太(tai)(tai)陽(yang)(yang)(Sun)是太(tai)(tai)陽(yang)(yang)系(xi)(xi)(xi)的(de)中心(xin)(xin)天體,占有太(tai)(tai)陽(yang)(yang)系(xi)(xi)(xi)總體質量的(de)99.86%。太(tai)(tai)陽(yang)(yang)系(xi)(xi)(xi)中的(de)八大行星(xing)(xing)、小行星(xing)(xing)、流(liu)星(xing)(xing)、彗星(xing)(xing)、外海王星(xing)(xing)天體以(yi)及星(xing)(xing)際塵(chen)埃等(deng),都圍繞(rao)著太(tai)(tai)陽(yang)(yang)公轉,而太(tai)(tai)陽(yang)(yang)則圍繞(rao)著銀河系(xi)(xi)(xi)的(de)中心(xin)(xin)公轉。
太(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)是(shi)位于(yu)太(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)系(xi)中心的(de)(de)(de)恒星(xing),它幾(ji)(ji)乎(hu)是(shi)熱(re)等離子體與磁場交(jiao)織著的(de)(de)(de)一個理想球體。太(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)直(zhi)徑大(da)約是(shi)1392000(1.392×10?)千米,相當于(yu)地(di)(di)球直(zhi)徑的(de)(de)(de)109倍;體積大(da)約是(shi)地(di)(di)球的(de)(de)(de)130萬倍;其質量大(da)約是(shi)2×103?千克(地(di)(di)球的(de)(de)(de)330000倍)。從(cong)化(hua)學組成來看,現在太(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)質量的(de)(de)(de)大(da)約四分(fen)之(zhi)三是(shi)氫,剩下的(de)(de)(de)幾(ji)(ji)乎(hu)都(dou)是(shi)氦,包括氧、碳、氖(nai)、鐵和其他的(de)(de)(de)重元素質量少于(yu)2%,采用核聚(ju)變(bian)的(de)(de)(de)方(fang)式向太(tai)(tai)空釋放(fang)光和熱(re)。
太(tai)陽(yang)目前(qian)正(zheng)在(zai)穿越銀(yin)河系(xi)內部(bu)邊緣獵戶臂的(de)本地泡區中的(de)本星際云。在(zai)距離(li)(li)地球17光(guang)年的(de)距離(li)(li)內有50顆最鄰(lin)近的(de)恒(heng)星系(xi)(與太(tai)陽(yang)距離(li)(li)最近的(de)恒(heng)星是稱(cheng)作比鄰(lin)星的(de)紅矮星,大(da)約(yue)4.2光(guang)年)。
太(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)是一(yi)(yi)顆(ke)黃矮星(光譜為G2V),黃矮星的(de)壽(shou)命大(da)(da)致為100億年,目前太(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)大(da)(da)約45.7億歲(sui)。在大(da)(da)約50至60億年之后,太(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)內部(bu)的(de)氫元素幾乎會全部(bu)消(xiao)耗盡,太(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)的(de)核心將(jiang)發(fa)生坍縮,導致溫度上升,這一(yi)(yi)過程(cheng)將(jiang)一(yi)(yi)直持續(xu)到太(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)開始把(ba)(ba)氦元素聚(ju)變(bian)(bian)成碳元素。雖然(ran)氦聚(ju)變(bian)(bian)產生的(de)能(neng)量比氫聚(ju)變(bian)(bian)產生的(de)能(neng)量少(shao),但溫度也(ye)更高,因此太(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)的(de)外(wai)層(ceng)將(jiang)膨脹,并且把(ba)(ba)一(yi)(yi)部(bu)分(fen)外(wai)層(ceng)大(da)(da)氣(qi)釋放到太(tai)(tai)(tai)空(kong)中。當轉向(xiang)新元素的(de)過程(cheng)結束時,太(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)的(de)質(zhi)量將(jiang)稍微下(xia)降,外(wai)層(ceng)將(jiang)延伸(shen)到地球或者火(huo)星目前運行(xing)的(de)軌道(dao)處(這時由于(yu)太(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)質(zhi)量的(de)下(xia)降,這兩顆(ke)行(xing)星將(jiang)會離太(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)更遠)。
太(tai)(tai)(tai)陽(yang)是(shi)在(zai)(zai)(zai)大(da)約45.7億(yi)(yi)年(nian)(nian)前在(zai)(zai)(zai)一個(ge)坍縮的(de)(de)氫分(fen)子(zi)云內形成(cheng)(cheng)。太(tai)(tai)(tai)陽(yang)形成(cheng)(cheng)的(de)(de)時間以兩種方法測量:太(tai)(tai)(tai)陽(yang)目前在(zai)(zai)(zai)主序(xu)帶(dai)上(shang)的(de)(de)年(nian)(nian)齡,使用恒星演(yan)化(hua)和太(tai)(tai)(tai)初核(he)(he)(he)合成(cheng)(cheng)的(de)(de)電(dian)腦模型確認,大(da)約就是(shi)45.7億(yi)(yi)年(nian)(nian)。這與放射(she)(she)性(xing)定年(nian)(nian)法得到(dao)的(de)(de)太(tai)(tai)(tai)陽(yang)最古老的(de)(de)物質是(shi)45.67億(yi)(yi)年(nian)(nian)非(fei)常(chang)的(de)(de)吻(wen)合。太(tai)(tai)(tai)陽(yang)在(zai)(zai)(zai)其主序(xu)的(de)(de)演(yan)化(hua)階(jie)段已經到(dao)了中(zhong)(zhong)年(nian)(nian)期,在(zai)(zai)(zai)這個(ge)階(jie)段的(de)(de)核(he)(he)(he)聚變是(shi)在(zai)(zai)(zai)核(he)(he)(he)心(xin)(xin)將氫聚變成(cheng)(cheng)氦。每秒(miao)中(zhong)(zhong)有超(chao)過400萬噸的(de)(de)物質在(zai)(zai)(zai)太(tai)(tai)(tai)陽(yang)的(de)(de)核(he)(he)(he)心(xin)(xin)轉化(hua)成(cheng)(cheng)能量,產生中(zhong)(zhong)微子(zi)和太(tai)(tai)(tai)陽(yang)輻(fu)射(she)(she)。以這個(ge)速率,到(dao)目前為止,太(tai)(tai)(tai)陽(yang)大(da)約轉化(hua)了100個(ge)地球質量的(de)(de)物質成(cheng)(cheng)為能量,太(tai)(tai)(tai)陽(yang)在(zai)(zai)(zai)主序(xu)帶(dai)上(shang)耗費的(de)(de)時間總共大(da)約為100億(yi)(yi)年(nian)(nian)。
太(tai)(tai)陽沒(mei)有足(zu)夠的(de)(de)(de)(de)(de)質量(liang)(liang)爆發成(cheng)為(wei)超新星,替代(dai)的(de)(de)(de)(de)(de)是,在約50億年(nian)后它(ta)將進入紅巨星的(de)(de)(de)(de)(de)階段(duan)(duan),氦(hai)(hai)核心(xin)為(wei)抵抗引力而收縮,同時(shi)變(bian)(bian)熱(re);緊挨核心(xin)的(de)(de)(de)(de)(de)氫包層因(yin)溫(wen)度(du)(du)上升而加速聚(ju)(ju)變(bian)(bian),結果產生的(de)(de)(de)(de)(de)熱(re)量(liang)(liang)持續增加,傳(chuan)導到(dao)外層,使其向(xiang)外膨脹。當核心(xin)的(de)(de)(de)(de)(de)溫(wen)度(du)(du)達到(dao)1億K時(shi),氦(hai)(hai)聚(ju)(ju)變(bian)(bian)將開始進行(xing)并燃燒生成(cheng)碳(tan)。由于此時(shi)的(de)(de)(de)(de)(de)氦(hai)(hai)核心(xin)已經相(xiang)當于一個(ge)小型(xing)“白矮(ai)星”(電子簡并態),熱(re)失控的(de)(de)(de)(de)(de)氦(hai)(hai)聚(ju)(ju)變(bian)(bian)將導致氦(hai)(hai)閃,釋放的(de)(de)(de)(de)(de)巨大(da)能量(liang)(liang)使太(tai)(tai)陽核心(xin)大(da)幅度(du)(du)膨脹,解除了(le)電子簡并態,然(ran)(ran)后核心(xin)剩余(yu)的(de)(de)(de)(de)(de)氦(hai)(hai)進行(xing)穩定的(de)(de)(de)(de)(de)聚(ju)(ju)變(bian)(bian)。從外部(bu)看,太(tai)(tai)陽將如(ru)新星般突然(ran)(ran)增亮5~10個(ge)星等(相(xiang)比(bi)(bi)(bi)于此前(qian)的(de)(de)(de)(de)(de)“紅巨星”階段(duan)(duan)),接(jie)著體積大(da)幅度(du)(du)縮小,變(bian)(bian)得比(bi)(bi)(bi)原先的(de)(de)(de)(de)(de)紅巨星暗淡(dan)得多(但仍將比(bi)(bi)(bi)現在的(de)(de)(de)(de)(de)太(tai)(tai)陽亮),直(zhi)到(dao)核心(xin)的(de)(de)(de)(de)(de)碳(tan)逐(zhu)步累積,再(zai)次進入核心(xin)收縮、外層膨脹階段(duan)(duan)。這就是漸近巨星分支(zhi)階段(duan)(duan)。
地(di)(di)球(qiu)的(de)命運(yun)是不確定的(de),當(dang)太(tai)陽成(cheng)為(wei)(wei)紅巨星(xing)時,其半徑大約會(hui)(hui)是現(xian)在(zai)(zai)的(de)200倍,表面可(ke)能將膨脹至地(di)(di)球(qiu)現(xian)在(zai)(zai)的(de)軌道——1AU(1.5×1011m)。然(ran)而,當(dang)太(tai)陽成(cheng)為(wei)(wei)漸近(jin)巨星(xing)分(fen)支的(de)恒星(xing)時,由于恒星(xing)風的(de)作用,它大約已(yi)經流(liu)失30%的(de)質量(liang),所以(yi)地(di)(di)球(qiu)的(de)軌道會(hui)(hui)向(xiang)外移動。如(ru)果只是這樣,地(di)(di)球(qiu)或許可(ke)以(yi)幸免,但(dan)新的(de)研究認為(wei)(wei)地(di)(di)球(qiu)可(ke)能會(hui)(hui)因(yin)為(wei)(wei)潮汐(xi)的(de)相互作用而被太(tai)陽吞噬掉。但(dan)即使地(di)(di)球(qiu)能逃脫被太(tai)陽焚毀的(de)命運(yun),地(di)(di)球(qiu)上(shang)的(de)水仍然(ran)都(dou)會(hui)(hui)沸騰,大部分(fen)的(de)氣體(ti)都(dou)會(hui)(hui)逃逸入太(tai)空。
