太(tai)(tai)陽(yang)(yang)(Sun)是太(tai)(tai)陽(yang)(yang)系的中心天體(ti)(ti),占有太(tai)(tai)陽(yang)(yang)系總體(ti)(ti)質量的99.86%。太(tai)(tai)陽(yang)(yang)系中的八大行星(xing)、小行星(xing)、流星(xing)、彗星(xing)、外海王星(xing)天體(ti)(ti)以及星(xing)際(ji)塵埃等,都圍(wei)繞著(zhu)太(tai)(tai)陽(yang)(yang)公轉(zhuan),而太(tai)(tai)陽(yang)(yang)則圍(wei)繞著(zhu)銀河系的中心公轉(zhuan)。
太(tai)陽(yang)是位于(yu)太(tai)陽(yang)系(xi)中心(xin)的(de)恒星,它(ta)幾乎(hu)是熱(re)等離子體與磁場交織著的(de)一個理想球(qiu)體。太(tai)陽(yang)直徑大(da)約(yue)是1392000(1.392×10?)千(qian)(qian)米,相當于(yu)地球(qiu)直徑的(de)109倍;體積大(da)約(yue)是地球(qiu)的(de)130萬倍;其質量大(da)約(yue)是2×103?千(qian)(qian)克(地球(qiu)的(de)330000倍)。從(cong)化學組成來看,現在太(tai)陽(yang)質量的(de)大(da)約(yue)四分之三是氫,剩下的(de)幾乎(hu)都是氦,包括(kuo)氧、碳、氖(nai)、鐵和其他的(de)重元素(su)質量少于(yu)2%,采用(yong)核聚變的(de)方式向太(tai)空(kong)釋放光和熱(re)。
太(tai)陽目前正在穿越銀河系(xi)內(nei)部邊緣獵戶臂的(de)本(ben)地泡(pao)區中的(de)本(ben)星(xing)際云。在距(ju)離(li)地球17光年的(de)距(ju)離(li)內(nei)有50顆最(zui)鄰近(jin)的(de)恒(heng)星(xing)系(xi)(與太(tai)陽距(ju)離(li)最(zui)近(jin)的(de)恒(heng)星(xing)是稱(cheng)作(zuo)比鄰星(xing)的(de)紅矮(ai)星(xing),大(da)約4.2光年)。
太(tai)(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)是一(yi)顆黃矮星(xing)(光(guang)譜為(wei)G2V),黃矮星(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)壽命大(da)(da)(da)致(zhi)為(wei)100億年(nian),目前(qian)太(tai)(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)大(da)(da)(da)約(yue)45.7億歲。在大(da)(da)(da)約(yue)50至60億年(nian)之后,太(tai)(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)內部(bu)的(de)(de)(de)(de)(de)氫元素幾乎會(hui)全部(bu)消耗盡,太(tai)(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)的(de)(de)(de)(de)(de)核心將發生(sheng)(sheng)坍縮,導致(zhi)溫(wen)度上升,這一(yi)過(guo)程將一(yi)直持續到(dao)太(tai)(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)開(kai)始把氦元素聚變(bian)成碳元素。雖然氦聚變(bian)產(chan)生(sheng)(sheng)的(de)(de)(de)(de)(de)能量(liang)(liang)比氫聚變(bian)產(chan)生(sheng)(sheng)的(de)(de)(de)(de)(de)能量(liang)(liang)少,但溫(wen)度也(ye)更高,因此太(tai)(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)的(de)(de)(de)(de)(de)外層(ceng)將膨脹,并且把一(yi)部(bu)分外層(ceng)大(da)(da)(da)氣(qi)釋(shi)放到(dao)太(tai)(tai)(tai)(tai)空中。當轉向(xiang)新元素的(de)(de)(de)(de)(de)過(guo)程結束時,太(tai)(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)的(de)(de)(de)(de)(de)質量(liang)(liang)將稍微下降(jiang),外層(ceng)將延伸到(dao)地球(qiu)或者(zhe)火星(xing)目前(qian)運行的(de)(de)(de)(de)(de)軌道處(這時由于(yu)太(tai)(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)質量(liang)(liang)的(de)(de)(de)(de)(de)下降(jiang),這兩顆行星(xing)將會(hui)離太(tai)(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)更遠)。
太(tai)(tai)陽(yang)是(shi)在(zai)(zai)(zai)(zai)(zai)大(da)約(yue)45.7億(yi)年前(qian)在(zai)(zai)(zai)(zai)(zai)一個(ge)坍縮的(de)(de)(de)氫分子云內形成。太(tai)(tai)陽(yang)形成的(de)(de)(de)時(shi)間(jian)以兩種方法(fa)測量:太(tai)(tai)陽(yang)目前(qian)在(zai)(zai)(zai)(zai)(zai)主(zhu)序帶上的(de)(de)(de)年齡,使用恒(heng)星演(yan)(yan)化(hua)(hua)(hua)和太(tai)(tai)初核(he)合成的(de)(de)(de)電腦模(mo)型確認,大(da)約(yue)就是(shi)45.7億(yi)年。這與放射性定(ding)年法(fa)得到的(de)(de)(de)太(tai)(tai)陽(yang)最古老(lao)的(de)(de)(de)物(wu)質是(shi)45.67億(yi)年非常(chang)的(de)(de)(de)吻合。太(tai)(tai)陽(yang)在(zai)(zai)(zai)(zai)(zai)其主(zhu)序的(de)(de)(de)演(yan)(yan)化(hua)(hua)(hua)階段已(yi)經(jing)到了(le)(le)中(zhong)年期(qi),在(zai)(zai)(zai)(zai)(zai)這個(ge)階段的(de)(de)(de)核(he)聚變(bian)是(shi)在(zai)(zai)(zai)(zai)(zai)核(he)心將氫聚變(bian)成氦。每秒中(zhong)有超(chao)過400萬噸的(de)(de)(de)物(wu)質在(zai)(zai)(zai)(zai)(zai)太(tai)(tai)陽(yang)的(de)(de)(de)核(he)心轉化(hua)(hua)(hua)成能(neng)量,產生中(zhong)微(wei)子和太(tai)(tai)陽(yang)輻射。以這個(ge)速率(lv),到目前(qian)為止,太(tai)(tai)陽(yang)大(da)約(yue)轉化(hua)(hua)(hua)了(le)(le)100個(ge)地球質量的(de)(de)(de)物(wu)質成為能(neng)量,太(tai)(tai)陽(yang)在(zai)(zai)(zai)(zai)(zai)主(zhu)序帶上耗費的(de)(de)(de)時(shi)間(jian)總共大(da)約(yue)為100億(yi)年。
太(tai)陽(yang)沒有(you)足夠的(de)(de)質量(liang)爆(bao)發成(cheng)為超新(xin)星(xing),替(ti)代的(de)(de)是(shi)(shi),在約50億年后(hou)它將(jiang)(jiang)(jiang)進(jin)入紅(hong)(hong)巨(ju)(ju)星(xing)的(de)(de)階段,氦(hai)核(he)(he)(he)心(xin)(xin)為抵抗引力(li)而(er)收縮,同(tong)時(shi)變(bian)(bian)熱;緊(jin)挨(ai)核(he)(he)(he)心(xin)(xin)的(de)(de)氫包(bao)層(ceng)因溫度上(shang)升而(er)加(jia)速聚(ju)(ju)變(bian)(bian),結果產生的(de)(de)熱量(liang)持續增加(jia),傳導到(dao)外層(ceng),使其向外膨(peng)脹(zhang)。當(dang)核(he)(he)(he)心(xin)(xin)的(de)(de)溫度達(da)到(dao)1億K時(shi),氦(hai)聚(ju)(ju)變(bian)(bian)將(jiang)(jiang)(jiang)開始進(jin)行并燃燒生成(cheng)碳。由于(yu)此(ci)時(shi)的(de)(de)氦(hai)核(he)(he)(he)心(xin)(xin)已經相當(dang)于(yu)一個(ge)小型“白矮星(xing)”(電(dian)子(zi)簡(jian)并態),熱失(shi)控的(de)(de)氦(hai)聚(ju)(ju)變(bian)(bian)將(jiang)(jiang)(jiang)導致氦(hai)閃,釋放的(de)(de)巨(ju)(ju)大能量(liang)使太(tai)陽(yang)核(he)(he)(he)心(xin)(xin)大幅度膨(peng)脹(zhang),解除了電(dian)子(zi)簡(jian)并態,然后(hou)核(he)(he)(he)心(xin)(xin)剩余的(de)(de)氦(hai)進(jin)行穩定的(de)(de)聚(ju)(ju)變(bian)(bian)。從外部看,太(tai)陽(yang)將(jiang)(jiang)(jiang)如新(xin)星(xing)般突然增亮5~10個(ge)星(xing)等(相比(bi)于(yu)此(ci)前的(de)(de)“紅(hong)(hong)巨(ju)(ju)星(xing)”階段),接著體積(ji)大幅度縮小,變(bian)(bian)得比(bi)原先(xian)的(de)(de)紅(hong)(hong)巨(ju)(ju)星(xing)暗淡得多(但仍(reng)將(jiang)(jiang)(jiang)比(bi)現在的(de)(de)太(tai)陽(yang)亮),直(zhi)到(dao)核(he)(he)(he)心(xin)(xin)的(de)(de)碳逐(zhu)步累積(ji),再次進(jin)入核(he)(he)(he)心(xin)(xin)收縮、外層(ceng)膨(peng)脹(zhang)階段。這(zhe)就是(shi)(shi)漸近巨(ju)(ju)星(xing)分支(zhi)階段。
地(di)球(qiu)(qiu)(qiu)的(de)(de)(de)(de)命運是不確定的(de)(de)(de)(de),當太(tai)(tai)陽(yang)成(cheng)為紅巨(ju)星(xing)時,其(qi)半徑大(da)(da)約會(hui)是現在(zai)的(de)(de)(de)(de)200倍(bei),表面可能將膨脹至地(di)球(qiu)(qiu)(qiu)現在(zai)的(de)(de)(de)(de)軌道——1AU(1.5×1011m)。然而(er)(er),當太(tai)(tai)陽(yang)成(cheng)為漸近巨(ju)星(xing)分(fen)支(zhi)的(de)(de)(de)(de)恒(heng)星(xing)時,由于恒(heng)星(xing)風的(de)(de)(de)(de)作(zuo)用,它大(da)(da)約已經流失30%的(de)(de)(de)(de)質(zhi)量,所(suo)以地(di)球(qiu)(qiu)(qiu)的(de)(de)(de)(de)軌道會(hui)向(xiang)外移動。如果只是這樣,地(di)球(qiu)(qiu)(qiu)或許可以幸免,但新的(de)(de)(de)(de)研究認為地(di)球(qiu)(qiu)(qiu)可能會(hui)因為潮汐的(de)(de)(de)(de)相互作(zuo)用而(er)(er)被(bei)太(tai)(tai)陽(yang)吞(tun)噬掉。但即使地(di)球(qiu)(qiu)(qiu)能逃脫被(bei)太(tai)(tai)陽(yang)焚毀的(de)(de)(de)(de)命運,地(di)球(qiu)(qiu)(qiu)上的(de)(de)(de)(de)水(shui)仍(reng)然都會(hui)沸騰(teng),大(da)(da)部分(fen)的(de)(de)(de)(de)氣體都會(hui)逃逸入太(tai)(tai)空。
