi)驗衛星 中國 太陽(yang)過渡區的探測
2021年(nian)9月2日(ri),中國(guo)“黎明星”風云(yun)三號E星(以(yi)下(xia)簡(jian)稱“E星”)發布(bu)首批高精度、多波段(duan)太陽圖像(xiang)(xiang)。在太陽極紫(zi)外動畫圖像(xiang)(xiang)上,太陽最外層大(da)氣(qi)——日(ri)冕數(shu)天內(nei)的變化(hua)被精準捕捉(zhuo),太陽活動區、冕洞(dong)等也清晰可見。
這(zhe)段風云三號E星太陽(yang)極紫(zi)外圖像做成的(de)動(dong)畫展示了日(ri)(ri)冕(mian)2021年8月24日(ri)(ri)至(zhi)31日(ri)(ri)的(de)變(bian)化,隨(sui)著太陽(yang)緩(huan)(huan)緩(huan)(huan)地自轉,太陽(yang)上(shang)的(de)活動(dong)區、冕(mian)洞(dong)等(deng)特征也一一呈現在(zai)我們面前,宛若一幅壯美的(de)畫卷。耀斑類似于地球上(shang)的(de)閃(shan)電。
2022年(nian)3月,歐洲航天局(ju)發布了(le)一張(zhang)太陽(yang)的(de)(de)高(gao)(gao)分(fen)辨(bian)率(lv)圖像(xiang),號稱有(you)史以來最高(gao)(gao)分(fen)辨(bian)率(lv)的(de)(de)太陽(yang)圖像(xiang),大小為56.26MB。這是太陽(yang)軌(gui)道飛(fei)行器(qi)在大約(yue)7500萬公里的(de)(de)距離在極紫外(wai)光下看到的(de)(de)太陽(yang)。該圖像(xiang)是3月7日(ri)由(you)極紫外(wai)成像(xiang)儀(EUI)儀器(qi)的(de)(de)高(gao)(gao)分(fen)辨(bian)率(lv)望遠鏡拍攝(she),將25張(zhang)單(dan)幅圖像(xiang)進(jin)行了(le)拼接(jie),每張(zhang)圖像(xiang)拍攝(she)耗時10分(fen)鐘,總共花了(le)4個多小時。
2022年8月30日(ri),中(zhong)國首(shou)顆(ke)太(tai)(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)(yang)探測科學(xue)技(ji)術試(shi)驗(yan)衛星“羲和(he)號”在(zai)國際上(shang)首(shou)次(ci)(ci)實現了(le)(le)對太(tai)(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)(yang)Hα(氫阿爾法)波段的(de)(de)(de)光(guang)譜(pu)掃描(miao)成像(xiang),記錄(lu)了(le)(le)太(tai)(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)(yang)活(huo)動(dong)在(zai)光(guang)球(qiu)層和(he)色(se)球(qiu)層的(de)(de)(de)響應(ying)過(guo)程,通過(guo)一(yi)次(ci)(ci)掃描(miao),可獲取376個(ge)波長位置的(de)(de)(de)太(tai)(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)(yang)圖像(xiang),不(bu)同波長對應(ying)了(le)(le)光(guang)球(qiu)和(he)色(se)球(qiu)不(bu)同層次(ci)(ci)的(de)(de)(de)太(tai)(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)(yang)大(da)氣。根據(ju)這(zhe)些譜(pu)線的(de)(de)(de)精細(xi)結構(gou),可反演出高(gao)精度的(de)(de)(de)全日(ri)面色(se)球(qiu)和(he)光(guang)球(qiu)多普勒速度場(chang),發生(sheng)在(zai)太(tai)(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)(yang)大(da)氣中(zhong)的(de)(de)(de)活(huo)動(dong)可被(bei)詳細(xi)記錄(lu)到,進而研究太(tai)(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)(yang)活(huo)動(dong)的(de)(de)(de)物理過(guo)程。