即使(shi)太陽仍在(zai)(zai)主序(xu)帶的現階段,太陽的光度仍然在(zai)(zai)緩慢的增加(jia)(jia)(每10億年(nian)(nian)約增加(jia)(jia)10%),表面(mian)的溫度也緩緩的提升(sheng)。太陽過去的光度比(bi)較暗淡,這可能(neng)是生命在(zai)(zai)10億年(nian)(nian)前才出現在(zai)(zai)陸地(di)上的原因。太陽的溫度若依照這樣的速率(lv)增加(jia)(jia),在(zai)(zai)未(wei)來的10億年(nian)(nian),地(di)球可能(neng)會(hui)變得太熱,使(shi)水(shui)不再能(neng)以(yi)液態存在(zai)(zai)于(yu)地(di)球表面(mian),而(er)使(shi)地(di)球上所(suo)有的生物趨于(yu)滅(mie)絕。
繼紅巨(ju)星(xing)階段之后,激烈的(de)熱脈動將(jiang)導致太陽外(wai)層的(de)氣體逃逸(yi),形(xing)成行星(xing)狀星(xing)云(yun)。在外(wai)層被剝離(li)后,唯一留存下(xia)來(lai)的(de)就是(shi)恒星(xing)炙熱的(de)核心——白矮星(xing),并在數十億年中逐漸(jian)冷卻和(he)黯(an)淡。這是(shi)低質量(liang)與中質量(liang)恒星(xing)演(yan)化的(de)典(dian)型。
太(tai)陽(yang)是一個巨(ju)大而熾(chi)熱的(de)氣體星球(qiu)(qiu)。知道了(le)日(ri)地(di)(di)距離,再(zai)從地(di)(di)球(qiu)(qiu)上測得(de)太(tai)陽(yang)圓面的(de)視角直徑(jing),從簡單(dan)的(de)三角關(guan)系(xi)就可以求出太(tai)陽(yang)的(de)半徑(jing)為69.6萬(wan)千米,是地(di)(di)球(qiu)(qiu)半徑(jing)的(de)109倍(bei)。由此(ci)可以算出太(tai)陽(yang)的(de)體積為地(di)(di)球(qiu)(qiu)的(de)130萬(wan)倍(bei)。
天文學家根據開(kai)普勒行星運動的(de)第三定(ding)律(lv),利用地球(qiu)的(de)質(zhi)量(liang)(liang)(liang)和它(ta)環繞太陽(yang)運轉的(de)軌(gui)道半徑及周(zhou)期,還可以(yi)推算出太陽(yang)的(de)質(zhi)量(liang)(liang)(liang)為1.989×103?千(qian)克(ke),這個質(zhi)量(liang)(liang)(liang)是(shi)地球(qiu)的(de)33萬倍。并且(qie)集中了太陽(yang)系99.86%的(de)質(zhi)量(liang)(liang)(liang)。但是(shi),即使這樣一(yi)個龐然(ran)大物(wu),在茫茫宇宙之中,卻也不(bu)過只是(shi)一(yi)顆質(zhi)量(liang)(liang)(liang)中等的(de)普通(tong)恒星而已。
由太(tai)(tai)陽(yang)的(de)(de)體(ti)(ti)積和質量,可(ke)以計算出太(tai)(tai)陽(yang)平均(jun)密(mi)度(du)為(wei)1.409克/厘(li)米3,約(yue)為(wei)地球平均(jun)密(mi)度(du)的(de)(de)0.26倍。太(tai)(tai)陽(yang)表(biao)面(mian)(mian)的(de)(de)重(zhong)力加速(su)度(du)等于(yu)273.9810米/秒(miao)2,約(yue)為(wei)地球表(biao)面(mian)(mian)重(zhong)力加速(su)度(du)的(de)(de)28倍,如果一個人站在太(tai)(tai)陽(yang)表(biao)面(mian)(mian),那么他的(de)(de)體(ti)(ti)重(zhong)將會是(shi)在地球上的(de)(de)20倍。太(tai)(tai)陽(yang)表(biao)面(mian)(mian)的(de)(de)逃逸速(su)度(du)約(yue)617.7公里/秒(miao),任何(he)一個中(zhong)性粒子的(de)(de)速(su)度(du)必(bi)須大(da)于(yu)這個值,才能脫離太(tai)(tai)陽(yang)的(de)(de)吸引力而跑到宇(yu)宙(zhou)空間中(zhong)去。
太(tai)陽(yang)(yang)(yang)只(zhi)是(shi)宇(yu)宙中一顆(ke)十(shi)分普通的(de)(de)恒星,但它卻(que)是(shi)太(tai)陽(yang)(yang)(yang)系(xi)的(de)(de)中心天(tian)(tian)體(ti)。太(tai)陽(yang)(yang)(yang)系(xi)中,包含我們的(de)(de)地球(qiu)在內的(de)(de)八大行星、一些(xie)矮行星、彗星和(he)其它無(wu)數(shu)的(de)(de)太(tai)陽(yang)(yang)(yang)系(xi)小天(tian)(tian)體(ti),都(dou)在太(tai)陽(yang)(yang)(yang)的(de)(de)強大引力作用下環繞太(tai)陽(yang)(yang)(yang)運行。太(tai)陽(yang)(yang)(yang)系(xi)的(de)(de)疆域龐(pang)大,僅以冥王星為例(li),其運行軌道距離太(tai)陽(yang)(yang)(yang)就將近40個天(tian)(tian)文單位,也就是(shi)60億千米之(zhi)遙遠(yuan),而實際上太(tai)陽(yang)(yang)(yang)系(xi)的(de)(de)范圍還(huan)要數(shu)十(shi)倍(bei)于此。
但是這樣一個龐大(da)的(de)(de)太陽(yang)(yang)系(xi)(xi)家族,在銀(yin)河系(xi)(xi)中(zhong)卻僅僅只是十(shi)分普通的(de)(de)滄海一粟。銀(yin)河系(xi)(xi)擁有至少1000億顆(ke)以(yi)上的(de)(de)恒(heng)星,直徑約(yue)(yue)10萬光年。太陽(yang)(yang)位于(yu)銀(yin)道面(mian)(mian)之(zhi)北的(de)(de)獵(lie)戶座旋(xuan)臂上,距離(li)銀(yin)河系(xi)(xi)中(zhong)心(xin)約(yue)(yue)30000光年,在銀(yin)道面(mian)(mian)以(yi)北約(yue)(yue)26光年,它(ta)一方(fang)面(mian)(mian)繞著(zhu)銀(yin)心(xin)以(yi)每(mei)秒(miao)250公里(li)的(de)(de)速度旋(xuan)轉,周(zhou)期大(da)概是2.5億年,另一方(fang)面(mian)(mian)又相對于(yu)周(zhou)圍恒(heng)星以(yi)每(mei)秒(miao)19.7公里(li)的(de)(de)速度朝著(zhu)織(zhi)女星附近方(fang)向運(yun)動(dong)。太陽(yang)(yang)也在自轉,其周(zhou)期在日面(mian)(mian)赤道帶(dai)約(yue)(yue)25天;兩極(ji)區約(yue)(yue)為35天。
太(tai)陽(yang)(yang)正在(zai)(zai)穿(chuan)越(yue)銀(yin)(yin)河系內(nei)部邊緣獵(lie)戶臂的(de)(de)(de)本地(di)(di)泡區中(zhong)的(de)(de)(de)本星(xing)際(ji)云。在(zai)(zai)距(ju)離(li)地(di)(di)球17光(guang)年(nian)的(de)(de)(de)距(ju)離(li)內(nei)有50顆(ke)最鄰(lin)(lin)近的(de)(de)(de)恒星(xing)系(距(ju)離(li)最近的(de)(de)(de)一顆(ke)恒星(xing)是紅矮(ai)星(xing),被稱(cheng)為比(bi)鄰(lin)(lin)星(xing),距(ju)太(tai)陽(yang)(yang)大約(yue)4.2光(guang)年(nian)),太(tai)陽(yang)(yang)的(de)(de)(de)質量(liang)在(zai)(zai)這(zhe)些恒星(xing)中(zhong)排在(zai)(zai)第(di)四(si)。太(tai)陽(yang)(yang)在(zai)(zai)距(ju)離(li)銀(yin)(yin)河中(zhong)心24000至(zhi)(zhi)26000光(guang)年(nian)的(de)(de)(de)距(ju)離(li)上繞著銀(yin)(yin)河公轉,從(cong)銀(yin)(yin)河北(bei)極(ji)鳥瞰(kan),太(tai)陽(yang)(yang)沿順時針軌道運行,大約(yue)2億2500萬(wan)至(zhi)(zhi)2億5000萬(wan)年(nian)繞行一周。由于(yu)銀(yin)(yin)河系在(zai)(zai)宇宙(zhou)微波背景輻射(CMB)中(zhong)以550公里/秒的(de)(de)(de)速(su)度(du)朝向(xiang)長蛇座(zuo)的(de)(de)(de)方向(xiang)運動(dong),這(zhe)兩個速(su)度(du)合成(cheng)之后(hou),太(tai)陽(yang)(yang)相對(dui)于(yu)CMB的(de)(de)(de)速(su)度(du)是370公里/秒,朝向(xiang)巨爵(jue)座(zuo)或獅子座(zuo)的(de)(de)(de)方向(xiang)運動(dong)。
在南門二(er)(比鄰星(xing)(xing)(xing)所(suo)在的(de)(de)(de)三合(he)星(xing)(xing)(xing)系統)的(de)(de)(de)位置觀看我們(men)的(de)(de)(de)太(tai)(tai)陽(yang)時(shi),太(tai)(tai)陽(yang)則會成為(wei)仙(xian)后(hou)座中一顆(ke)視星(xing)(xing)(xing)等為(wei)0.5等的(de)(de)(de)恒星(xing)(xing)(xing)。大體來(lai)說,仙(xian)后(hou)座的(de)(de)(de)外形將會從(cong)//變(bian)成///,太(tai)(tai)陽(yang)將會位在仙(xian)后(hou)座ε星(xing)(xing)(xing)的(de)(de)(de)尾端。
太陽(yang)繞(rao)銀河系(xi)中(zhong)心公(gong)轉(zhuan),繞(rao)銀河系(xi)中(zhong)心公(gong)轉(zhuan)周(zhou)(zhou)期約2.5×10?年。銀河系(xi)中(zhong)心可能(neng)有巨大黑洞,但它周(zhou)(zhou)圍布滿(man)了恒(heng)(heng)星(xing)(xing),所以看上去象“銀盤”。這些恒(heng)(heng)星(xing)(xing)都繞(rao)“銀核”公(gong)轉(zhuan)。與地球公(gong)轉(zhuan)不同(tong),這些恒(heng)(heng)星(xing)(xing)公(gong)轉(zhuan)每繞(rao)一周(zhou)(zhou)離“銀核”會更近。
太(tai)(tai)陽和其它天(tian)(tian)(tian)體一樣,也在(zai)圍繞自(zi)(zi)(zi)己的軸心自(zi)(zi)(zi)西向東自(zi)(zi)(zi)轉(zhuan),但觀測(ce)和研究表明(ming),太(tai)(tai)陽表面不(bu)同的緯度處,自(zi)(zi)(zi)轉(zhuan)速度不(bu)一樣。在(zai)赤(chi)道處,太(tai)(tai)陽自(zi)(zi)(zi)轉(zhuan)一周需要(yao)(yao)25.4天(tian)(tian)(tian),而在(zai)緯度40處需要(yao)(yao)27.2天(tian)(tian)(tian),到了兩極地區(qu),自(zi)(zi)(zi)轉(zhuan)一周則需要(yao)(yao)35天(tian)(tian)(tian)左右。這種自(zi)(zi)(zi)轉(zhuan)方式被稱為“較(jiao)差(cha)自(zi)(zi)(zi)轉(zhuan)”。