即使(shi)(shi)太(tai)陽(yang)仍在(zai)主序帶的(de)現階段,太(tai)陽(yang)的(de)光度(du)(du)仍然(ran)在(zai)緩(huan)慢的(de)增(zeng)(zeng)加(每10億(yi)年(nian)約增(zeng)(zeng)加10%),表面的(de)溫(wen)度(du)(du)也緩(huan)緩(huan)的(de)提(ti)升(sheng)。太(tai)陽(yang)過去的(de)光度(du)(du)比(bi)較暗淡,這可能是生(sheng)命在(zai)10億(yi)年(nian)前才出現在(zai)陸地上的(de)原因。太(tai)陽(yang)的(de)溫(wen)度(du)(du)若依(yi)照這樣的(de)速率增(zeng)(zeng)加,在(zai)未來(lai)的(de)10億(yi)年(nian),地球(qiu)可能會變(bian)得太(tai)熱,使(shi)(shi)水不再能以液態(tai)存在(zai)于地球(qiu)表面,而使(shi)(shi)地球(qiu)上所(suo)有的(de)生(sheng)物趨于滅絕。
繼紅(hong)巨星(xing)階(jie)段之后,激烈的(de)熱脈動將導(dao)致太陽外層的(de)氣(qi)體逃逸,形成行星(xing)狀(zhuang)星(xing)云。在外層被剝離后,唯一(yi)留存(cun)下來的(de)就是恒星(xing)炙熱的(de)核心(xin)——白矮星(xing),并在數十億年中逐(zhu)漸(jian)冷卻和黯(an)淡。這(zhe)是低質量(liang)(liang)與中質量(liang)(liang)恒星(xing)演化的(de)典型。
太陽是(shi)一個(ge)巨大而(er)熾熱的(de)氣(qi)體星球(qiu)。知(zhi)道(dao)了日地(di)(di)距離,再從地(di)(di)球(qiu)上(shang)測(ce)得太陽圓面的(de)視角直徑(jing)(jing),從簡單的(de)三(san)角關(guan)系就可以求出太陽的(de)半徑(jing)(jing)為(wei)69.6萬千米,是(shi)地(di)(di)球(qiu)半徑(jing)(jing)的(de)109倍。由此(ci)可以算(suan)出太陽的(de)體積為(wei)地(di)(di)球(qiu)的(de)130萬倍。
天(tian)文學家根據開普勒行星運動的(de)(de)第三定律(lv),利用地球的(de)(de)質量(liang)(liang)和它環(huan)繞(rao)太陽(yang)運轉的(de)(de)軌道半徑及周期,還可以推算出太陽(yang)的(de)(de)質量(liang)(liang)為1.989×103?千(qian)克,這個質量(liang)(liang)是(shi)地球的(de)(de)33萬倍。并(bing)且集中了太陽(yang)系99.86%的(de)(de)質量(liang)(liang)。但是(shi),即使這樣一(yi)個龐然大物(wu),在(zai)茫茫宇宙之中,卻也不過只是(shi)一(yi)顆質量(liang)(liang)中等的(de)(de)普通恒(heng)星而(er)已。
由(you)太(tai)(tai)陽(yang)(yang)的(de)體(ti)積和質量,可以計(ji)算(suan)出太(tai)(tai)陽(yang)(yang)平均密度(du)為(wei)1.409克/厘米(mi)(mi)3,約為(wei)地(di)球平均密度(du)的(de)0.26倍。太(tai)(tai)陽(yang)(yang)表(biao)面(mian)的(de)重(zhong)力(li)加(jia)速(su)(su)(su)度(du)等于273.9810米(mi)(mi)/秒2,約為(wei)地(di)球表(biao)面(mian)重(zhong)力(li)加(jia)速(su)(su)(su)度(du)的(de)28倍,如(ru)果一(yi)個人(ren)站(zhan)在太(tai)(tai)陽(yang)(yang)表(biao)面(mian),那么他的(de)體(ti)重(zhong)將會是(shi)在地(di)球上的(de)20倍。太(tai)(tai)陽(yang)(yang)表(biao)面(mian)的(de)逃逸速(su)(su)(su)度(du)約617.7公里/秒,任何一(yi)個中性粒(li)子(zi)的(de)速(su)(su)(su)度(du)必須大于這個值(zhi),才能脫離太(tai)(tai)陽(yang)(yang)的(de)吸引(yin)力(li)而跑到(dao)宇宙(zhou)空間中去。
太(tai)陽(yang)(yang)(yang)只(zhi)是宇宙中一(yi)(yi)顆十分普通的(de)(de)恒星(xing),但它卻是太(tai)陽(yang)(yang)(yang)系(xi)的(de)(de)中心天(tian)體。太(tai)陽(yang)(yang)(yang)系(xi)中,包(bao)含(han)我們的(de)(de)地球在(zai)內(nei)的(de)(de)八大行星(xing)、一(yi)(yi)些(xie)矮行星(xing)、彗(hui)星(xing)和其(qi)它無(wu)數的(de)(de)太(tai)陽(yang)(yang)(yang)系(xi)小天(tian)體,都在(zai)太(tai)陽(yang)(yang)(yang)的(de)(de)強大引力作用(yong)下環繞太(tai)陽(yang)(yang)(yang)運行。太(tai)陽(yang)(yang)(yang)系(xi)的(de)(de)疆域龐(pang)大,僅以冥王星(xing)為(wei)例,其(qi)運行軌道距離太(tai)陽(yang)(yang)(yang)就將(jiang)近40個(ge)天(tian)文單位,也(ye)就是60億千米之遙(yao)遠,而實際上太(tai)陽(yang)(yang)(yang)系(xi)的(de)(de)范(fan)圍(wei)還(huan)要數十倍(bei)于此。
但是這(zhe)樣一個(ge)龐大(da)的(de)(de)太(tai)陽系家族(zu),在銀(yin)(yin)河(he)系中(zhong)卻僅僅只(zhi)是十分普通的(de)(de)滄海(hai)一粟。銀(yin)(yin)河(he)系擁有至少1000億顆以(yi)上的(de)(de)恒星,直徑(jing)約(yue)10萬光年(nian)。太(tai)陽位于(yu)銀(yin)(yin)道面之北的(de)(de)獵戶座旋臂上,距離銀(yin)(yin)河(he)系中(zhong)心(xin)約(yue)30000光年(nian),在銀(yin)(yin)道面以(yi)北約(yue)26光年(nian),它一方(fang)面繞著銀(yin)(yin)心(xin)以(yi)每秒(miao)250公里的(de)(de)速度旋轉,周(zhou)(zhou)期(qi)大(da)概是2.5億年(nian),另(ling)一方(fang)面又相對于(yu)周(zhou)(zhou)圍恒星以(yi)每秒(miao)19.7公里的(de)(de)速度朝著織(zhi)女星附(fu)近(jin)方(fang)向運動。太(tai)陽也在自轉,其周(zhou)(zhou)期(qi)在日面赤(chi)道帶約(yue)25天(tian);兩極區約(yue)為35天(tian)。
太陽(yang)(yang)正在(zai)(zai)(zai)穿越銀(yin)河(he)(he)系(xi)(xi)內部邊緣獵戶臂的(de)(de)本地泡區中(zhong)的(de)(de)本星(xing)際云。在(zai)(zai)(zai)距(ju)(ju)離地球17光(guang)年的(de)(de)距(ju)(ju)離內有(you)50顆最鄰近的(de)(de)恒星(xing)系(xi)(xi)(距(ju)(ju)離最近的(de)(de)一顆恒星(xing)是紅矮星(xing),被稱為比鄰星(xing),距(ju)(ju)太陽(yang)(yang)大(da)約(yue)4.2光(guang)年),太陽(yang)(yang)的(de)(de)質量在(zai)(zai)(zai)這些恒星(xing)中(zhong)排在(zai)(zai)(zai)第四(si)。太陽(yang)(yang)在(zai)(zai)(zai)距(ju)(ju)離銀(yin)河(he)(he)中(zhong)心24000至(zhi)26000光(guang)年的(de)(de)距(ju)(ju)離上繞著銀(yin)河(he)(he)公轉,從銀(yin)河(he)(he)北(bei)極鳥瞰,太陽(yang)(yang)沿順時針軌道(dao)運行(xing),大(da)約(yue)2億(yi)2500萬至(zhi)2億(yi)5000萬年繞行(xing)一周。由于銀(yin)河(he)(he)系(xi)(xi)在(zai)(zai)(zai)宇(yu)宙微波(bo)背景輻射(CMB)中(zhong)以550公里/秒的(de)(de)速(su)(su)度朝(chao)向(xiang)長蛇(she)座(zuo)的(de)(de)方(fang)(fang)向(xiang)運動,這兩個速(su)(su)度合成之后(hou),太陽(yang)(yang)相對于CMB的(de)(de)速(su)(su)度是370公里/秒,朝(chao)向(xiang)巨爵座(zuo)或獅子座(zuo)的(de)(de)方(fang)(fang)向(xiang)運動。
在(zai)南(nan)門二(比鄰星(xing)(xing)所在(zai)的(de)三合星(xing)(xing)系統)的(de)位(wei)置觀看我們的(de)太陽時,太陽則會成為(wei)仙后座(zuo)(zuo)中一顆視星(xing)(xing)等為(wei)0.5等的(de)恒星(xing)(xing)。大體來說,仙后座(zuo)(zuo)的(de)外形(xing)將(jiang)會從(cong)//變(bian)成///,太陽將(jiang)會位(wei)在(zai)仙后座(zuo)(zuo)ε星(xing)(xing)的(de)尾端(duan)。
太陽繞銀(yin)河(he)(he)系(xi)中心公(gong)轉,繞銀(yin)河(he)(he)系(xi)中心公(gong)轉周期約2.5×10?年。銀(yin)河(he)(he)系(xi)中心可能有巨(ju)大黑(hei)洞,但它周圍布滿了恒(heng)星(xing)(xing),所以看上(shang)去象“銀(yin)盤(pan)”。這些(xie)恒(heng)星(xing)(xing)都(dou)繞“銀(yin)核(he)”公(gong)轉。與地球(qiu)公(gong)轉不同(tong),這些(xie)恒(heng)星(xing)(xing)公(gong)轉每繞一周離“銀(yin)核(he)”會更近。
太陽和其(qi)它天(tian)體一(yi)樣,也(ye)在圍繞自(zi)(zi)(zi)己(ji)的軸心自(zi)(zi)(zi)西向東自(zi)(zi)(zi)轉(zhuan),但(dan)觀測和研(yan)究表明,太陽表面不(bu)同的緯度(du)處(chu)(chu),自(zi)(zi)(zi)轉(zhuan)速度(du)不(bu)一(yi)樣。在赤道處(chu)(chu),太陽自(zi)(zi)(zi)轉(zhuan)一(yi)周需要(yao)25.4天(tian),而在緯度(du)40處(chu)(chu)需要(yao)27.2天(tian),到了兩極(ji)地(di)區(qu),自(zi)(zi)(zi)轉(zhuan)一(yi)周則需要(yao)35天(tian)左右。這種自(zi)(zi)(zi)轉(zhuan)方式被(bei)稱為(wei)“較差(cha)自(zi)(zi)(zi)轉(zhuan)”。