根據太(tai)陽(yang)活動(dong)的(de)(de)相(xiang)對(dui)強弱,太(tai)陽(yang)可(ke)分為寧靜(jing)太(tai)陽(yang)和活動(dong)太(tai)陽(yang)兩大類。寧靜(jing)太(tai)陽(yang)是(shi)一(yi)個(ge)理論(lun)上(shang)假定寧靜(jing)的(de)(de)球對(dui)稱熱氣體球,其性(xing)質(zhi)只隨(sui)半徑而變,而且(qie)在(zai)任(ren)一(yi)球層中都是(shi)均勻的(de)(de),其目(mu)的(de)(de)在(zai)于研究太(tai)陽(yang)的(de)(de)總體結構和一(yi)般性(xing)質(zhi)。在(zai)這種假定下,按照(zhao)由(you)里往外的(de)(de)順序(xu),太(tai)陽(yang)是(shi)由(you)核心(xin)、輻射區(qu)、對(dui)流層、光(guang)球層、色球層、日冕層構成。光(guang)球層之下稱為太(tai)陽(yang)內部;光(guang)球層之上(shang)稱為太(tai)陽(yang)大氣。
太陽圈(quan)電流片(pian)延(yan)伸(shen)到太陽系外,結果是來(lai)自太陽的旋轉磁(ci)場(chang)影(ying)響(xiang)到星際物質中的等(deng)離子體。
太(tai)(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)是(shi)磁(ci)(ci)力(li)活(huo)(huo)躍的(de)(de)(de)恒(heng)星,它支撐一(yi)(yi)(yi)個強大(da)(da)、年(nian)(nian)復一(yi)(yi)(yi)年(nian)(nian)在(zai)(zai)變(bian)化的(de)(de)(de)磁(ci)(ci)場(chang),并且大(da)(da)約(yue)(yue)每(mei)11年(nian)(nian)環繞著太(tai)(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)極(ji)大(da)(da)期反(fan)(fan)轉(zhuan)它的(de)(de)(de)方向太(tai)(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)磁(ci)(ci)場(chang)會導致很(hen)多影響(xiang),稱為(wei)(wei)太(tai)(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)活(huo)(huo)動,包(bao)括在(zai)(zai)太(tai)(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)表面(mian)的(de)(de)(de)太(tai)(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)黑子(zi)(zi)、太(tai)(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)耀斑(ban)、和(he)攜(xie)帶著物質(zhi)穿越太(tai)(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)系(xi)(xi)且不斷變(bian)化的(de)(de)(de)太(tai)(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)風。太(tai)(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)活(huo)(huo)動對地球的(de)(de)(de)影響(xiang)包(bao)括在(zai)(zai)高(gao)緯度(du)(du)的(de)(de)(de)極(ji)光,和(he)擾(rao)亂(luan)無線(xian)電(dian)通訊和(he)電(dian)力(li)。太(tai)(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)活(huo)(huo)動被認(ren)為(wei)(wei)在(zai)(zai)太(tai)(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)系(xi)(xi)的(de)(de)(de)形成和(he)演化扮(ban)演了(le)很(hen)重要的(de)(de)(de)角色,太(tai)(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)因為(wei)(wei)高(gao)溫的(de)(de)(de)緣故,所有(you)的(de)(de)(de)物質(zhi)都(dou)是(shi)氣(qi)體和(he)等離子(zi)(zi)體,這使得(de)太(tai)(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)的(de)(de)(de)轉(zhuan)速可能在(zai)(zai)赤道(dao)(大(da)(da)約(yue)(yue)25天(tian))較快(kuai),而(er)不是(shi)高(gao)緯度(du)(du)(在(zai)(zai)兩(liang)極(ji)約(yue)(yue)為(wei)(wei)35天(tian))太(tai)(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)因緯度(du)(du)不同的(de)(de)(de)較差自轉(zhuan)造成它的(de)(de)(de)磁(ci)(ci)場(chang)線(xian)隨著時(shi)間而(er)糾(jiu)纏在(zai)(zai)一(yi)(yi)(yi)起(qi),造成磁(ci)(ci)場(chang)圈從(cong)太(tai)(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)表面(mian)噴發出來,并觸發太(tai)(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)形成系(xi)(xi)距性的(de)(de)(de)太(tai)(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)黑子(zi)(zi)和(he)日珥(參見磁(ci)(ci)重聯)。隨著太(tai)(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)每(mei)11年(nian)(nian)反(fan)(fan)轉(zhuan)它本(ben)身的(de)(de)(de)磁(ci)(ci)場(chang),這種糾(jiu)纏創造了(le)太(tai)(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)發電(dian)機和(he)11年(nian)(nian)的(de)(de)(de)太(tai)(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)磁(ci)(ci)場(chang)活(huo)(huo)動太(tai)(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)周期。
太(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)磁(ci)(ci)(ci)(ci)場(chang)朝太(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)本(ben)體外(wai)更遠(yuan)(yuan)處(chu)延伸,磁(ci)(ci)(ci)(ci)化的(de)(de)(de)(de)(de)太(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)風等離(li)子體攜(xie)帶著(zhu)太(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)的(de)(de)(de)(de)(de)磁(ci)(ci)(ci)(ci)場(chang)進入太(tai)(tai)(tai)空,形(xing)成(cheng)(cheng)所謂的(de)(de)(de)(de)(de)行(xing)星(xing)際磁(ci)(ci)(ci)(ci)場(chang)由于等離(li)子體只能沿(yan)著(zhu)磁(ci)(ci)(ci)(ci)場(chang)線(xian)移動,離(li)開太(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)的(de)(de)(de)(de)(de)行(xing)星(xing)際磁(ci)(ci)(ci)(ci)場(chang)起初是沿(yan)著(zhu)徑向(xiang)伸展(zhan)的(de)(de)(de)(de)(de)。因(yin)位(wei)在(zai)(zai)太(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)赤道上(shang)方(fang)和下方(fang)離(li)開太(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)的(de)(de)(de)(de)(de)磁(ci)(ci)(ci)(ci)場(chang)具(ju)有不(bu)同的(de)(de)(de)(de)(de)極性(xing),因(yin)此在(zai)(zai)太(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)的(de)(de)(de)(de)(de)赤道平面存在(zai)(zai)著(zhu)一層(ceng)薄(bo)薄(bo)的(de)(de)(de)(de)(de)電流(liu)層(ceng),稱為太(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)圈(quan)電流(liu)片(pian)。太(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)的(de)(de)(de)(de)(de)自轉(zhuan)使得遠(yuan)(yuan)距(ju)離(li)的(de)(de)(de)(de)(de)磁(ci)(ci)(ci)(ci)場(chang)和電流(liu)片(pian)旋(xuan)(xuan)(xuan)轉(zhuan)成(cheng)(cheng)像是阿基米(mi)德螺旋(xuan)(xuan)(xuan)結構(gou),稱為派(pai)克螺旋(xuan)(xuan)(xuan)。行(xing)星(xing)際磁(ci)(ci)(ci)(ci)場(chang)的(de)(de)(de)(de)(de)強度遠(yuan)(yuan)比太(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)的(de)(de)(de)(de)(de)偶(ou)極性(xing)磁(ci)(ci)(ci)(ci)場(chang)強大(da)。太(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)50-400μT的(de)(de)(de)(de)(de)磁(ci)(ci)(ci)(ci)偶(ou)極(在(zai)(zai)光球)隨(sui)著(zhu)距(ju)離(li)的(de)(de)(de)(de)(de)三次方(fang)衰減,在(zai)(zai)地球的(de)(de)(de)(de)(de)距(ju)離(li)上(shang)只有0.1nT。然而依(yi)據(ju)太(tai)(tai)(tai)空船(chuan)的(de)(de)(de)(de)(de)觀(guan)測,在(zai)(zai)地球附(fu)近的(de)(de)(de)(de)(de)行(xing)星(xing)際磁(ci)(ci)(ci)(ci)場(chang)是這個數值的(de)(de)(de)(de)(de)100倍,大(da)約是5nT。