根據太(tai)(tai)陽(yang)(yang)活動的相對(dui)強弱,太(tai)(tai)陽(yang)(yang)可分為(wei)寧(ning)靜(jing)太(tai)(tai)陽(yang)(yang)和(he)活動太(tai)(tai)陽(yang)(yang)兩大類。寧(ning)靜(jing)太(tai)(tai)陽(yang)(yang)是一(yi)個理論上假定寧(ning)靜(jing)的球(qiu)(qiu)對(dui)稱熱氣體(ti)球(qiu)(qiu),其性質(zhi)只隨半徑而變,而且在(zai)任一(yi)球(qiu)(qiu)層中都是均勻的,其目(mu)的在(zai)于研究太(tai)(tai)陽(yang)(yang)的總體(ti)結構(gou)和(he)一(yi)般性質(zhi)。在(zai)這種假定下,按照由里往(wang)外的順序,太(tai)(tai)陽(yang)(yang)是由核心(xin)、輻射區、對(dui)流(liu)層、光球(qiu)(qiu)層、色(se)球(qiu)(qiu)層、日(ri)冕層構(gou)成。光球(qiu)(qiu)層之下稱為(wei)太(tai)(tai)陽(yang)(yang)內部;光球(qiu)(qiu)層之上稱為(wei)太(tai)(tai)陽(yang)(yang)大氣。
太陽圈電流片延(yan)伸到太陽系(xi)外(wai),結果(guo)是來(lai)自太陽的旋(xuan)轉磁場影響到星(xing)際物(wu)質中的等離子體。
太(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)是磁(ci)力(li)活(huo)(huo)躍(yue)的(de)恒星(xing),它支撐(cheng)一(yi)(yi)個強(qiang)大(da)(da)、年復(fu)一(yi)(yi)年在(zai)(zai)(zai)(zai)變化的(de)磁(ci)場(chang)(chang)(chang),并且(qie)大(da)(da)約(yue)每11年環繞著(zhu)(zhu)太(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)極(ji)大(da)(da)期(qi)反(fan)轉(zhuan)它的(de)方向太(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)磁(ci)場(chang)(chang)(chang)會導致很多影響(xiang),稱為太(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)活(huo)(huo)動(dong),包(bao)括在(zai)(zai)(zai)(zai)太(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)表面(mian)的(de)太(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)黑子(zi)(zi)、太(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)耀(yao)斑、和(he)攜(xie)帶著(zhu)(zhu)物(wu)質穿越太(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)系(xi)且(qie)不(bu)斷變化的(de)太(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)風(feng)。太(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)活(huo)(huo)動(dong)對(dui)地(di)球的(de)影響(xiang)包(bao)括在(zai)(zai)(zai)(zai)高(gao)緯度(du)的(de)極(ji)光,和(he)擾亂無線電通訊和(he)電力(li)。太(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)活(huo)(huo)動(dong)被認為在(zai)(zai)(zai)(zai)太(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)系(xi)的(de)形成(cheng)和(he)演化扮(ban)演了(le)很重要的(de)角色,太(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)因為高(gao)溫的(de)緣故,所有的(de)物(wu)質都是氣(qi)體和(he)等離子(zi)(zi)體,這(zhe)使得太(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)的(de)轉(zhuan)速(su)可能在(zai)(zai)(zai)(zai)赤道(大(da)(da)約(yue)25天(tian))較快,而不(bu)是高(gao)緯度(du)(在(zai)(zai)(zai)(zai)兩極(ji)約(yue)為35天(tian))太(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)因緯度(du)不(bu)同的(de)較差自轉(zhuan)造(zao)成(cheng)它的(de)磁(ci)場(chang)(chang)(chang)線隨著(zhu)(zhu)時間(jian)而糾纏在(zai)(zai)(zai)(zai)一(yi)(yi)起(qi),造(zao)成(cheng)磁(ci)場(chang)(chang)(chang)圈(quan)從太(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)表面(mian)噴發(fa)出(chu)來,并觸發(fa)太(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)形成(cheng)系(xi)距性的(de)太(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)黑子(zi)(zi)和(he)日(ri)珥(參見磁(ci)重聯)。隨著(zhu)(zhu)太(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)每11年反(fan)轉(zhuan)它本(ben)身(shen)的(de)磁(ci)場(chang)(chang)(chang),這(zhe)種糾纏創(chuang)造(zao)了(le)太(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)發(fa)電機和(he)11年的(de)太(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)磁(ci)場(chang)(chang)(chang)活(huo)(huo)動(dong)太(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)周期(qi)。
太(tai)陽(yang)磁(ci)場(chang)(chang)朝太(tai)陽(yang)本體(ti)外更遠(yuan)處延伸,磁(ci)化的(de)(de)(de)(de)太(tai)陽(yang)風(feng)等(deng)離(li)子體(ti)攜帶著(zhu)太(tai)陽(yang)的(de)(de)(de)(de)磁(ci)場(chang)(chang)進入(ru)太(tai)空,形成所謂(wei)的(de)(de)(de)(de)行(xing)(xing)星(xing)(xing)際(ji)磁(ci)場(chang)(chang)由于等(deng)離(li)子體(ti)只能沿著(zhu)磁(ci)場(chang)(chang)線移動(dong),離(li)開太(tai)陽(yang)的(de)(de)(de)(de)行(xing)(xing)星(xing)(xing)際(ji)磁(ci)場(chang)(chang)起初是(shi)(shi)沿著(zhu)徑向(xiang)伸展的(de)(de)(de)(de)。因(yin)位在(zai)太(tai)陽(yang)赤(chi)道上(shang)方和下方離(li)開太(tai)陽(yang)的(de)(de)(de)(de)磁(ci)場(chang)(chang)具(ju)有不(bu)同(tong)的(de)(de)(de)(de)極(ji)性,因(yin)此在(zai)太(tai)陽(yang)的(de)(de)(de)(de)赤(chi)道平(ping)面存在(zai)著(zhu)一(yi)層薄薄的(de)(de)(de)(de)電(dian)流層,稱(cheng)(cheng)為(wei)太(tai)陽(yang)圈電(dian)流片(pian)。太(tai)陽(yang)的(de)(de)(de)(de)自轉使(shi)得(de)遠(yuan)距(ju)(ju)離(li)的(de)(de)(de)(de)磁(ci)場(chang)(chang)和電(dian)流片(pian)旋轉成像(xiang)是(shi)(shi)阿基米(mi)德螺旋結構,稱(cheng)(cheng)為(wei)派克螺旋。行(xing)(xing)星(xing)(xing)際(ji)磁(ci)場(chang)(chang)的(de)(de)(de)(de)強度遠(yuan)比(bi)太(tai)陽(yang)的(de)(de)(de)(de)偶極(ji)性磁(ci)場(chang)(chang)強大。太(tai)陽(yang)50-400μT的(de)(de)(de)(de)磁(ci)偶極(ji)(在(zai)光球(qiu)(qiu))隨著(zhu)距(ju)(ju)離(li)的(de)(de)(de)(de)三次方衰減,在(zai)地球(qiu)(qiu)的(de)(de)(de)(de)距(ju)(ju)離(li)上(shang)只有0.1nT。然而依據太(tai)空船的(de)(de)(de)(de)觀測,在(zai)地球(qiu)(qiu)附近的(de)(de)(de)(de)行(xing)(xing)星(xing)(xing)際(ji)磁(ci)場(chang)(chang)是(shi)(shi)這個數值的(de)(de)(de)(de)100倍,大約是(shi)(shi)5nT。
從中心(xin)到0.25太(tai)(tai)陽(yang)半徑是太(tai)(tai)陽(yang)發(fa)射巨大(da)能量的(de)(de)真正源(yuan)頭,也稱為(wei)核反應區。在(zai)這(zhe)里,太(tai)(tai)陽(yang)核心(xin)處(chu)溫度高達1500萬(wan)度,壓力(li)相(xiang)當于(yu)3000億個(ge)大(da)氣(qi)壓,隨時都在(zai)進行著四個(ge)氫核聚變(bian)成一個(ge)氦核的(de)(de)熱核反應。根(gen)據(ju)原子(zi)核物理學(xue)和(he)愛(ai)因斯(si)坦(tan)的(de)(de)質能轉換關系式E=mc2,每秒鐘有質量為(wei)6億噸(dun)的(de)(de)氫經過熱核聚變(bian)反應為(wei)5.96億噸(dun)的(de)(de)氦,并釋放出(chu)相(xiang)當于(yu)400萬(wan)噸(dun)氫的(de)(de)能量,正是這(zhe)巨大(da)的(de)(de)能源(yuan)帶(dai)給(gei)了我們(men)光和(he)熱,但這(zhe)損失的(de)(de)質量與太(tai)(tai)陽(yang)的(de)(de)總質量相(xiang)比,卻是不值一提的(de)(de)。根(gen)據(ju)對太(tai)(tai)陽(yang)內部氫含量的(de)(de)估計,太(tai)(tai)陽(yang)至少還有50億年的(de)(de)正常(chang)壽(shou)命。