從中心(xin)到0.25太陽半徑是太陽發射巨(ju)大能(neng)量(liang)的(de)(de)真(zhen)正(zheng)源頭,也稱(cheng)為核反應區。在(zai)這里,太陽核心(xin)處溫度高達1500萬度,壓力相(xiang)(xiang)當(dang)于3000億個大氣壓,隨時都(dou)在(zai)進行著(zhu)四個氫核聚變(bian)成一(yi)個氦核的(de)(de)熱(re)核反應。根(gen)據(ju)原子核物理學和愛(ai)因斯坦的(de)(de)質(zhi)能(neng)轉(zhuan)換關系式E=mc2,每秒(miao)鐘有(you)質(zhi)量(liang)為6億噸(dun)的(de)(de)氫經過熱(re)核聚變(bian)反應為5.96億噸(dun)的(de)(de)氦,并(bing)釋放(fang)出相(xiang)(xiang)當(dang)于400萬噸(dun)氫的(de)(de)能(neng)量(liang),正(zheng)是這巨(ju)大的(de)(de)能(neng)源帶給了(le)我們光(guang)和熱(re),但這損(sun)失(shi)的(de)(de)質(zhi)量(liang)與太陽的(de)(de)總質(zhi)量(liang)相(xiang)(xiang)比(bi),卻是不(bu)值一(yi)提的(de)(de)。根(gen)據(ju)對太陽內(nei)部氫含(han)量(liang)的(de)(de)估計,太陽至少還(huan)有(you)50億年(nian)的(de)(de)正(zheng)常(chang)壽(shou)命。
0.25太(tai)(tai)(tai)(tai)陽半(ban)徑(jing)~0.86太(tai)(tai)(tai)(tai)陽半(ban)徑(jing)是太(tai)(tai)(tai)(tai)陽輻射區,它包(bao)含了各種電(dian)磁輻射和(he)粒子流。輻射從內部向外(wai)部傳遞(di)過(guo)程(cheng)是多次被物質吸收而又再次發射的(de)過(guo)程(cheng)。從核反應區到太(tai)(tai)(tai)(tai)陽表面的(de)行程(cheng)中,能量依次以X射線、遠紫(zi)外(wai)線、紫(zi)外(wai)線,最后(hou)是可見光的(de)形(xing)式向外(wai)輻射。太(tai)(tai)(tai)(tai)陽是一個(ge)取之(zhi)(zhi)難盡,用之(zhi)(zhi)不竭的(de)能量源(yuan)泉。
對流(liu)層是輻射區(qu)的(de)(de)(de)(de)外(wai)側區(qu)域,其厚度(du)約有十幾萬(wan)千米,由(you)于這里的(de)(de)(de)(de)溫度(du)、壓力(li)和密度(du)梯度(du)都很大,太(tai)陽氣(qi)體(ti)呈對流(liu)的(de)(de)(de)(de)不穩定狀(zhuang)態。使物(wu)質(zhi)的(de)(de)(de)(de)徑(jing)向(xiang)對流(liu)運動強(qiang)烈,熱的(de)(de)(de)(de)物(wu)質(zhi)向(xiang)外(wai)運動,冷的(de)(de)(de)(de)物(wu)質(zhi)沉(chen)入內部(bu),太(tai)陽內部(bu)能量(liang)就是靠(kao)物(wu)質(zhi)的(de)(de)(de)(de)這種對流(liu),由(you)內部(bu)向(xiang)外(wai)部(bu)傳輸。
太陽(yang)光球以上的(de)(de)(de)部(bu)分(fen)統(tong)稱為(wei)太陽(yang)大(da)氣層,跨過(guo)整個電磁頻譜,從無線電、可(ke)見光到(dao)伽(jia)馬射線,都可(ke)以觀察它(ta)們(men)分(fen)為(wei)5個主(zhu)要的(de)(de)(de)部(bu)分(fen):溫度(du)極小區(qu)、色球、過(guo)渡區(qu)、日冕(mian)、和(he)太陽(yang)圈(quan),太陽(yang)圈(quan)可(ke)能是太陽(yang)大(da)氣層最稀薄的(de)(de)(de)外緣并(bing)且延伸到(dao)冥王星軌道之外與星際物質交界,交界處稱為(wei)日鞘(qiao),并(bing)且在那兒形成(cheng)剪切的(de)(de)(de)激(ji)波前緣。色球、過(guo)渡區(qu)和(he)日冕(mian)的(de)(de)(de)溫度(du)都比太陽(yang)表面(mian)高,原(yuan)因還沒有獲得證實,但證據指(zhi)向(xiang)阿爾文波可(ke)能攜(xie)帶了足夠(gou)的(de)(de)(de)能量將日冕(mian)加熱(re)。
對流層(ceng)上(shang)面的(de)太陽大(da)氣,稱為太陽光球。光球是一層(ceng)不透明的(de)氣體薄層(ceng),厚度約500千米。它確定了太陽非(fei)常清(qing)晰(xi)的(de)邊(bian)界,幾乎(hu)所有的(de)可見光都是從這一層(ceng)發(fa)射出來的(de)。
色(se)(se)(se)球(qiu)(qiu)(qiu)位于光(guang)球(qiu)(qiu)(qiu)之(zhi)上(shang)。厚(hou)度約2000千米。太陽(yang)的(de)溫(wen)度分(fen)布從核心向外直到(dao)(dao)(dao)光(guang)球(qiu)(qiu)(qiu)層,都是(shi)逐(zhu)漸下降(jiang)的(de),但到(dao)(dao)(dao)了色(se)(se)(se)球(qiu)(qiu)(qiu)層,卻又反常上(shang)升,到(dao)(dao)(dao)色(se)(se)(se)球(qiu)(qiu)(qiu)頂部時(shi)(shi)已達幾(ji)萬(wan)度。由(you)于色(se)(se)(se)球(qiu)(qiu)(qiu)層發出(chu)的(de)可見光(guang)總量不及光(guang)球(qiu)(qiu)(qiu)的(de)1%,因此人們(men)平常看不到(dao)(dao)(dao)它。只有在發生日全(quan)食時(shi)(shi),即食既之(zhi)前幾(ji)秒(miao)種或者生光(guang)以后幾(ji)秒(miao)鐘,當光(guang)球(qiu)(qiu)(qiu)所(suo)發射(she)的(de)明亮光(guang)線(xian)被(bei)月影完全(quan)遮(zhe)掩的(de)短暫(zan)時(shi)(shi)間內,在日面邊緣呈現出(chu)狹窄的(de)玫瑰紅色(se)(se)(se)的(de)發光(guang)圈層,這就是(shi)色(se)(se)(se)球(qiu)(qiu)(qiu)層。平時(shi)(shi),科學(xue)家們(men)要通過(guo)單色(se)(se)(se)光(guang)(波長為6563埃)色(se)(se)(se)球(qiu)(qiu)(qiu)望遠鏡(jing)才能觀測到(dao)(dao)(dao)太陽(yang)色(se)(se)(se)球(qiu)(qiu)(qiu)層。
日(ri)冕(mian)(mian)是(shi)太(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)大(da)氣(qi)的(de)(de)(de)最(zui)外層(ceng),由高(gao)溫、低(di)(di)密度(du)(du)的(de)(de)(de)等(deng)離子體所組(zu)成。亮(liang)度(du)(du)微(wei)弱(ruo),在(zai)白光中(zhong)的(de)(de)(de)總亮(liang)度(du)(du)比太(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)圓面亮(liang)度(du)(du)的(de)(de)(de)百分之一還(huan)低(di)(di),約(yue)相當于滿(man)月的(de)(de)(de)亮(liang)度(du)(du),因此只有在(zai)日(ri)全食時(shi)(shi)(shi)才(cai)能(neng)展現(xian)其光彩,平時(shi)(shi)(shi)觀(guan)測則要(yao)使用專門(men)的(de)(de)(de)日(ri)冕(mian)(mian)儀。日(ri)冕(mian)(mian)的(de)(de)(de)溫度(du)(du)高(gao)達(da)百萬度(du)(du),其大(da)小和形狀與太(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)活(huo)動有關,在(zai)太(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)活(huo)動極大(da)年時(shi)(shi)(shi),日(ri)冕(mian)(mian)接近(jin)圓形;在(zai)太(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)寧靜年則呈(cheng)(cheng)橢(tuo)圓形。自古以(yi)來(lai),觀(guan)測日(ri)冕(mian)(mian)的(de)(de)(de)傳(chuan)統方法都是(shi)等(deng)待一次罕(han)見的(de)(de)(de)日(ri)全食——在(zai)黑暗的(de)(de)(de)天空(kong)背(bei)景上,月面把明亮(liang)的(de)(de)(de)太(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)光球面遮掩住,而在(zai)日(ri)面周圍呈(cheng)(cheng)現(xian)出青白色(se)的(de)(de)(de)光區(qu),就是(shi)人們期待觀(guan)測的(de)(de)(de)太(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)最(zui)外層(ceng)大(da)氣(qi)——日(ri)冕(mian)(mian)。
太(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)圈,從大(da)約20太(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)半徑(0.1天文(wen)單(dan)(dan)位(wei))到(dao)太(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)系的(de)邊(bian)緣,這(zhe)(zhe)一(yi)大(da)片(pian)環繞著太(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)的(de)空間充滿(man)了(le)伴隨太(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)風離開太(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)的(de)等(deng)離子體(ti)。他的(de)內側(ce)邊(bian)界(jie)是太(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)風成(cheng)為(wei)(wei)超阿(a)(a)耳芬波(bo)的(de)那層位(wei)置-流(liu)體(ti)的(de)速度超過(guo)阿(a)(a)耳芬波(bo)。因為(wei)(wei)訊息(xi)只能以阿(a)(a)耳芬波(bo)的(de)速度傳遞(di),所以在(zai)這(zhe)(zhe)個界(jie)限之(zhi)外的(de)湍(tuan)流(liu)和動力學的(de)力量不再能影(ying)響到(dao)內部(bu)的(de)日冕形(xing)狀。太(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)風源源不斷的(de)進入太(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)圈之(zhi)中并向外吹(chui)拂,使得(de)太(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)的(de)磁場形(xing)成(cheng)螺旋的(de)形(xing)狀,直到(dao)在(zai)距離太(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)超過(guo)50天文(wen)單(dan)(dan)位(wei)之(zhi)外撞擊到(dao)日鞘為(wei)(wei)止。
在(zai)2004年(nian)12月,旅(lv)行者1號探測(ce)器已穿越(yue)過(guo)被(bei)認為(wei)是日鞘部分的激波前緣。兩艘航海家(jia)太空船在(zai)穿越(yue)邊(bian)界時都偵測(ce)與(yu)記(ji)錄到能量超過(guo)一般微粒的高(gao)能粒子。
陽(yang)(yang)光(guang)(guang)是地球能量(liang)的(de)(de)(de)主要(yao)來源。太(tai)陽(yang)(yang)常數是在(zai)距離太(tai)陽(yang)(yang)1天(tian)文單位的(de)(de)(de)位置(也就是在(zai)或接近地球),直接暴露在(zai)陽(yang)(yang)光(guang)(guang)下(xia)的(de)(de)(de)每單位面(mian)積接收到的(de)(de)(de)能量(liang),其值(zhi)約相當于1,368W/m2(瓦每平方米)。經過大氣層的(de)(de)(de)吸收后,抵(di)達地球表面(mian)的(de)(de)(de)陽(yang)(yang)光(guang)(guang)已經衰減——在(zai)大氣清澈且太(tai)陽(yang)(yang)接近天(tian)頂的(de)(de)(de)條件下(xia)也只有約1,000W/m2。
有許多種天然的(de)(de)合(he)(he)成(cheng)過程(cheng)可(ke)以(yi)利用(yong)太(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)能(neng)-光合(he)(he)作用(yong)是(shi)植物以(yi)化(hua)學的(de)(de)方式(shi)從陽(yang)(yang)(yang)光中擷取能(neng)量(liang)(氧的(de)(de)釋出(chu)和碳化(hua)合(he)(he)物的(de)(de)減少),直接加(jia)熱(re)或使用(yong)太(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)電(dian)池轉換成(cheng)電(dian)的(de)(de)儀器被(bei)使用(yong)在(zai)太(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)能(neng)發電(dian)的(de)(de)設備上,或進行其他(ta)的(de)(de)工作;有時也(ye)會使用(yong)集(ji)光式(shi)太(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)能(neng)(也(ye)就是(shi)凝聚陽(yang)(yang)(yang)光)。儲(chu)存(cun)在(zai)原(yuan)油(you)和其它化(hua)石燃(ran)料中的(de)(de)能(neng)量(liang)是(shi)來(lai)自遙遠(yuan)的(de)(de)過去經由光合(he)(he)作用(yong)轉換的(de)(de)太(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)能(neng)。
太(tai)陽的(de)(de)(de)外層,從它(ta)的(de)(de)(de)表面(mian)(mian)向(xiang)下至(zhi)大約(yue)200,000公(gong)里(或(huo)是(shi)70%的(de)(de)(de)太(tai)陽半徑),太(tai)陽的(de)(de)(de)等離子體已(yi)經(jing)不(bu)夠稠密(mi)或(huo)不(bu)夠熱(re)不(bu)再能經(jing)由傳導作用(yong)有效的(de)(de)(de)將(jiang)內部(bu)的(de)(de)(de)熱(re)向(xiang)外傳送;換言(yan)之,它(ta)已(yi)經(jing)不(bu)夠透明了。結果是(shi),當熱(re)柱攜帶熱(re)物質前(qian)往表面(mian)(mian)(光球)產(chan)生了熱(re)對(dui)流(liu)。一旦這(zhe)些物質在表面(mian)(mian)變冷(leng),它(ta)會(hui)向(xiang)下切入(ru)對(dui)流(liu)帶的(de)(de)(de)底部(bu),再從輻射帶的(de)(de)(de)頂部(bu)獲得(de)更多(duo)的(de)(de)(de)熱(re)量在可(ke)見的(de)(de)(de)太(tai)陽表面(mian)(mian),溫度已(yi)經(jing)降至(zhi)5700K,而且密(mi)度也只有0.2公(gong)克/立方米(mi)(大約(yue)是(shi)海平面(mian)(mian)密(mi)度的(de)(de)(de)六千分(fen)之一)。
在(zai)對(dui)流(liu)帶的(de)(de)熱(re)柱形成(cheng)(cheng)在(zai)太(tai)(tai)陽(yang)(yang)表(biao)面上(shang)非常重要的(de)(de),像是(shi)米粒組(zu)(zu)織和(he)超米粒組(zu)(zu)織。在(zai)對(dui)流(liu)帶的(de)(de)湍流(liu)會(hui)(hui)在(zai)太(tai)(tai)陽(yang)(yang)內(nei)部的(de)(de)外圍部分造成(cheng)(cheng)“小尺度”的(de)(de)發電(dian)機,這會(hui)(hui)在(zai)太(tai)(tai)陽(yang)(yang)表(biao)面的(de)(de)各處產生磁南極(ji)(ji)和(he)磁北(bei)極(ji)(ji)。太(tai)(tai)陽(yang)(yang)的(de)(de)熱(re)柱是(shi)貝納得(de)穴流(liu)因此往(wang)往(wang)像六(liu)角型的(de)(de)棱鏡。
作為(wei)一(yi)顆恒星(xing),太陽(yang),其總(zong)體(ti)外觀(guan)性質(zhi)是(shi)(shi),光(guang)度為(wei)383億(yi)億(yi)億(yi)瓦,絕對星(xing)等為(wei)4.8。是(shi)(shi)一(yi)顆黃(huang)色G2型矮(ai)星(xing),有效溫度等于開氏5800度。太陽(yang)與在軌道上繞它公轉的(de)(de)地(di)球(qiu)的(de)(de)平(ping)均距離為(wei)149597870千(qian)米(499.005光(guang)秒或1天文單(dan)位)。按質(zhi)量計,它的(de)(de)物(wu)質(zhi)構(gou)成(cheng)是(shi)(shi)71%的(de)(de)氫、26%的(de)(de)氦和少量較重元素。它們都是(shi)(shi)通過核聚變來釋放能量的(de)(de),根據理論(lun)太陽(yang)最后(hou)核聚變反應產(chan)生的(de)(de)物(wu)質(zhi)是(shi)(shi)鐵和銅等金屬。
日地平均的距離(1天文單位):1.49597870×1011米(mi)(1億5千萬公里)
日地最遠(yuan)的距離:1.5210×1011米
日地最近(jin)的(de)距離:1.4710×1011米
遠日點(dian)與近(jin)日點(dian)距離相差500萬千米
視星等(deng):-26.74等(deng)
絕(jue)對星等(deng):4.83等(deng)
熱星(xing)等(deng):-26.82等(deng)
絕對熱星等:4.75等
太陽
日地平均(jun)距離 149,598,000千米
半徑 696,000千米(mi)
質(zhi)量 1.989×1033克(ke)
平均密度(du) 1.409克/立方厘(li)米
有效溫(wen)度 5,770K
自轉會(hui)合周期 26.9日(ri)(赤道);31.1日(ri)(極區)
光譜型 G2V
目視星等 -26.74等
目視絕對星等 4.83等
表(biao)面重力加速度(du) 27,400厘米/平方(fang)秒
表面(mian)逃逸速度 617.7千米/秒
中心溫(wen)度 約15,000,000K
中心密(mi)度 約(yue)160克(ke)/立方(fang)厘(li)米
年齡 50億年
表(biao)面面積 大約6.09×1012平(ping)方千米
體積 大約1.412×101?立(li)方千米
日冕層溫度 5×200K
發光度(LS) 大約3.827×102?Js?1
太陽壽命 約(yue)100億(yi)年
天文符號 ☉
太陽活動周期 11.04年
總輻射功(gong)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)(yang)輻射的(de)峰(feng)(feng)值波(bo)長(500納米)介于光(guang)譜(pu)中藍光(guang)和(he)綠光(guang)的(de)過(guo)渡區域。恒星的(de)溫度與其(qi)輻射中占主要地位(wei)的(de)波(bo)長有(you)密切(qie)關系。就(jiu)太陽(yang)(yang)來說,其(qi)表面的(de)溫度大約(yue)在5800K。然而,由于人的(de)眼(yan)睛(jing)對峰(feng)(feng)值波(bo)長周(zhou)圍的(de)其(qi)它顏(yan)色更敏感(gan),所以(yi)太陽(yang)(yang)看(kan)起(qi)來呈(cheng)現出白色或(huo)是黃(huang)白色。
核心(xin)是太陽(yang)內唯一(yi)能經(jing)由核聚變產(chan)生(sheng)大量(liang)能量(liang)的(de)區(qu)域(yu),溫度(du)高達1570萬K。99%的(de)能量(liang)產(chan)生(sheng)在太陽(yang)半徑的(de)24%以內,而在30%半徑處,核聚變反應幾乎完(wan)全停止(zhi)。
光(guang)球層上(shang)最顯著(zhu)的(de)現象就是太(tai)陽黑(hei)子(zi),所謂太(tai)陽黑(hei)子(zi),只指(zhi)太(tai)陽光(guang)球層上(shang)的(de)溫(wen)度(du)相對較低的(de)區域,其(qi)溫(wen)度(du)約(yue)(yue)為4500K,而光(guang)球其(qi)余部分的(de)溫(wen)度(du)約(yue)(yue)為5777K。
色(se)球厚(hou)度約2000千米(mi),太陽(yang)的溫度分布從(cong)核心向外直到光球層,都是逐漸下降的,但到了色(se)球層,卻又反常上升,到接近頂端的溫度大(da)約在20000K。
日冕是太陽大氣的(de)最外層,它由高溫、低密(mi)度的(de)等離子體所組成,日冕的(de)溫度高達百(bai)萬度。
太(tai)陽(yang)(yang)看起來很平(ping)靜(jing),實際(ji)上無時無刻不在(zai)發生劇烈(lie)的(de)活動(dong)。太(tai)陽(yang)(yang)由(you)里向外分別為(wei)太(tai)陽(yang)(yang)核反(fan)應區、太(tai)陽(yang)(yang)對流層、太(tai)陽(yang)(yang)大(da)氣層。其中22億分之一的(de)能量輻射到地球,成為(wei)地球上光和熱的(de)主要來源。太(tai)陽(yang)(yang)表面(mian)和大(da)氣層中的(de)活動(dong)現象(xiang),諸如太(tai)陽(yang)(yang)黑子(zi)、耀(yao)斑(ban)和日(ri)冕物質噴發(日(ri)珥)等,會使太(tai)陽(yang)(yang)風大(da)大(da)增強(qiang),造成許多地球物理現象(xiang)──例(li)如極光增多、大(da)氣電離層和地磁的(de)變化。
太(tai)陽(yang)活動和太(tai)陽(yang)風的(de)增(zeng)強還會嚴重(zhong)干(gan)擾(rao)地球上(shang)無(wu)線電通訊及航(hang)天設備的(de)正(zheng)常(chang)工作(zuo),使衛星(xing)上(shang)的(de)精密電子儀器遭(zao)受損害,地面通訊網絡、電力控制(zhi)網絡發生混亂,甚至可能對(dui)航(hang)天飛(fei)機(ji)和空間站中宇航(hang)員的(de)生命構(gou)成威脅。因此,監測(ce)太(tai)陽(yang)活動和太(tai)陽(yang)風的(de)強度,適時作(zuo)出“空間氣象”預報,越來越顯得重(zhong)要(yao)。