0.25太(tai)(tai)陽半(ban)徑~0.86太(tai)(tai)陽半(ban)徑是(shi)太(tai)(tai)陽輻(fu)射(she)區(qu),它包含(han)了(le)各種電磁(ci)輻(fu)射(she)和(he)粒子流(liu)。輻(fu)射(she)從(cong)內部(bu)向外(wai)(wai)部(bu)傳(chuan)遞過(guo)程是(shi)多(duo)次被物質(zhi)吸收而又再次發射(she)的過(guo)程。從(cong)核反應區(qu)到(dao)太(tai)(tai)陽表面的行程中,能量依次以X射(she)線、遠紫外(wai)(wai)線、紫外(wai)(wai)線,最后是(shi)可見光的形式向外(wai)(wai)輻(fu)射(she)。太(tai)(tai)陽是(shi)一個取之(zhi)(zhi)難盡,用(yong)之(zhi)(zhi)不竭的能量源泉。
對流(liu)(liu)層是輻(fu)射區(qu)的(de)(de)(de)外側區(qu)域,其厚度約有十(shi)幾(ji)萬(wan)千(qian)米,由于這(zhe)里的(de)(de)(de)溫度、壓力和(he)密度梯度都(dou)很(hen)大,太(tai)陽(yang)氣體呈對流(liu)(liu)的(de)(de)(de)不穩定狀(zhuang)態。使物(wu)質的(de)(de)(de)徑向(xiang)對流(liu)(liu)運動(dong)強烈(lie),熱的(de)(de)(de)物(wu)質向(xiang)外運動(dong),冷的(de)(de)(de)物(wu)質沉入(ru)內(nei)部(bu)(bu),太(tai)陽(yang)內(nei)部(bu)(bu)能量就是靠(kao)物(wu)質的(de)(de)(de)這(zhe)種對流(liu)(liu),由內(nei)部(bu)(bu)向(xiang)外部(bu)(bu)傳輸(shu)。
太(tai)陽(yang)光球以(yi)上的(de)部(bu)分(fen)統稱為太(tai)陽(yang)大氣(qi)(qi)層(ceng),跨過整(zheng)個(ge)電(dian)磁(ci)頻譜,從(cong)無線(xian)電(dian)、可(ke)見光到伽(jia)馬射(she)線(xian),都(dou)(dou)可(ke)以(yi)觀察它們分(fen)為5個(ge)主(zhu)要的(de)部(bu)分(fen):溫度極(ji)小區(qu)、色(se)(se)球、過渡(du)區(qu)、日(ri)冕、和(he)太(tai)陽(yang)圈,太(tai)陽(yang)圈可(ke)能是(shi)太(tai)陽(yang)大氣(qi)(qi)層(ceng)最(zui)稀薄的(de)外(wai)緣并(bing)且延伸到冥王星軌道(dao)之外(wai)與(yu)星際物質交界,交界處(chu)稱為日(ri)鞘,并(bing)且在那兒(er)形成剪(jian)切的(de)激(ji)波前緣。色(se)(se)球、過渡(du)區(qu)和(he)日(ri)冕的(de)溫度都(dou)(dou)比太(tai)陽(yang)表面高(gao),原因還(huan)沒有獲得(de)證實,但(dan)證據指向阿(a)爾文波可(ke)能攜帶了足夠的(de)能量將日(ri)冕加熱。
對流層(ceng)上面的太(tai)陽(yang)(yang)大氣,稱為太(tai)陽(yang)(yang)光球(qiu)。光球(qiu)是一(yi)層(ceng)不透明的氣體薄層(ceng),厚(hou)度約(yue)500千米。它確定了(le)太(tai)陽(yang)(yang)非(fei)常清(qing)晰的邊界,幾乎所有的可見光都是從這一(yi)層(ceng)發射出來的。
色(se)(se)球(qiu)(qiu)(qiu)位于光(guang)球(qiu)(qiu)(qiu)之上。厚(hou)度約2000千米。太陽(yang)的(de)溫度分布從核心向外直(zhi)到(dao)光(guang)球(qiu)(qiu)(qiu)層(ceng)(ceng)(ceng),都是(shi)(shi)逐漸下降(jiang)的(de),但到(dao)了色(se)(se)球(qiu)(qiu)(qiu)層(ceng)(ceng)(ceng),卻又反(fan)常上升,到(dao)色(se)(se)球(qiu)(qiu)(qiu)頂部時(shi)(shi)(shi)已達幾萬度。由(you)于色(se)(se)球(qiu)(qiu)(qiu)層(ceng)(ceng)(ceng)發(fa)出的(de)可(ke)見光(guang)總(zong)量(liang)不及光(guang)球(qiu)(qiu)(qiu)的(de)1%,因此人們(men)平常看不到(dao)它。只有在發(fa)生日全食(shi)時(shi)(shi)(shi),即(ji)食(shi)既之前幾秒(miao)種或者生光(guang)以后幾秒(miao)鐘,當(dang)光(guang)球(qiu)(qiu)(qiu)所發(fa)射的(de)明亮(liang)光(guang)線被月影完全遮掩的(de)短(duan)暫時(shi)(shi)(shi)間內,在日面邊緣呈現(xian)出狹(xia)窄的(de)玫瑰紅色(se)(se)的(de)發(fa)光(guang)圈層(ceng)(ceng)(ceng),這就是(shi)(shi)色(se)(se)球(qiu)(qiu)(qiu)層(ceng)(ceng)(ceng)。平時(shi)(shi)(shi),科學(xue)家們(men)要通過單色(se)(se)光(guang)(波長為6563埃)色(se)(se)球(qiu)(qiu)(qiu)望(wang)遠(yuan)鏡才能觀測到(dao)太陽(yang)色(se)(se)球(qiu)(qiu)(qiu)層(ceng)(ceng)(ceng)。
日(ri)(ri)(ri)冕(mian)(mian)是太(tai)陽(yang)大氣(qi)的(de)(de)(de)(de)最外層,由高(gao)溫(wen)、低密度(du)(du)的(de)(de)(de)(de)等離子(zi)體所組成。亮度(du)(du)微弱,在(zai)白光中的(de)(de)(de)(de)總亮度(du)(du)比太(tai)陽(yang)圓面亮度(du)(du)的(de)(de)(de)(de)百分之(zhi)一還低,約相(xiang)當于滿月的(de)(de)(de)(de)亮度(du)(du),因(yin)此只(zhi)有(you)在(zai)日(ri)(ri)(ri)全食(shi)時才能展現其(qi)光彩,平時觀(guan)(guan)測則要(yao)使用專門的(de)(de)(de)(de)日(ri)(ri)(ri)冕(mian)(mian)儀。日(ri)(ri)(ri)冕(mian)(mian)的(de)(de)(de)(de)溫(wen)度(du)(du)高(gao)達百萬(wan)度(du)(du),其(qi)大小和形狀與太(tai)陽(yang)活(huo)(huo)動(dong)有(you)關(guan),在(zai)太(tai)陽(yang)活(huo)(huo)動(dong)極(ji)大年時,日(ri)(ri)(ri)冕(mian)(mian)接近圓形;在(zai)太(tai)陽(yang)寧靜年則呈橢圓形。自古以(yi)來,觀(guan)(guan)測日(ri)(ri)(ri)冕(mian)(mian)的(de)(de)(de)(de)傳統方法(fa)都是等待一次罕見的(de)(de)(de)(de)日(ri)(ri)(ri)全食(shi)——在(zai)黑暗的(de)(de)(de)(de)天空背(bei)景上,月面把明(ming)亮的(de)(de)(de)(de)太(tai)陽(yang)光球面遮掩住(zhu),而在(zai)日(ri)(ri)(ri)面周圍呈現出青白色的(de)(de)(de)(de)光區(qu),就是人們期待觀(guan)(guan)測的(de)(de)(de)(de)太(tai)陽(yang)最外層大氣(qi)——日(ri)(ri)(ri)冕(mian)(mian)。
太陽(yang)圈,從大(da)約20太陽(yang)半徑(0.1天(tian)文單(dan)位)到(dao)太陽(yang)系的(de)(de)(de)(de)(de)邊(bian)緣,這(zhe)一大(da)片環(huan)繞著太陽(yang)的(de)(de)(de)(de)(de)空間充滿了伴(ban)隨太陽(yang)風離(li)開太陽(yang)的(de)(de)(de)(de)(de)等(deng)離(li)子體(ti)。他的(de)(de)(de)(de)(de)內(nei)側邊(bian)界(jie)是太陽(yang)風成(cheng)為(wei)(wei)超阿(a)耳芬波的(de)(de)(de)(de)(de)那層位置-流體(ti)的(de)(de)(de)(de)(de)速度超過(guo)(guo)阿(a)耳芬波。因為(wei)(wei)訊(xun)息只能以阿(a)耳芬波的(de)(de)(de)(de)(de)速度傳遞,所以在這(zhe)個界(jie)限之外(wai)(wai)的(de)(de)(de)(de)(de)湍流和動力(li)學(xue)的(de)(de)(de)(de)(de)力(li)量不再能影響到(dao)內(nei)部的(de)(de)(de)(de)(de)日冕形狀(zhuang)。太陽(yang)風源源不斷的(de)(de)(de)(de)(de)進入太陽(yang)圈之中并向外(wai)(wai)吹(chui)拂,使得太陽(yang)的(de)(de)(de)(de)(de)磁(ci)場(chang)形成(cheng)螺旋的(de)(de)(de)(de)(de)形狀(zhuang),直到(dao)在距離(li)太陽(yang)超過(guo)(guo)50天(tian)文單(dan)位之外(wai)(wai)撞擊到(dao)日鞘為(wei)(wei)止(zhi)。
在2004年(nian)12月,旅行者1號探(tan)測器(qi)已穿越(yue)過(guo)(guo)被認為是日鞘(qiao)部分的激(ji)波前緣(yuan)。兩艘(sou)航海家(jia)太空船在穿越(yue)邊界(jie)時都(dou)偵測與記錄到能量超(chao)過(guo)(guo)一(yi)般(ban)微粒的高能粒子。
陽(yang)光(guang)(guang)(guang)是地(di)球(qiu)能(neng)量(liang)的主要來(lai)源。太(tai)(tai)(tai)陽(yang)常數(shu)是在距離太(tai)(tai)(tai)陽(yang)1天文(wen)單位(wei)(wei)的位(wei)(wei)置(也就是在或接近(jin)地(di)球(qiu)),直(zhi)接暴露在陽(yang)光(guang)(guang)(guang)下的每單位(wei)(wei)面(mian)(mian)積接收(shou)到(dao)的能(neng)量(liang),其值約相當(dang)于1,368W/m2(瓦每平方米(mi))。經過(guo)大氣層的吸收(shou)后(hou),抵(di)達地(di)球(qiu)表(biao)面(mian)(mian)的陽(yang)光(guang)(guang)(guang)已經衰減——在大氣清澈且太(tai)(tai)(tai)陽(yang)接近(jin)天頂(ding)的條(tiao)件下也只有約1,000W/m2。
有許(xu)多種天(tian)然的(de)(de)(de)合(he)成過程可以(yi)利用(yong)(yong)太陽(yang)能(neng)(neng)(neng)-光合(he)作(zuo)用(yong)(yong)是(shi)植物以(yi)化(hua)學(xue)的(de)(de)(de)方式(shi)從陽(yang)光中(zhong)擷取能(neng)(neng)(neng)量(氧的(de)(de)(de)釋出和碳化(hua)合(he)物的(de)(de)(de)減(jian)少),直接加熱或使(shi)用(yong)(yong)太陽(yang)電池轉(zhuan)換成電的(de)(de)(de)儀器被(bei)使(shi)用(yong)(yong)在太陽(yang)能(neng)(neng)(neng)發電的(de)(de)(de)設備上,或進(jin)行(xing)其(qi)他的(de)(de)(de)工作(zuo);有時也(ye)會使(shi)用(yong)(yong)集光式(shi)太陽(yang)能(neng)(neng)(neng)(也(ye)就是(shi)凝聚陽(yang)光)。儲存在原油(you)和其(qi)它化(hua)石燃料中(zhong)的(de)(de)(de)能(neng)(neng)(neng)量是(shi)來自遙遠的(de)(de)(de)過去經由光合(he)作(zuo)用(yong)(yong)轉(zhuan)換的(de)(de)(de)太陽(yang)能(neng)(neng)(neng)。