4000年(nian)(nian)(nian)前古(gu)時候祖先肉(rou)眼都(dou)看到(dao)(dao)了像3條腿的(de)(de)烏鴉的(de)(de)黑子(zi)(zi)(zi)(zi),通過一(yi)般(ban)的(de)(de)光(guang)(guang)學望遠鏡(jing)觀測太(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)(yang),觀測到(dao)(dao)的(de)(de)是光(guang)(guang)球(qiu)層的(de)(de)活動(dong)(dong)。在光(guang)(guang)球(qiu)上常常可以看到(dao)(dao)很多黑色(se)斑點,它們叫做“太(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)(yang)黑子(zi)(zi)(zi)(zi)”。太(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)(yang)黑子(zi)(zi)(zi)(zi)在日(ri)面上的(de)(de)大小(xiao)、多少(shao)(shao)、位(wei)置和形態等,每天(tian)(tian)都(dou)不(bu)同(tong)。太(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)(yang)黑子(zi)(zi)(zi)(zi)是光(guang)(guang)球(qiu)層物(wu)質劇烈運動(dong)(dong)而(er)形成的(de)(de)局部強磁場區域,也是光(guang)(guang)球(qiu)層活動(dong)(dong)的(de)(de)重要標(biao)志。長期(qi)觀測太(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)(yang)黑子(zi)(zi)(zi)(zi)就(jiu)會發現(xian),有的(de)(de)年(nian)(nian)(nian)份(fen)(fen)(fen)黑子(zi)(zi)(zi)(zi)多,有的(de)(de)年(nian)(nian)(nian)份(fen)(fen)(fen)黑子(zi)(zi)(zi)(zi)少(shao)(shao),有時甚至幾(ji)天(tian)(tian),幾(ji)十天(tian)(tian)日(ri)面上都(dou)沒有黑子(zi)(zi)(zi)(zi)。天(tian)(tian)文學家們早就(jiu)注意到(dao)(dao),太(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)(yang)黑子(zi)(zi)(zi)(zi)從最多或最少(shao)(shao)的(de)(de)年(nian)(nian)(nian)份(fen)(fen)(fen)到(dao)(dao)下一(yi)次(ci)最多或最少(shao)(shao)的(de)(de)年(nian)(nian)(nian)份(fen)(fen)(fen),大約相隔11年(nian)(nian)(nian)。也就(jiu)是說,太(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)(yang)黑子(zi)(zi)(zi)(zi)有平均11年(nian)(nian)(nian)的(de)(de)活動(dong)(dong)周期(qi),這(zhe)也是整個太(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)(yang)的(de)(de)活動(dong)(dong)周期(qi)。天(tian)(tian)文學家把(ba)太(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)(yang)黑子(zi)(zi)(zi)(zi)最多的(de)(de)年(nian)(nian)(nian)份(fen)(fen)(fen)稱(cheng)之(zhi)為(wei)“太(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)(yang)活動(dong)(dong)峰年(nian)(nian)(nian)”,把(ba)太(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)(yang)黑子(zi)(zi)(zi)(zi)最少(shao)(shao)的(de)(de)年(nian)(nian)(nian)份(fen)(fen)(fen)稱(cheng)之(zhi)為(wei)“太(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)(yang)活動(dong)(dong)谷年(nian)(nian)(nian)”。
經(jing)過數世紀的(de)研究(jiu),人(ren)類對太陽黑子(zi)的(de)研究(jiu)已經(jing)有(you)了(le)一定的(de)成果。
分為以下幾點:
1.太陽(yang)黑(hei)子(zi)是太陽(yang)表面(mian)溫度相對較低而顯得黑(hei)的區域。
2.黑(hei)子會對地球的磁場和(he)電(dian)離層產生干擾,指南(nan)針不(bu)能正(zheng)確指示方(fang)向,動(dong)物(wu)迷路,無線電(dian)通訊受到嚴重影響或中斷,直接(jie)危害飛機、輪船、人造衛星等通訊系統安全。
太陽黑子(zi)活動(dong)的高峰期(qi),太陽會發射(she)大量(liang)的高能粒(li)子(zi)流與X射(she)線,引起地球(qiu)(qiu)磁暴(bao)現象,導致氣候異常(chang),地球(qiu)(qiu)上微生(sheng)物因此(ci)大量(liang)繁殖,這就(jiu)為(wei)流行疾(ji)病提(ti)供了溫床。
同時,太陽黑子(zi)的(de)(de)活動,還會(hui)引(yin)起生(sheng)物體物質出現電離現象(xiang),引(yin)起感(gan)冒(mao)病(bing)毒中遺(yi)傳因子(zi)變異,或(huo)者(zhe)發(fa)生(sheng)突變性(xing)(xing)的(de)(de)遺(yi)傳,產生(sheng)強感(gan)染(ran)力的(de)(de)亞型流感(gan)病(bing)毒,形(xing)成流行(xing)性(xing)(xing)感(gan)冒(mao),或(huo)者(zhe)導致人體的(de)(de)生(sheng)理發(fa)生(sheng)其他復雜(za)的(de)(de)生(sheng)化反應(ying),影(ying)響健(jian)康。
因此,太陽(yang)黑(hei)子量達(da)到高峰期時(shi),人類要及早預(yu)防流行性(xing)疾病。
有趣的(de)(de)(de)是,一位瑞士天文學(xue)家(jia)發現(xian)(xian),太陽黑(hei)(hei)子(zi)(zi)(zi)多(duo)(duo)的(de)(de)(de)時(shi)候(hou),氣候(hou)干燥,農(nong)業豐收(shou),黑(hei)(hei)子(zi)(zi)(zi)少的(de)(de)(de)時(shi)候(hou),暴雨成災。地(di)震(zhen)工作者發現(xian)(xian),太陽黑(hei)(hei)子(zi)(zi)(zi)數目(mu)增(zeng)多(duo)(duo)的(de)(de)(de)時(shi)候(hou),地(di)球上的(de)(de)(de)地(di)震(zhen)也多(duo)(duo)。植物(wu)學(xue)家(jia)發現(xian)(xian),植物(wu)的(de)(de)(de)生長也隨(sui)著(zhu)太陽黑(hei)(hei)子(zi)(zi)(zi)的(de)(de)(de)出(chu)現(xian)(xian)而呈現(xian)(xian)11年(nian)周期的(de)(de)(de)變(bian)化,黑(hei)(hei)子(zi)(zi)(zi)多(duo)(duo)長得快(kuai),黑(hei)(hei)子(zi)(zi)(zi)少長得慢。
太(tai)陽(yang)耀斑是(shi)一種劇烈的(de)太(tai)陽(yang)活動,是(shi)太(tai)陽(yang)能量(liang)高度集中釋放(fang)的(de)過程(cheng)。一般認為發生在(zai)(zai)色(se)球(qiu)層中,所以也叫(jiao)“色(se)球(qiu)爆發”。其(qi)主(zhu)要觀(guan)測特(te)征(zheng)是(shi),日面上(shang)(常(chang)在(zai)(zai)黑子群上(shang)空)突(tu)然出現迅速發展的(de)亮(liang)斑閃(shan)耀,其(qi)壽命僅在(zai)(zai)幾分鐘(zhong)到幾十分鐘(zhong)之間,亮(liang)度上(shang)升(sheng)迅速,下(xia)降較慢。特(te)別是(shi)在(zai)(zai)太(tai)陽(yang)活動峰年,耀斑出現頻繁且強度變強。
別看它只是一(yi)(yi)個亮點(dian),一(yi)(yi)旦出(chu)現,簡直是一(yi)(yi)次驚天(tian)動(dong)地(di)的(de)大爆發。這一(yi)(yi)增亮釋(shi)放(fang)的(de)能量(liang)相當于10萬(wan)至100萬(wan)次強火山爆發的(de)總能量(liang),或相當于上百(bai)億枚百(bai)噸級(ji)氫彈(dan)的(de)爆炸;而一(yi)(yi)次較大的(de)耀斑爆發,在(zai)一(yi)(yi)二十分鐘內可釋(shi)放(fang)10的(de)25次冪焦耳的(de)巨大能量(liang)。
除了(le)日(ri)面局(ju)部突然(ran)增亮(liang)的(de)(de)現(xian)象外(wai),耀(yao)斑更主要表現(xian)在從(cong)射(she)(she)(she)電(dian)波(bo)段直(zhi)到X射(she)(she)(she)線(xian)(xian)的(de)(de)輻(fu)射(she)(she)(she)通量的(de)(de)突然(ran)增強(qiang);耀(yao)斑所(suo)發射(she)(she)(she)的(de)(de)輻(fu)射(she)(she)(she)種類(lei)繁多,除可見光外(wai),有(you)紫(zi)外(wai)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(hong)外(wai)線(xian)(xian)和(he)(he)射(she)(she)(she)電(dian)輻(fu)射(she)(she)(she),還有(you)沖擊波(bo)和(he)(he)高能(neng)粒子流,甚至有(you)能(neng)量特高的(de)(de)宇宙(zhou)射(she)(she)(she)線(xian)(xian)。
耀(yao)斑對地(di)(di)球空間環境造成很大(da)(da)影響。太(tai)陽(yang)色球層中一聲爆炸(zha),地(di)(di)球大(da)(da)氣層即刻出(chu)現(xian)繚(liao)繞余音。耀(yao)斑爆發時(shi)(shi),發出(chu)大(da)(da)量的(de)高(gao)能(neng)粒子(zi)到達(da)地(di)(di)球軌道(dao)附近時(shi)(shi),將(jiang)會嚴(yan)重危及宇(yu)宙飛行器內(nei)的(de)宇(yu)航(hang)員和儀(yi)器的(de)安(an)全。當耀(yao)斑輻射來到地(di)(di)球附近時(shi)(shi),與大(da)(da)氣分子(zi)發生劇烈碰撞(zhuang),破(po)壞(huai)電(dian)離層,使它失去反(fan)射無線(xian)電(dian)電(dian)波(bo)的(de)功能(neng)。無線(xian)電(dian)通(tong)信(xin)尤(you)其是短波(bo)通(tong)信(xin),以及電(dian)視臺、電(dian)臺廣播,會受(shou)到干擾甚至中斷。耀(yao)斑發射的(de)高(gao)能(neng)帶電(dian)粒子(zi)流與地(di)(di)球高(gao)層大(da)(da)氣作(zuo)用,產生極(ji)光,并(bing)干擾地(di)(di)球磁場(chang)而(er)引(yin)起磁暴。