太陽的(de)外層,從它的(de)表(biao)(biao)面(mian)向(xiang)下至大(da)約(yue)200,000公(gong)里(或是(shi)70%的(de)太陽半徑),太陽的(de)等離(li)子體已經(jing)(jing)不(bu)(bu)夠稠密或不(bu)(bu)夠熱(re)不(bu)(bu)再能經(jing)(jing)由(you)傳導作用有(you)效(xiao)的(de)將內部(bu)的(de)熱(re)向(xiang)外傳送;換言之(zhi),它已經(jing)(jing)不(bu)(bu)夠透明了。結果是(shi),當熱(re)柱攜帶熱(re)物質前往表(biao)(biao)面(mian)(光球)產生了熱(re)對流(liu)。一旦這(zhe)些物質在表(biao)(biao)面(mian)變(bian)冷(leng),它會向(xiang)下切入對流(liu)帶的(de)底部(bu),再從輻射(she)帶的(de)頂部(bu)獲(huo)得更多的(de)熱(re)量在可(ke)見的(de)太陽表(biao)(biao)面(mian),溫度已經(jing)(jing)降至5700K,而且密度也只(zhi)有(you)0.2公(gong)克/立方米(大(da)約(yue)是(shi)海平面(mian)密度的(de)六(liu)千分之(zhi)一)。
在(zai)對流帶的(de)(de)熱柱(zhu)(zhu)形(xing)成在(zai)太陽(yang)(yang)表面上非常重要的(de)(de),像(xiang)是米粒(li)組織和(he)超(chao)米粒(li)組織。在(zai)對流帶的(de)(de)湍流會(hui)(hui)在(zai)太陽(yang)(yang)內部(bu)的(de)(de)外圍部(bu)分(fen)造成“小尺度”的(de)(de)發電機,這(zhe)會(hui)(hui)在(zai)太陽(yang)(yang)表面的(de)(de)各處(chu)產生(sheng)磁南(nan)極和(he)磁北極。太陽(yang)(yang)的(de)(de)熱柱(zhu)(zhu)是貝納得(de)穴流因此往(wang)往(wang)像(xiang)六角型的(de)(de)棱(leng)鏡。
作(zuo)為一顆恒星(xing)(xing),太陽(yang)(yang),其總體外觀性(xing)質(zhi)是,光度為383億億億瓦,絕對星(xing)(xing)等為4.8。是一顆黃色(se)G2型(xing)矮星(xing)(xing),有效溫度等于開氏5800度。太陽(yang)(yang)與在(zai)軌道(dao)上繞它公轉的(de)地球的(de)平均距離為149597870千(qian)米(499.005光秒或1天(tian)文單位)。按質(zhi)量計(ji),它的(de)物質(zhi)構成(cheng)是71%的(de)氫、26%的(de)氦(hai)和少(shao)量較重元素。它們(men)都是通過核聚變(bian)來釋放能(neng)量的(de),根據(ju)理論太陽(yang)(yang)最后核聚變(bian)反(fan)應產生(sheng)的(de)物質(zhi)是鐵和銅等金屬。
日地平均的距(ju)離(1天文單(dan)位):1.49597870×1011米(1億5千(qian)萬公里)
日地最遠(yuan)的距離(li):1.5210×1011米(mi)
日地最近(jin)的(de)距(ju)離:1.4710×1011米
遠(yuan)日(ri)點與近日(ri)點距離相差500萬千米
視星等:-26.74等
絕對(dui)星等(deng):4.83等(deng)
熱星等:-26.82等
絕對熱星等(deng):4.75等(deng)
太陽
日地平均(jun)距離 149,598,000千米
半徑 696,000千米(mi)
質量(liang) 1.989×1033克
平均(jun)密度(du) 1.409克/立(li)方厘米(mi)
有效溫度 5,770K
自轉會合周期 26.9日(赤道);31.1日(極區(qu))
光譜型 G2V
目視星等 -26.74等
目視(shi)絕(jue)對星等(deng) 4.83等(deng)
表面重力加速度 27,400厘米/平方秒
表面(mian)逃逸速度 617.7千米/秒
中(zhong)心溫度 約15,000,000K
中心密度 約160克/立方厘米(mi)
年齡 50億年
表面面積 大約6.09×1012平方千米
體積 大約(yue)1.412×101?立(li)方千(qian)米(mi)
日冕層溫(wen)度 5×200K
發(fa)光度(LS) 大(da)約3.827×102?Js?1
太陽壽命(ming) 約100億年
天文符號 ☉
太(tai)陽活動(dong)周期 11.04年
總輻射功率 3.86×102?瓦特(te)
光球成分(質量)
名稱 所占百分比
氫 73.46%
氦 24.85%
氧 0.77%
碳 0.29%
鐵 0.16%
氖 0.12%
氮 0.09%
硅 0.07%
鎂 0.05%
硫 0.04%
太陽輻射的(de)峰值(zhi)(zhi)波(bo)長(chang)(500納米)介于(yu)光(guang)(guang)譜中藍光(guang)(guang)和綠光(guang)(guang)的(de)過渡區域。恒(heng)星的(de)溫度(du)與(yu)其(qi)(qi)輻射中占主要(yao)地位的(de)波(bo)長(chang)有密(mi)切關系。就(jiu)太陽來(lai)說(shuo),其(qi)(qi)表面的(de)溫度(du)大約在(zai)5800K。然(ran)而,由于(yu)人的(de)眼睛對峰值(zhi)(zhi)波(bo)長(chang)周圍的(de)其(qi)(qi)它顏色(se)更敏感,所以太陽看(kan)起(qi)來(lai)呈現出白色(se)或是黃白色(se)。
核(he)(he)心是太陽內唯一能(neng)經由核(he)(he)聚變產(chan)生(sheng)大量能(neng)量的(de)區域,溫度(du)高達1570萬K。99%的(de)能(neng)量產(chan)生(sheng)在(zai)太陽半徑的(de)24%以(yi)內,而在(zai)30%半徑處,核(he)(he)聚變反應幾乎完(wan)全停止。
光球(qiu)(qiu)層上最顯著的現(xian)象(xiang)就是太陽黑子,所(suo)謂(wei)太陽黑子,只指太陽光球(qiu)(qiu)層上的溫(wen)度相對較低的區域,其溫(wen)度約為(wei)4500K,而光球(qiu)(qiu)其余部分的溫(wen)度約為(wei)5777K。
色球厚度約(yue)2000千米,太陽的(de)溫度分布從核心向外直到(dao)(dao)光球層(ceng),都是逐(zhu)漸下降的(de),但到(dao)(dao)了色球層(ceng),卻又反常上(shang)升,到(dao)(dao)接近頂端(duan)的(de)溫度大約(yue)在20000K。
日冕是(shi)太陽(yang)大氣的最外層,它由高溫(wen)、低密(mi)度(du)的等離子(zi)體所組(zu)成(cheng),日冕的溫(wen)度(du)高達(da)百萬度(du)。
太(tai)(tai)陽看起(qi)來很(hen)平靜,實(shi)際上(shang)無時無刻不在(zai)發生劇烈的活動。太(tai)(tai)陽由(you)里向外分別為(wei)太(tai)(tai)陽核反應區、太(tai)(tai)陽對(dui)流層、太(tai)(tai)陽大(da)(da)氣(qi)層。其中22億分之一的能量輻射到(dao)地球(qiu),成(cheng)為(wei)地球(qiu)上(shang)光和(he)(he)熱的主(zhu)要(yao)來源。太(tai)(tai)陽表(biao)面和(he)(he)大(da)(da)氣(qi)層中的活動現象,諸(zhu)如(ru)太(tai)(tai)陽黑(hei)子、耀斑和(he)(he)日冕物質噴發(日珥)等(deng),會(hui)使太(tai)(tai)陽風大(da)(da)大(da)(da)增強(qiang),造(zao)成(cheng)許多地球(qiu)物理現象──例如(ru)極光增多、大(da)(da)氣(qi)電(dian)離層和(he)(he)地磁的變化。
太陽活(huo)(huo)動和(he)太陽風(feng)的(de)(de)增強還會嚴重(zhong)干擾地(di)(di)球上無線電通(tong)訊(xun)及(ji)航(hang)(hang)天設(she)備的(de)(de)正常工作,使衛星上的(de)(de)精(jing)密電子儀器遭受損害,地(di)(di)面通(tong)訊(xun)網絡、電力控制網絡發生混亂,甚至可能(neng)對航(hang)(hang)天飛機和(he)空間站中宇航(hang)(hang)員(yuan)的(de)(de)生命構(gou)成威脅。因此,監測太陽活(huo)(huo)動和(he)太陽風(feng)的(de)(de)強度,適時(shi)作出“空間氣象”預(yu)報,越來越顯得(de)重(zhong)要。
4000年(nian)(nian)(nian)前古(gu)時候(hou)祖(zu)先肉眼都(dou)看到(dao)(dao)了像3條(tiao)腿的(de)(de)(de)(de)(de)(de)烏鴉的(de)(de)(de)(de)(de)(de)黑(hei)(hei)(hei)(hei)子,通過一般的(de)(de)(de)(de)(de)(de)光(guang)學(xue)望遠鏡觀測(ce)太(tai)陽,觀測(ce)到(dao)(dao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)是光(guang)球(qiu)(qiu)層(ceng)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)活(huo)(huo)動(dong)。在光(guang)球(qiu)(qiu)上常常可以看到(dao)(dao)很(hen)多(duo)黑(hei)(hei)(hei)(hei)色(se)斑(ban)點,它們(men)叫做“太(tai)陽黑(hei)(hei)(hei)(hei)子”。太(tai)陽黑(hei)(hei)(hei)(hei)子在日(ri)面(mian)上的(de)(de)(de)(de)(de)(de)大小、多(duo)少(shao)、位置和形態(tai)等,每天(tian)都(dou)不同。太(tai)陽黑(hei)(hei)(hei)(hei)子是光(guang)球(qiu)(qiu)層(ceng)物質劇烈運動(dong)而形成的(de)(de)(de)(de)(de)(de)局部強磁場區域(yu),也(ye)是光(guang)球(qiu)(qiu)層(ceng)活(huo)(huo)動(dong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)重要標志(zhi)。長期(qi)(qi)(qi)觀測(ce)太(tai)陽黑(hei)(hei)(hei)(hei)子就(jiu)會(hui)發(fa)現,有(you)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)年(nian)(nian)(nian)份(fen)黑(hei)(hei)(hei)(hei)子多(duo),有(you)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)年(nian)(nian)(nian)份(fen)黑(hei)(hei)(hei)(hei)子少(shao),有(you)時甚(shen)至幾天(tian),幾十天(tian)日(ri)面(mian)上都(dou)沒有(you)黑(hei)(hei)(hei)(hei)子。天(tian)文(wen)學(xue)家們(men)早就(jiu)注(zhu)意到(dao)(dao),太(tai)陽黑(hei)(hei)(hei)(hei)子從最(zui)多(duo)或最(zui)少(shao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)年(nian)(nian)(nian)份(fen)到(dao)(dao)下(xia)一次最(zui)多(duo)或最(zui)少(shao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)年(nian)(nian)(nian)份(fen),大約相隔(ge)11年(nian)(nian)(nian)。也(ye)就(jiu)是說,太(tai)陽黑(hei)(hei)(hei)(hei)子有(you)平均11年(nian)(nian)(nian)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)活(huo)(huo)動(dong)周期(qi)(qi)(qi),這也(ye)是整個太(tai)陽的(de)(de)(de)(de)(de)(de)活(huo)(huo)動(dong)周期(qi)(qi)(qi)。天(tian)文(wen)學(xue)家把太(tai)陽黑(hei)(hei)(hei)(hei)子最(zui)多(duo)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)年(nian)(nian)(nian)份(fen)稱之(zhi)(zhi)為“太(tai)陽活(huo)(huo)動(dong)峰年(nian)(nian)(nian)”,把太(tai)陽黑(hei)(hei)(hei)(hei)子最(zui)少(shao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)年(nian)(nian)(nian)份(fen)稱之(zhi)(zhi)為“太(tai)陽活(huo)(huo)動(dong)谷年(nian)(nian)(nian)”。