此外,耀斑(ban)對氣(qi)象(xiang)和水文等方面也(ye)有著(zhu)不同程(cheng)度的直接(jie)或間接(jie)影(ying)響正(zheng)因為如(ru)此,人們對耀斑(ban)爆發的探測(ce)和預報的關切程(cheng)度與日俱增,正(zheng)在(zai)努(nu)力揭(jie)開(kai)耀斑(ban)的奧秘(mi)。
太(tai)(tai)陽(yang)(yang)光(guang)球(qiu)層(ceng)上(shang)比周圍更明亮的(de)(de)(de)斑狀(zhuang)組織。用(yong)天文(wen)望遠鏡對它觀測時,常(chang)常(chang)可以(yi)(yi)(yi)發現:在(zai)光(guang)球(qiu)層(ceng)的(de)(de)(de)表(biao)面(mian)有的(de)(de)(de)明亮有的(de)(de)(de)深(shen)暗(an)(an)。這種明暗(an)(an)斑點是由于(yu)這里的(de)(de)(de)溫度(du)高(gao)低不同而(er)形成的(de)(de)(de),比較(jiao)深(shen)暗(an)(an)的(de)(de)(de)斑點叫做(zuo)(zuo)“太(tai)(tai)陽(yang)(yang)黑子(zi)”,比較(jiao)明亮的(de)(de)(de)斑點叫做(zuo)(zuo)“光(guang)斑”。光(guang)斑常(chang)在(zai)太(tai)(tai)陽(yang)(yang)表(biao)面(mian)的(de)(de)(de)邊緣(yuan)“表(biao)演(yan)”,卻很少(shao)在(zai)太(tai)(tai)陽(yang)(yang)表(biao)面(mian)的(de)(de)(de)中(zhong)心區(qu)露面(mian)。因(yin)為太(tai)(tai)陽(yang)(yang)表(biao)面(mian)中(zhong)心區(qu)的(de)(de)(de)輻射屬(shu)于(yu)光(guang)球(qiu)層(ceng)的(de)(de)(de)較(jiao)深(shen)氣層(ceng),而(er)邊緣(yuan)的(de)(de)(de)光(guang)主(zhu)要來源光(guang)球(qiu)層(ceng)較(jiao)高(gao)部位,所以(yi)(yi)(yi),光(guang)斑比太(tai)(tai)陽(yang)(yang)表(biao)面(mian)高(gao)些(xie),可以(yi)(yi)(yi)算(suan)得上(shang)是光(guang)球(qiu)層(ceng)上(shang)的(de)(de)(de)“高(gao)原(yuan)”。
光(guang)(guang)(guang)斑(ban)也(ye)(ye)是太(tai)陽(yang)上(shang)(shang)(shang)(shang)一種強烈(lie)風(feng)暴(bao),天文學家把它(ta)(ta)戲稱為“高(gao)原風(feng)暴(bao)”。不過(guo),與烏云翻滾(gun),大雨滂沱,狂風(feng)卷地百草(cao)折的(de)(de)地面風(feng)暴(bao)相(xiang)比(bi)(bi)(bi)(bi),“高(gao)原風(feng)暴(bao)”的(de)(de)性格要(yao)溫和得(de)多(duo)。光(guang)(guang)(guang)斑(ban)的(de)(de)亮度只比(bi)(bi)(bi)(bi)寧靜光(guang)(guang)(guang)球(qiu)(qiu)層(ceng)(ceng)略強一些,一般只大10%;溫度比(bi)(bi)(bi)(bi)寧靜光(guang)(guang)(guang)球(qiu)(qiu)層(ceng)(ceng)高(gao)300℃。許多(duo)光(guang)(guang)(guang)斑(ban)與太(tai)陽(yang)黑子還結(jie)下不解之緣,常常環繞在(zai)太(tai)陽(yang)黑子周圍“表演(yan)”。少(shao)部分光(guang)(guang)(guang)斑(ban)與太(tai)陽(yang)黑子無關,活(huo)躍在(zai)70°高(gao)緯區域,面積比(bi)(bi)(bi)(bi)較小,光(guang)(guang)(guang)斑(ban)平均壽命約為15天,較大的(de)(de)光(guang)(guang)(guang)斑(ban)壽命可(ke)達(da)三(san)個月(yue)。光(guang)(guang)(guang)斑(ban)不僅出現在(zai)光(guang)(guang)(guang)球(qiu)(qiu)層(ceng)(ceng)上(shang)(shang)(shang)(shang),色球(qiu)(qiu)層(ceng)(ceng)上(shang)(shang)(shang)(shang)也(ye)(ye)有它(ta)(ta)活(huo)動(dong)的(de)(de)場所(suo)。當它(ta)(ta)在(zai)色球(qiu)(qiu)層(ceng)(ceng)上(shang)(shang)(shang)(shang)“表演(yan)”時,活(huo)動(dong)的(de)(de)位置與在(zai)光(guang)(guang)(guang)球(qiu)(qiu)層(ceng)(ceng)上(shang)(shang)(shang)(shang)露面時大致吻合。不過(guo),出現在(zai)色球(qiu)(qiu)層(ceng)(ceng)上(shang)(shang)(shang)(shang)的(de)(de)不叫“光(guang)(guang)(guang)斑(ban)”,而叫“譜(pu)斑(ban)”。實際上(shang)(shang)(shang)(shang),光(guang)(guang)(guang)斑(ban)與譜(pu)斑(ban)是同(tong)一個整體(ti),只是因為它(ta)(ta)們(men)的(de)(de)“住所(suo)”高(gao)度不同(tong)而已,這(zhe)就好(hao)比(bi)(bi)(bi)(bi)是一幢樓房,光(guang)(guang)(guang)斑(ban)住在(zai)樓下,譜(pu)斑(ban)住在(zai)樓上(shang)(shang)(shang)(shang)。
米(mi)(mi)粒組織是(shi)(shi)太陽(yang)光球層上的(de)一種日面結構。呈多角形(xing)(xing)小(xiao)顆粒形(xing)(xing)狀,得用(yong)天文望遠鏡才(cai)能(neng)觀測到(dao)。米(mi)(mi)粒組織的(de)溫(wen)度比米(mi)(mi)粒間區域的(de)溫(wen)度約(yue)高300℃,因此,顯得比較明亮易見。雖說它們是(shi)(shi)小(xiao)顆粒,實際的(de)直徑也有1000公里~2000公里。
明亮的(de)(de)米粒組(zu)織很(hen)(hen)可能是從對流層上(shang)升(sheng)到(dao)光球的(de)(de)熱氣團,不隨時(shi)間變(bian)化且均(jun)勻分(fen)布,且呈(cheng)現(xian)激烈的(de)(de)起(qi)伏運動。米粒組(zu)織上(shang)升(sheng)到(dao)一(yi)定的(de)(de)高(gao)度時(shi)很(hen)(hen)快就(jiu)會(hui)變(bian)冷,并(bing)馬上(shang)沿著上(shang)升(sheng)熱氣流之間的(de)(de)空(kong)隙處下降(jiang);壽(shou)命也非(fei)常(chang)短(duan)暫來去匆(cong)匆(cong),從產(chan)生到(dao)消失(shi),幾乎比地球大氣層中的(de)(de)云消煙(yan)散還要快平均(jun)壽(shou)命只有幾分(fen)鐘,此外,發現(xian)的(de)(de)超米粒組(zu)織,其尺度達3萬公里左右,壽(shou)命約為20小(xiao)時(shi)。
太陽風(feng)是一種連續存在,來(lai)自太陽并以200-800km/s的(de)(de)速度運動(dong)的(de)(de)等離子體流(liu)這種物質雖(sui)然與地球上的(de)(de)空(kong)氣不同,不是由氣體的(de)(de)分子組(zu)成(cheng),而是由更(geng)簡單的(de)(de)比原子還小一個層(ceng)次的(de)(de)基本粒子——質子和電子等組(zu)成(cheng),但它們流(liu)動(dong)時所產生的(de)(de)效應與空(kong)氣流(liu)動(dong)十分相似,所以稱它為太陽風(feng)。
當然,太(tai)陽風(feng)的(de)(de)(de)(de)密(mi)(mi)度(du)與(yu)地(di)球(qiu)(qiu)上(shang)(shang)的(de)(de)(de)(de)風(feng)的(de)(de)(de)(de)密(mi)(mi)度(du)相比,是非常非常稀(xi)薄而(er)微不(bu)足道的(de)(de)(de)(de),一般情況下,在(zai)地(di)球(qiu)(qiu)附近的(de)(de)(de)(de)行星際空(kong)間中,每(mei)立(li)方(fang)(fang)厘米(mi)有幾個(ge)(ge)到幾十個(ge)(ge)粒子。而(er)地(di)球(qiu)(qiu)上(shang)(shang)風(feng)的(de)(de)(de)(de)密(mi)(mi)度(du)則為每(mei)立(li)方(fang)(fang)厘米(mi)有2687億(yi)億(yi)個(ge)(ge)分子。太(tai)陽風(feng)雖然十分稀(xi)薄,但它刮起來的(de)(de)(de)(de)猛(meng)烈(lie)勁卻(que)遠(yuan)遠(yuan)勝過地(di)球(qiu)(qiu)上(shang)(shang)的(de)(de)(de)(de)風(feng)。在(zai)地(di)球(qiu)(qiu)上(shang)(shang),12級(ji)臺風(feng)的(de)(de)(de)(de)風(feng)速(su)是每(mei)秒32.5米(mi)以(yi)上(shang)(shang)而(er)太(tai)陽風(feng)的(de)(de)(de)(de)風(feng)速(su),在(zai)地(di)球(qiu)(qiu)附近卻(que)經常保(bao)持在(zai)每(mei)秒350~450千米(mi),是地(di)球(qiu)(qiu)風(feng)速(su)的(de)(de)(de)(de)上(shang)(shang)萬(wan)倍,最(zui)猛(meng)烈(lie)時可達每(mei)秒800千米(mi)以(yi)上(shang)(shang)。
太(tai)陽(yang)(yang)(yang)(yang)風(feng)(feng)從(cong)太(tai)陽(yang)(yang)(yang)(yang)大(da)(da)氣最外層(ceng)的(de)日冕,向空間持續拋(pao)射(she)出來(lai)的(de)物(wu)質粒(li)子(zi)(zi)流。這種(zhong)粒(li)子(zi)(zi)流是從(cong)冕洞中噴射(she)出來(lai)的(de),其主(zhu)要成(cheng)分是氫粒(li)子(zi)(zi)和(he)氦(hai)粒(li)子(zi)(zi)。太(tai)陽(yang)(yang)(yang)(yang)風(feng)(feng)有兩種(zhong):一種(zhong)持續不斷(duan)地輻(fu)(fu)射(she)出來(lai),速度(du)較(jiao)小,粒(li)子(zi)(zi)含(han)量也較(jiao)少,被稱為(wei)(wei)“持續太(tai)陽(yang)(yang)(yang)(yang)風(feng)(feng)”;另一種(zhong)是在太(tai)陽(yang)(yang)(yang)(yang)活動時(shi)輻(fu)(fu)射(she)出來(lai),速度(du)較(jiao)大(da)(da),粒(li)子(zi)(zi)含(han)量也較(jiao)多,這種(zhong)太(tai)陽(yang)(yang)(yang)(yang)風(feng)(feng)被稱為(wei)(wei)“擾(rao)動太(tai)陽(yang)(yang)(yang)(yang)風(feng)(feng)”。擾(rao)動太(tai)陽(yang)(yang)(yang)(yang)風(feng)(feng)對地球的(de)影響很大(da)(da),當(dang)它抵達地球時(shi),往(wang)往(wang)引起(qi)很大(da)(da)的(de)磁暴與強烈的(de)極光(guang),同時(shi)也產(chan)生電離(li)層(ceng)騷擾(rao)。