經過數(shu)世紀的(de)(de)研究,人類對太陽黑子(zi)的(de)(de)研究已經有(you)了一定(ding)的(de)(de)成(cheng)果。
分為以下幾點:
1.太陽黑子是太陽表(biao)面溫度相(xiang)對較低(di)而顯得黑的(de)區域。
2.黑子會對地(di)球的磁場(chang)和電(dian)(dian)離層產生干擾,指(zhi)南針不能正確(que)指(zhi)示方(fang)向,動物迷(mi)路(lu),無(wu)線電(dian)(dian)通訊受到嚴重(zhong)影響或中(zhong)斷,直接危害飛機(ji)、輪(lun)船、人(ren)造衛星等通訊系統安全。
太陽黑子(zi)活動的高(gao)峰期,太陽會發(fa)射大(da)量的高(gao)能粒(li)子(zi)流與X射線,引起地球磁暴現(xian)象,導致氣候異常,地球上(shang)微(wei)生物因此大(da)量繁殖,這就為(wei)流行(xing)疾病提供了溫床。
同時,太陽黑子的活動(dong),還會(hui)引起生物體(ti)物質出(chu)現(xian)電離現(xian)象,引起感(gan)冒(mao)病毒中遺傳因子變異,或(huo)者(zhe)發生突變性的遺傳,產生強感(gan)染力的亞型(xing)流感(gan)病毒,形成流行(xing)性感(gan)冒(mao),或(huo)者(zhe)導致人體(ti)的生理(li)發生其他復雜的生化反應(ying),影響健(jian)康。
因(yin)此,太陽黑(hei)子量達到高峰期時,人類要(yao)及早預防流行性疾(ji)病。
有趣(qu)的(de)(de)是,一位瑞士(shi)天文學家發現,太陽(yang)(yang)黑(hei)(hei)子(zi)多(duo)的(de)(de)時候,氣候干燥,農業豐收,黑(hei)(hei)子(zi)少的(de)(de)時候,暴雨(yu)成災。地震工(gong)作者(zhe)發現,太陽(yang)(yang)黑(hei)(hei)子(zi)數目增多(duo)的(de)(de)時候,地球上(shang)的(de)(de)地震也(ye)(ye)多(duo)。植(zhi)物(wu)(wu)學家發現,植(zhi)物(wu)(wu)的(de)(de)生(sheng)長(chang)也(ye)(ye)隨著太陽(yang)(yang)黑(hei)(hei)子(zi)的(de)(de)出(chu)現而(er)呈現11年周(zhou)期的(de)(de)變化,黑(hei)(hei)子(zi)多(duo)長(chang)得(de)快,黑(hei)(hei)子(zi)少長(chang)得(de)慢(man)。
太陽(yang)耀(yao)(yao)斑(ban)是一(yi)種劇烈的太陽(yang)活動,是太陽(yang)能量高度集中(zhong)釋放的過(guo)程。一(yi)般認為發(fa)生在色(se)球層(ceng)中(zhong),所以也叫“色(se)球爆發(fa)”。其主要觀測特(te)(te)征是,日面上(常在黑子群上空)突然(ran)出現(xian)迅速(su)發(fa)展的亮斑(ban)閃耀(yao)(yao),其壽命僅(jin)在幾分鐘到幾十分鐘之(zhi)間,亮度上升(sheng)迅速(su),下降較慢。特(te)(te)別是在太陽(yang)活動峰年,耀(yao)(yao)斑(ban)出現(xian)頻繁且(qie)強度變強。
別(bie)看它(ta)只是(shi)一(yi)(yi)個亮(liang)(liang)點(dian),一(yi)(yi)旦(dan)出現,簡直是(shi)一(yi)(yi)次驚天(tian)動地的(de)(de)大爆發(fa)。這一(yi)(yi)增(zeng)亮(liang)(liang)釋(shi)放的(de)(de)能(neng)(neng)量(liang)(liang)相當(dang)(dang)于10萬至100萬次強火山爆發(fa)的(de)(de)總(zong)能(neng)(neng)量(liang)(liang),或相當(dang)(dang)于上百億枚百噸級(ji)氫彈(dan)的(de)(de)爆炸;而一(yi)(yi)次較大的(de)(de)耀斑爆發(fa),在一(yi)(yi)二十分(fen)鐘內(nei)可釋(shi)放10的(de)(de)25次冪焦耳的(de)(de)巨大能(neng)(neng)量(liang)(liang)。
除(chu)了日面局(ju)部(bu)突(tu)然增亮的(de)現象外,耀(yao)斑(ban)(ban)更(geng)主(zhu)要表現在(zai)從(cong)射(she)(she)電波段直(zhi)到X射(she)(she)線(xian)的(de)輻射(she)(she)通量(liang)(liang)的(de)突(tu)然增強(qiang);耀(yao)斑(ban)(ban)所發射(she)(she)的(de)輻射(she)(she)種類(lei)繁(fan)多,除(chu)可見光(guang)外,有紫外線(xian)、X射(she)(she)線(xian)和伽瑪射(she)(she)線(xian),有紅外線(xian)和射(she)(she)電輻射(she)(she),還有沖擊(ji)波和高(gao)能(neng)粒子流,甚至有能(neng)量(liang)(liang)特高(gao)的(de)宇宙射(she)(she)線(xian)。
耀(yao)斑對(dui)地球(qiu)(qiu)空間環境(jing)造成很大(da)影響。太(tai)陽色球(qiu)(qiu)層中一聲(sheng)爆炸,地球(qiu)(qiu)大(da)氣(qi)層即刻(ke)出現繚繞余(yu)音。耀(yao)斑爆發時,發出大(da)量(liang)的高(gao)能粒(li)子(zi)(zi)到達地球(qiu)(qiu)軌(gui)道附近時,將會(hui)嚴重危(wei)及宇(yu)宙飛行(xing)器(qi)內的宇(yu)航員和儀(yi)器(qi)的安全。當耀(yao)斑輻射(she)來(lai)到地球(qiu)(qiu)附近時,與大(da)氣(qi)分(fen)子(zi)(zi)發生劇烈(lie)碰撞(zhuang),破壞電(dian)(dian)離層,使它失去反射(she)無線電(dian)(dian)電(dian)(dian)波的功能。無線電(dian)(dian)通信尤(you)其是短波通信,以及電(dian)(dian)視臺(tai)、電(dian)(dian)臺(tai)廣播,會(hui)受到干擾(rao)甚(shen)至中斷(duan)。耀(yao)斑發射(she)的高(gao)能帶電(dian)(dian)粒(li)子(zi)(zi)流與地球(qiu)(qiu)高(gao)層大(da)氣(qi)作用,產生極光,并干擾(rao)地球(qiu)(qiu)磁(ci)場而引起磁(ci)暴(bao)。
此外(wai),耀斑對(dui)氣(qi)象和(he)水文(wen)等方面也有(you)著不同程度(du)的(de)直接或(huo)間接影響正因為如此,人們(men)對(dui)耀斑爆發的(de)探(tan)測和(he)預報的(de)關切(qie)程度(du)與日俱增,正在(zai)努力(li)揭開耀斑的(de)奧秘。
太(tai)陽(yang)光(guang)球(qiu)(qiu)層(ceng)上比周(zhou)圍更明(ming)亮的(de)(de)(de)斑(ban)(ban)(ban)狀(zhuang)組織。用(yong)天文望遠(yuan)鏡(jing)對它觀測時,常常可以(yi)發現:在光(guang)球(qiu)(qiu)層(ceng)的(de)(de)(de)表(biao)面(mian)有(you)的(de)(de)(de)明(ming)亮有(you)的(de)(de)(de)深(shen)暗。這種明(ming)暗斑(ban)(ban)(ban)點(dian)(dian)是由(you)于(yu)這里(li)的(de)(de)(de)溫度(du)高(gao)(gao)低不同而形成的(de)(de)(de),比較深(shen)暗的(de)(de)(de)斑(ban)(ban)(ban)點(dian)(dian)叫(jiao)(jiao)做(zuo)“太(tai)陽(yang)黑子”,比較明(ming)亮的(de)(de)(de)斑(ban)(ban)(ban)點(dian)(dian)叫(jiao)(jiao)做(zuo)“光(guang)斑(ban)(ban)(ban)”。光(guang)斑(ban)(ban)(ban)常在太(tai)陽(yang)表(biao)面(mian)的(de)(de)(de)邊緣(yuan)(yuan)“表(biao)演”,卻很少在太(tai)陽(yang)表(biao)面(mian)的(de)(de)(de)中(zhong)心(xin)區露面(mian)。因為太(tai)陽(yang)表(biao)面(mian)中(zhong)心(xin)區的(de)(de)(de)輻射屬于(yu)光(guang)球(qiu)(qiu)層(ceng)的(de)(de)(de)較深(shen)氣(qi)層(ceng),而邊緣(yuan)(yuan)的(de)(de)(de)光(guang)主要來(lai)源光(guang)球(qiu)(qiu)層(ceng)較高(gao)(gao)部位,所以(yi),光(guang)斑(ban)(ban)(ban)比太(tai)陽(yang)表(biao)面(mian)高(gao)(gao)些,可以(yi)算得上是光(guang)球(qiu)(qiu)層(ceng)上的(de)(de)(de)“高(gao)(gao)原”。
光(guang)(guang)(guang)斑(ban)(ban)(ban)也(ye)是(shi)太陽(yang)上(shang)(shang)一(yi)種強烈風暴(bao),天(tian)文學家把它戲稱為“高(gao)(gao)(gao)原風暴(bao)”。不(bu)(bu)(bu)過,與(yu)烏云翻滾,大雨(yu)滂沱,狂風卷地百草折(zhe)的(de)地面(mian)風暴(bao)相(xiang)比,“高(gao)(gao)(gao)原風暴(bao)”的(de)性(xing)格要(yao)溫(wen)和得多。光(guang)(guang)(guang)斑(ban)(ban)(ban)的(de)亮度(du)只(zhi)比寧(ning)靜(jing)光(guang)(guang)(guang)球(qiu)層略強一(yi)些(xie),一(yi)般只(zhi)大10%;溫(wen)度(du)比寧(ning)靜(jing)光(guang)(guang)(guang)球(qiu)層高(gao)(gao)(gao)300℃。許多光(guang)(guang)(guang)斑(ban)(ban)(ban)與(yu)太陽(yang)黑子(zi)(zi)還結(jie)下(xia)不(bu)(bu)(bu)解(jie)之緣(yuan),常常環繞(rao)在(zai)(zai)(zai)太陽(yang)黑子(zi)(zi)周(zhou)圍“表演”。少部分(fen)光(guang)(guang)(guang)斑(ban)(ban)(ban)與(yu)太陽(yang)黑子(zi)(zi)無(wu)關,活躍在(zai)(zai)(zai)70°高(gao)(gao)(gao)緯區域,面(mian)積比較(jiao)小,光(guang)(guang)(guang)斑(ban)(ban)(ban)平均壽命約(yue)為15天(tian),較(jiao)大的(de)光(guang)(guang)(guang)斑(ban)(ban)(ban)壽命可(ke)達(da)三個月。光(guang)(guang)(guang)斑(ban)(ban)(ban)不(bu)(bu)(bu)僅(jin)出現(xian)在(zai)(zai)(zai)光(guang)(guang)(guang)球(qiu)層上(shang)(shang),色球(qiu)層上(shang)(shang)也(ye)有它活動的(de)場所。當它在(zai)(zai)(zai)色球(qiu)層上(shang)(shang)“表演”時,活動的(de)位置與(yu)在(zai)(zai)(zai)光(guang)(guang)(guang)球(qiu)層上(shang)(shang)露面(mian)時大致吻(wen)合。不(bu)(bu)(bu)過,出現(xian)在(zai)(zai)(zai)色球(qiu)層上(shang)(shang)的(de)不(bu)(bu)(bu)叫(jiao)“光(guang)(guang)(guang)斑(ban)(ban)(ban)”,而(er)叫(jiao)“譜斑(ban)(ban)(ban)”。實際上(shang)(shang),光(guang)(guang)(guang)斑(ban)(ban)(ban)與(yu)譜斑(ban)(ban)(ban)是(shi)同一(yi)個整體,只(zhi)是(shi)因為它們的(de)“住所”高(gao)(gao)(gao)度(du)不(bu)(bu)(bu)同而(er)已,這(zhe)就好比是(shi)一(yi)幢樓房,光(guang)(guang)(guang)斑(ban)(ban)(ban)住在(zai)(zai)(zai)樓下(xia),譜斑(ban)(ban)(ban)住在(zai)(zai)(zai)樓上(shang)(shang)。
米(mi)粒(li)組織是太陽光球層上(shang)的(de)一種日面結構。呈多角形(xing)小顆(ke)粒(li)形(xing)狀,得用天(tian)文望遠(yuan)鏡才能(neng)觀測到(dao)。米(mi)粒(li)組織的(de)溫度比(bi)米(mi)粒(li)間區域的(de)溫度約高300℃,因此,顯(xian)得比(bi)較明亮易(yi)見(jian)。雖說它們是小顆(ke)粒(li),實(shi)際的(de)直(zhi)徑也有1000公里(li)(li)~2000公里(li)(li)。
明亮(liang)的(de)(de)(de)(de)米(mi)(mi)(mi)粒組織很可能是從對流層上(shang)升到(dao)光球的(de)(de)(de)(de)熱氣(qi)團,不隨時間變(bian)化(hua)且(qie)均勻分布,且(qie)呈現激烈(lie)的(de)(de)(de)(de)起伏運動。米(mi)(mi)(mi)粒組織上(shang)升到(dao)一(yi)定的(de)(de)(de)(de)高度(du)時很快就會變(bian)冷,并馬上(shang)沿著上(shang)升熱氣(qi)流之間的(de)(de)(de)(de)空隙處下(xia)降;壽命(ming)也非常短暫來(lai)去匆匆,從產(chan)生到(dao)消(xiao)失,幾乎比地球大氣(qi)層中的(de)(de)(de)(de)云消(xiao)煙散還要快平均壽命(ming)只(zhi)有幾分鐘,此外,發現的(de)(de)(de)(de)超米(mi)(mi)(mi)粒組織,其尺(chi)度(du)達3萬公里(li)左右,壽命(ming)約為20小時。
太陽(yang)(yang)風(feng)是(shi)一(yi)種連續存在(zai),來自太陽(yang)(yang)并以200-800km/s的(de)速度運動的(de)等離子(zi)體(ti)流這(zhe)種物(wu)質雖然與地球上的(de)空氣(qi)不同,不是(shi)由氣(qi)體(ti)的(de)分子(zi)組成,而(er)是(shi)由更簡單的(de)比原(yuan)子(zi)還小一(yi)個層次的(de)基本粒子(zi)——質子(zi)和電子(zi)等組成,但它們流動時所產生(sheng)的(de)效應與空氣(qi)流動十分相似,所以稱(cheng)它為太陽(yang)(yang)風(feng)。
當然(ran),太陽風(feng)的(de)(de)(de)(de)密(mi)(mi)度(du)與地(di)(di)球上(shang)的(de)(de)(de)(de)風(feng)的(de)(de)(de)(de)密(mi)(mi)度(du)相比,是(shi)(shi)非常非常稀薄(bo)而微不足道的(de)(de)(de)(de),一般情況下(xia),在(zai)地(di)(di)球附(fu)近的(de)(de)(de)(de)行星(xing)際空間中,每(mei)(mei)立(li)方(fang)厘(li)米(mi)有幾(ji)個(ge)到幾(ji)十個(ge)粒子(zi)。而地(di)(di)球上(shang)風(feng)的(de)(de)(de)(de)密(mi)(mi)度(du)則為每(mei)(mei)立(li)方(fang)厘(li)米(mi)有2687億億個(ge)分子(zi)。太陽風(feng)雖然(ran)十分稀薄(bo),但(dan)它(ta)刮起(qi)來(lai)的(de)(de)(de)(de)猛烈(lie)勁卻遠(yuan)遠(yuan)勝過地(di)(di)球上(shang)的(de)(de)(de)(de)風(feng)。在(zai)地(di)(di)球上(shang),12級(ji)臺風(feng)的(de)(de)(de)(de)風(feng)速(su)是(shi)(shi)每(mei)(mei)秒(miao)(miao)32.5米(mi)以上(shang)而太陽風(feng)的(de)(de)(de)(de)風(feng)速(su),在(zai)地(di)(di)球附(fu)近卻經常保持在(zai)每(mei)(mei)秒(miao)(miao)350~450千米(mi),是(shi)(shi)地(di)(di)球風(feng)速(su)的(de)(de)(de)(de)上(shang)萬倍,最猛烈(lie)時可達每(mei)(mei)秒(miao)(miao)800千米(mi)以上(shang)。
太(tai)(tai)陽風從太(tai)(tai)陽大氣最外層(ceng)的(de)日冕(mian),向(xiang)空間(jian)持(chi)(chi)續(xu)(xu)拋射(she)出(chu)來(lai)的(de)物質粒(li)子流(liu)。這種粒(li)子流(liu)是從冕(mian)洞中(zhong)噴射(she)出(chu)來(lai)的(de),其主要成分是氫(qing)粒(li)子和氦粒(li)子。太(tai)(tai)陽風有兩種:一種持(chi)(chi)續(xu)(xu)不斷地(di)輻(fu)射(she)出(chu)來(lai),速度較小,粒(li)子含量也較少,被稱(cheng)為(wei)“持(chi)(chi)續(xu)(xu)太(tai)(tai)陽風”;另一種是在太(tai)(tai)陽活(huo)動時輻(fu)射(she)出(chu)來(lai),速度較大,粒(li)子含量也較多,這種太(tai)(tai)陽風被稱(cheng)為(wei)“擾(rao)動太(tai)(tai)陽風”。擾(rao)動太(tai)(tai)陽風對地(di)球的(de)影響很大,當(dang)它抵達地(di)球時,往往引起很大的(de)磁暴與強(qiang)烈(lie)的(de)極(ji)光,同時也產生電離(li)層(ceng)騷擾(rao)。
冕(mian)(mian)洞(dong)的分布區(qu)域(yu)(yu)可達太陽表面多數(shu)地區(qu),尤其(qi)(qi)是在太陽的兩極(ji)地區(qu),科(ke)學家已經發現(xian)冕(mian)(mian)洞(dong)內部存(cun)在磁(ci)場線的閉(bi)合和(he)開(kai)放,如果磁(ci)場線突(tu)然打開(kai)或(huo)者(zhe)閉(bi)合,那么(me)太陽表面就會出現(xian)較(jiao)大范圍的冕(mian)(mian)洞(dong)覆蓋現(xian)象,其(qi)(qi)分布區(qu)域(yu)(yu)遠大于兩極(ji)地區(qu),冕(mian)(mian)洞(dong)形成(cheng)時(shi)可攜帶大量的炙(zhi)熱等離子(zi)體,磁(ci)場線開(kai)放的區(qu)域(yu)(yu)可以看到冕(mian)(mian)洞(dong)的一(yi)些細節上變化,比(bi)如冕(mian)(mian)洞(dong)周圍出現(xian)類似(si)浪花狀的結構(gou)等。
事實上,冕洞(dong)分布在日冕物(wu)質(zhi)中密度較低的空間,而(er)且溫(wen)度極高,可達到數(shu)百(bai)萬度。
太(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)動力學天文(wen)臺(tai)目前(qian)正在監視太(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)表(biao)面(mian)的(de)(de)異常變化(hua),太(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)正處于(yu)為期11年的(de)(de)活動周期高峰(feng)時(shi)段,未來我(wo)們還將看(kan)到(dao)強(qiang)烈的(de)(de)太(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)耀斑以(yi)及(ji)日冕物(wu)質拋射(she)等現象。
這些太(tai)陽(yang)活動(dong)的(de)背后(hou)都有磁場(chang)因素的(de)介入,對太(tai)陽(yang)活動(dong)的(de)判斷(duan)似乎(hu)較為困難。科(ke)學家還發(fa)現(xian)如(ru)果(guo)冕(mian)洞發(fa)生的(de)區(qu)域分布在太(tai)陽(yang)表(biao)面(mian)的(de)高(gao)緯(wei)度地區(qu),那么可形成速度較快(kuai)的(de)太(tai)陽(yang)風。
太(tai)陽(yang)上(shang)絕(jue)大多數的氫正(zheng)逐漸燃(ran)燒轉變(bian)為氦,可(ke)以說(shuo)太(tai)陽(yang)正(zheng)處于最穩(wen)定的主序星(xing)(xing)(xing)階(jie)段。對太(tai)陽(yang)這樣(yang)質量的恒星(xing)(xing)(xing)而言,主序星(xing)(xing)(xing)階(jie)段約可(ke)持續(xu)(xu)110億(yi)(yi)年。恒星(xing)(xing)(xing)由于放出光而慢慢地在收縮,而在收縮過程中(zhong),中(zhong)心部分的密度就會(hui)增加,壓力也會(hui)升(sheng)高,使(shi)得氫會(hui)燃(ran)燒得更(geng)厲害(hai),這樣(yang)一(yi)來溫(wen)度就會(hui)升(sheng)高,太(tai)陽(yang)的亮度也會(hui)逐漸增強(qiang)。太(tai)陽(yang)自(zi)從(cong)45億(yi)(yi)年前進入(ru)主序星(xing)(xing)(xing)階(jie)段到如今(jin),太(tai)陽(yang)光的亮度增強(qiang)了30%,預計今(jin)后還會(hui)繼(ji)續(xu)(xu)增強(qiang),使(shi)地球溫(wen)度不斷升(sheng)高。
65億年后(hou),當太(tai)(tai)(tai)陽(yang)的(de)(de)(de)主序星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)階(jie)段結束時(shi)(shi),預計(ji)太(tai)(tai)(tai)陽(yang)光的(de)(de)(de)亮(liang)度將是如(ru)今(jin)的(de)(de)(de)2.2倍(bei),而地(di)球(qiu)的(de)(de)(de)平均(jun)溫度要比如(ru)今(jin)高(gao)60℃左右(you)。屆時(shi)(shi)就算地(di)球(qiu)上仍有海水,恐怕(pa)也(ye)快被(bei)(bei)蒸發光了。若僅從平均(jun)溫度來看,火星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)反(fan)而會(hui)是最(zui)適宜人類居住的(de)(de)(de)星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)球(qiu)。在(zai)主序星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)階(jie)段,因(yin)恒星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)自身引力(li)(li)而造(zao)成收(shou)縮的(de)(de)(de)這股向內的(de)(de)(de)力(li)(li)和因(yin)燃燒(shao)而引起的(de)(de)(de)向外(wai)的(de)(de)(de)力(li)(li)會(hui)互相牽(qian)制而達到平衡。但在(zai)65億年后(hou),太(tai)(tai)(tai)陽(yang)中心部分(fen)的(de)(de)(de)氫會(hui)燃盡,最(zui)后(hou)只剩下其周圍的(de)(de)(de)球(qiu)殼(ke)狀部分(fen)有氫燃燒(shao)。在(zai)球(qiu)殼(ke)內不再(zai)燃燒(shao)的(de)(de)(de)區域(yu),由于(yu)抵(di)消引力(li)(li)的(de)(de)(de)向外(wai)的(de)(de)(de)力(li)(li)減弱而開始(shi)急速收(shou)縮,此時(shi)(shi)太(tai)(tai)(tai)陽(yang)會(hui)越來越亮(liang),球(qiu)殼(ke)外(wai)側部分(fen)因(yin)受到影響而導致溫度升高(gao)并開始(shi)膨脹(zhang),這便是另(ling)一個階(jie)段--紅巨(ju)星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)階(jie)段的(de)(de)(de)開始(shi)。紅巨(ju)星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)階(jie)段會(hui)持續(xu)數億年,其間太(tai)(tai)(tai)陽(yang)的(de)(de)(de)亮(liang)度會(hui)達到如(ru)今(jin)的(de)(de)(de)2000倍(bei),木星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)和土星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)周圍的(de)(de)(de)溫度也(ye)會(hui)升高(gao),木星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)的(de)(de)(de)冰(bing)衛星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)以及(ji)作(zuo)為土星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)特征的(de)(de)(de)環都會(hui)被(bei)(bei)蒸發得(de)無影無蹤(zong),最(zui)后(hou),太(tai)(tai)(tai)陽(yang)的(de)(de)(de)外(wai)層部分(fen)甚(shen)至會(hui)膨脹(zhang)到如(ru)今(jin)的(de)(de)(de)地(di)球(qiu)軌道附近。
另一方(fang)面(mian),從外層部分會(hui)不斷放出氣體,最終太(tai)(tai)(tai)陽的(de)(de)質量會(hui)減至主序星(xing)(xing)階段的(de)(de)60%。因太(tai)(tai)(tai)陽引力減弱之故,行星(xing)(xing)開始遠離太(tai)(tai)(tai)陽。當太(tai)(tai)(tai)陽質量減至原來的(de)(de)60%時(shi),行星(xing)(xing)和太(tai)(tai)(tai)陽的(de)(de)距離要比(bi)現(xian)在擴大70%。這樣(yang)一來,雖然水星(xing)(xing)和金星(xing)(xing)被吞沒(mei)的(de)(de)可能性極大,但地球在太(tai)(tai)(tai)陽外層部分到(dao)達之前應該會(hui)拉大距離而存活下(xia)來,火星(xing)(xing)和木星(xing)(xing)型行星(xing)(xing)(木星(xing)(xing),土星(xing)(xing),天王(wang)(wang)星(xing)(xing),海王(wang)(wang)星(xing)(xing))也會(hui)存活下(xia)來。
像(xiang)太(tai)陽(yang)這般(ban)質量(liang)的(de)(de)星(xing)(xing)球,在其密(mi)度已(yi)變得非常高的(de)(de)中心(xin)部分(fen)只(zhi)會(hui)(hui)收縮到一定程度,也(ye)就是溫度只(zhi)會(hui)(hui)升高到某種程度,中心(xin)部分(fen)的(de)(de)火會(hui)(hui)漸漸消失。太(tai)陽(yang)逐漸失去光(guang)芒(mang),膨脹(zhang)的(de)(de)外層部分(fen)將收縮,冷卻成致密(mi)的(de)(de)白矮(ai)星(xing)(xing)。通過紅(hong)巨星(xing)(xing)時代考(kao)驗而(er)存留下(xia)來的(de)(de)行星(xing)(xing)將會(hui)(hui)繼(ji)續圍繞太(tai)陽(yang)運(yun)行,所有一切都(dou)將被凍(dong)結,最后太(tai)陽(yang)系(xi)迎接的(de)(de)將會(hui)(hui)是寂靜(jing)狀態的(de)(de)結束。
若太陽這種(zhong)恒(heng)星(xing)(xing)變為白矮星(xing)(xing),每(mei)秒自轉(zhuan)一周。密度至(zhi)少為1.41×1011kg/m3。
太陽受探測歷史
時間(年(nian)) 探測器名稱 國家 成就
1960-1968 先驅者5-9號 美國(guo) 繞太(tai)陽運(yun)行,研究太(tai)陽風、耀斑(ban)
1974-1976 太陽(yang)神1-2號 美德合作 近距(ju)離(li)高速掠過太陽(yang)表面,測量太陽(yang)風與磁場
1980 太陽極大使(shi)者 美國 收集了(le)耀斑、太陽黑子和日(ri)珥發出(chu)的X射(she)線(xian)。伽馬(ma)射(she)線(xian)、紫外(wai)輻射(she)的資料。
1990 尤利西斯 美歐合作(zuo) 在太(tai)陽(yang)極區上方的(de)太(tai)陽(yang)風以及太(tai)陽(yang)磁場(chang)
1991 陽光 日英美合作 測量了太陽耀(yao)斑(ban)發出的X射線(xian)和伽馬射線(xian)以(yi)及耀(yao)斑(ban)爆發前的狀(zhuang)況
1995 SOHO 美歐合作 研究(jiu)太陽內部結構和表面發生的事(shi)件(jian)
1998 TRACE 美國 了解太陽磁(ci)場與(yu)日(ri)冕加熱之(zhi)間的聯系(xi)
2006 STEREO 美國 全方(fang)位提(ti)供太(tai)陽爆發和太(tai)陽風的(de)星系
2010 SDO 美國 預測太(tai)陽活動對(dui)地球的影響
2018 Parker Solar Probe 美(mei)國 探(tan)索(suo)太(tai)陽運行機制
2021 羲(xi)和號 中國 2021年(nian)10月14日18時51分,中國在太原衛(wei)星發射中心采用長征二號丁(ding)運載(zai)火箭(jian),成功發射首顆(ke)太陽探(tan)(tan)測科學技術試驗衛(wei)星“羲(xi)和號”,實現中國太陽探(tan)(tan)測零(ling)的突破。
2021 風云三號E星 中國 空(kong)間(jian)日(ri)冕探測
2022 空(kong)間(jian)新技(ji)術(shu)試驗衛星 中(zhong)國 太陽過渡區的(de)探測
2021年9月2日,中國(guo)“黎明星(xing)(xing)”風云三號E星(xing)(xing)(以下簡稱“E星(xing)(xing)”)發布(bu)首(shou)批(pi)高精度、多波段(duan)太(tai)陽(yang)(yang)圖(tu)像(xiang)。在(zai)太(tai)陽(yang)(yang)極紫外(wai)動(dong)畫(hua)圖(tu)像(xiang)上(shang),太(tai)陽(yang)(yang)最外(wai)層大氣——日冕數天內的(de)變化被精準捕捉,太(tai)陽(yang)(yang)活動(dong)區、冕洞等也清晰可見。
這段(duan)風云三號E星太陽極(ji)紫外圖像做成的動畫(hua)展示(shi)了(le)日冕(mian)2021年8月24日至31日的變(bian)化,隨著太陽緩(huan)緩(huan)地自轉,太陽上的活(huo)動區(qu)、冕(mian)洞等特(te)征也一(yi)一(yi)呈現在我們面前,宛(wan)若(ruo)一(yi)幅壯美(mei)的畫(hua)卷(juan)。耀斑類似(si)于地球上的閃電。
2022年3月,歐洲航天局發(fa)布了(le)一(yi)張太陽(yang)(yang)的(de)高分(fen)辨(bian)率(lv)圖(tu)像(xiang),號稱有史以來最高分(fen)辨(bian)率(lv)的(de)太陽(yang)(yang)圖(tu)像(xiang),大(da)小(xiao)為56.26MB。這是太陽(yang)(yang)軌道飛行(xing)器在大(da)約7500萬公里(li)的(de)距離在極紫(zi)外光下看到(dao)的(de)太陽(yang)(yang)。該圖(tu)像(xiang)是3月7日由極紫(zi)外成(cheng)像(xiang)儀(yi)(EUI)儀(yi)器的(de)高分(fen)辨(bian)率(lv)望遠鏡拍攝,將25張單幅(fu)圖(tu)像(xiang)進行(xing)了(le)拼接,每張圖(tu)像(xiang)拍攝耗時(shi)10分(fen)鐘,總共花了(le)4個(ge)多(duo)小(xiao)時(shi)。
2022年(nian)8月30日(ri),中(zhong)國首顆(ke)太(tai)陽探測科學技術試驗衛星“羲和(he)(he)號”在(zai)國際上首次(ci)實現了對太(tai)陽Hα(氫阿(a)爾法)波(bo)段的(de)光譜(pu)掃描成像(xiang),記錄了太(tai)陽活動(dong)在(zai)光球層(ceng)和(he)(he)色(se)球層(ceng)的(de)響應(ying)過程,通過一次(ci)掃描,可(ke)獲取376個(ge)波(bo)長位置(zhi)的(de)太(tai)陽圖(tu)像(xiang),不同(tong)(tong)波(bo)長對應(ying)了光球和(he)(he)色(se)球不同(tong)(tong)層(ceng)次(ci)的(de)太(tai)陽大氣。根據(ju)這些譜(pu)線(xian)的(de)精細(xi)結構,可(ke)反(fan)演(yan)出高精度(du)的(de)全日(ri)面色(se)球和(he)(he)光球多普勒速度(du)場,發生在(zai)太(tai)陽大氣中(zhong)的(de)活動(dong)可(ke)被詳細(xi)記錄到,進而(er)研究太(tai)陽活動(dong)的(de)物理(li)過程。