冕(mian)洞的(de)分布區(qu)(qu)(qu)域可達太陽(yang)表面多數地區(qu)(qu)(qu),尤其(qi)是(shi)在太陽(yang)的(de)兩(liang)(liang)極(ji)地區(qu)(qu)(qu),科學家(jia)已(yi)經發(fa)現(xian)冕(mian)洞內部存(cun)在磁(ci)場(chang)(chang)線的(de)閉合和開放,如果磁(ci)場(chang)(chang)線突然打開或者閉合,那么太陽(yang)表面就會出現(xian)較大范圍(wei)的(de)冕(mian)洞覆蓋現(xian)象(xiang),其(qi)分布區(qu)(qu)(qu)域遠(yuan)大于兩(liang)(liang)極(ji)地區(qu)(qu)(qu),冕(mian)洞形成時可攜帶大量的(de)炙熱等離子體,磁(ci)場(chang)(chang)線開放的(de)區(qu)(qu)(qu)域可以看到冕(mian)洞的(de)一(yi)些細節上變化,比(bi)如冕(mian)洞周圍(wei)出現(xian)類似浪(lang)花狀的(de)結構等。
事實上,冕洞分布在日冕物質中密度(du)較低的空間,而(er)且(qie)溫(wen)度(du)極高(gao),可(ke)達到數百萬(wan)度(du)。
太(tai)陽動(dong)力學天文臺目前正在監視太(tai)陽表面的(de)異常變化,太(tai)陽正處于為期11年的(de)活動(dong)周期高峰時段,未來我們還將看到強(qiang)烈(lie)的(de)太(tai)陽耀斑以及日冕物質拋射(she)等現象(xiang)。
這(zhe)些太(tai)陽(yang)活(huo)動的(de)(de)(de)背后(hou)都有(you)磁場因素的(de)(de)(de)介入,對太(tai)陽(yang)活(huo)動的(de)(de)(de)判(pan)斷(duan)似乎(hu)較(jiao)(jiao)為困難(nan)。科學家(jia)還發現(xian)如(ru)果(guo)冕(mian)洞發生的(de)(de)(de)區(qu)域分(fen)布在(zai)太(tai)陽(yang)表(biao)面(mian)的(de)(de)(de)高緯度(du)地(di)區(qu),那(nei)么可形成速度(du)較(jiao)(jiao)快的(de)(de)(de)太(tai)陽(yang)風。
太(tai)陽(yang)上絕(jue)大多數的(de)(de)(de)(de)氫正逐漸燃燒(shao)轉變(bian)為氦(hai),可以說(shuo)太(tai)陽(yang)正處(chu)于(yu)(yu)最穩定的(de)(de)(de)(de)主序星(xing)階(jie)段(duan)。對太(tai)陽(yang)這樣質(zhi)量的(de)(de)(de)(de)恒(heng)星(xing)而(er)言,主序星(xing)階(jie)段(duan)約可持續(xu)110億年(nian)。恒(heng)星(xing)由于(yu)(yu)放出(chu)光而(er)慢(man)慢(man)地在(zai)收縮,而(er)在(zai)收縮過程中(zhong),中(zhong)心部分的(de)(de)(de)(de)密(mi)度(du)(du)就會(hui)(hui)(hui)增(zeng)(zeng)加,壓力也會(hui)(hui)(hui)升高(gao)(gao),使得(de)氫會(hui)(hui)(hui)燃燒(shao)得(de)更厲害(hai),這樣一來溫度(du)(du)就會(hui)(hui)(hui)升高(gao)(gao),太(tai)陽(yang)的(de)(de)(de)(de)亮(liang)度(du)(du)也會(hui)(hui)(hui)逐漸增(zeng)(zeng)強。太(tai)陽(yang)自從(cong)45億年(nian)前(qian)進(jin)入主序星(xing)階(jie)段(duan)到如今,太(tai)陽(yang)光的(de)(de)(de)(de)亮(liang)度(du)(du)增(zeng)(zeng)強了(le)30%,預計今后還(huan)會(hui)(hui)(hui)繼續(xu)增(zeng)(zeng)強,使地球溫度(du)(du)不斷升高(gao)(gao)。
65億(yi)年(nian)后,當太(tai)陽(yang)(yang)的(de)(de)(de)主(zhu)(zhu)序星(xing)(xing)(xing)(xing)階段(duan)(duan)(duan)結束時(shi)(shi),預計太(tai)陽(yang)(yang)光的(de)(de)(de)亮度將是如今的(de)(de)(de)2.2倍,而(er)地(di)(di)球(qiu)(qiu)的(de)(de)(de)平(ping)均(jun)溫(wen)度要比如今高(gao)(gao)60℃左(zuo)右。屆時(shi)(shi)就算地(di)(di)球(qiu)(qiu)上仍有海水,恐怕也快被(bei)蒸發光了(le)。若(ruo)僅從平(ping)均(jun)溫(wen)度來看,火(huo)星(xing)(xing)(xing)(xing)反而(er)會是最(zui)(zui)適宜人類居住的(de)(de)(de)星(xing)(xing)(xing)(xing)球(qiu)(qiu)。在主(zhu)(zhu)序星(xing)(xing)(xing)(xing)階段(duan)(duan)(duan),因恒星(xing)(xing)(xing)(xing)自身引(yin)力而(er)造成收(shou)縮的(de)(de)(de)這股向內的(de)(de)(de)力和因燃燒而(er)引(yin)起的(de)(de)(de)向外(wai)的(de)(de)(de)力會互相牽(qian)制而(er)達到平(ping)衡。但(dan)在65億(yi)年(nian)后,太(tai)陽(yang)(yang)中(zhong)心部(bu)分的(de)(de)(de)氫會燃盡(jin),最(zui)(zui)后只剩下其周(zhou)(zhou)圍的(de)(de)(de)球(qiu)(qiu)殼(ke)(ke)狀部(bu)分有氫燃燒。在球(qiu)(qiu)殼(ke)(ke)內不再燃燒的(de)(de)(de)區域,由于抵消引(yin)力的(de)(de)(de)向外(wai)的(de)(de)(de)力減弱而(er)開始(shi)急速收(shou)縮,此時(shi)(shi)太(tai)陽(yang)(yang)會越來越亮,球(qiu)(qiu)殼(ke)(ke)外(wai)側部(bu)分因受到影(ying)響而(er)導致溫(wen)度升(sheng)高(gao)(gao)并開始(shi)膨(peng)脹,這便是另一個階段(duan)(duan)(duan)--紅(hong)巨星(xing)(xing)(xing)(xing)階段(duan)(duan)(duan)的(de)(de)(de)開始(shi)。紅(hong)巨星(xing)(xing)(xing)(xing)階段(duan)(duan)(duan)會持續數億(yi)年(nian),其間太(tai)陽(yang)(yang)的(de)(de)(de)亮度會達到如今的(de)(de)(de)2000倍,木星(xing)(xing)(xing)(xing)和土(tu)星(xing)(xing)(xing)(xing)周(zhou)(zhou)圍的(de)(de)(de)溫(wen)度也會升(sheng)高(gao)(gao),木星(xing)(xing)(xing)(xing)的(de)(de)(de)冰衛星(xing)(xing)(xing)(xing)以及作(zuo)為(wei)土(tu)星(xing)(xing)(xing)(xing)特(te)征(zheng)的(de)(de)(de)環都會被(bei)蒸發得無影(ying)無蹤,最(zui)(zui)后,太(tai)陽(yang)(yang)的(de)(de)(de)外(wai)層(ceng)部(bu)分甚至會膨(peng)脹到如今的(de)(de)(de)地(di)(di)球(qiu)(qiu)軌(gui)道(dao)附近。
另一方面,從外層部(bu)分(fen)會(hui)不(bu)斷放出氣體,最終太(tai)陽(yang)的(de)(de)(de)質量會(hui)減(jian)至主序星(xing)階(jie)段的(de)(de)(de)60%。因太(tai)陽(yang)引力減(jian)弱之(zhi)故,行(xing)星(xing)開始遠離太(tai)陽(yang)。當太(tai)陽(yang)質量減(jian)至原(yuan)來的(de)(de)(de)60%時,行(xing)星(xing)和太(tai)陽(yang)的(de)(de)(de)距(ju)(ju)離要比現在擴大(da)70%。這樣一來,雖然(ran)水星(xing)和金星(xing)被吞沒的(de)(de)(de)可能性(xing)極(ji)大(da),但地球在太(tai)陽(yang)外層部(bu)分(fen)到達之(zhi)前應該會(hui)拉大(da)距(ju)(ju)離而存活下來,火星(xing)和木星(xing)型行(xing)星(xing)(木星(xing),土(tu)星(xing),天(tian)王星(xing),海王星(xing))也會(hui)存活下來。
像太(tai)陽這(zhe)般(ban)質量的(de)(de)星(xing)球,在其(qi)密度(du)已(yi)變得非(fei)常高的(de)(de)中心部(bu)分只會(hui)(hui)收(shou)縮到一定程(cheng)度(du),也(ye)就(jiu)是溫度(du)只會(hui)(hui)升高到某種程(cheng)度(du),中心部(bu)分的(de)(de)火會(hui)(hui)漸(jian)漸(jian)消(xiao)失。太(tai)陽逐漸(jian)失去光(guang)芒(mang),膨(peng)脹的(de)(de)外(wai)層部(bu)分將收(shou)縮,冷卻成致密的(de)(de)白矮星(xing)。通過紅巨星(xing)時代(dai)考驗而存留下來的(de)(de)行星(xing)將會(hui)(hui)繼續圍繞太(tai)陽運行,所(suo)有一切都將被凍結,最后太(tai)陽系迎接的(de)(de)將會(hui)(hui)是寂靜(jing)狀態的(de)(de)結束。
若太陽(yang)這(zhe)種恒(heng)星(xing)變為白矮(ai)星(xing),每秒自轉一(yi)周(zhou)。密度至(zhi)少(shao)為1.41×1011kg/m3。
太陽受探測歷史
時(shi)間(年) 探測(ce)器名稱 國家 成就
1960-1968 先驅者(zhe)5-9號(hao) 美(mei)國 繞太(tai)陽運(yun)行,研究太(tai)陽風、耀斑
1974-1976 太(tai)(tai)陽神1-2號 美(mei)德合作 近距(ju)離高速掠過太(tai)(tai)陽表(biao)面,測(ce)量太(tai)(tai)陽風(feng)與磁場
1980 太陽(yang)極大使者 美國 收(shou)集了(le)耀斑、太陽(yang)黑子和日珥發出的(de)X射(she)線。伽馬(ma)射(she)線、紫外輻射(she)的(de)資料。
1990 尤利西斯 美歐合作 在太陽(yang)極區上方的太陽(yang)風(feng)以及太陽(yang)磁場
1991 陽(yang)光 日英美合作 測量了(le)太陽(yang)耀(yao)斑發出的X射線和伽馬射線以及耀(yao)斑爆發前的狀況
1995 SOHO 美歐合(he)作 研(yan)究太陽內部(bu)結(jie)構(gou)和表面(mian)發生(sheng)的事(shi)件
1998 TRACE 美國 了解太陽磁(ci)場(chang)與日(ri)冕加熱之間的聯系
2006 STEREO 美國 全方位提供太(tai)陽爆發和太(tai)陽風的(de)星系(xi)
2010 SDO 美國 預(yu)測太陽活動對地球的(de)影響
2018 Parker Solar Probe 美(mei)國 探(tan)索太(tai)陽運行機制
2021 羲和號 中國 2021年(nian)10月14日18時51分,中國在(zai)太(tai)原衛(wei)星(xing)發(fa)射中心采用(yong)長征二號丁運(yun)載火箭(jian),成功發(fa)射首顆(ke)太(tai)陽探測科學技術試驗衛(wei)星(xing)“羲和號”,實現中國太(tai)陽探測零的突破。
2021 風云三(san)號E星 中國 空間日(ri)冕(mian)探測(ce)
2022 空間新技術試驗衛星 中國 太陽過渡區的探測(ce)
2021年9月(yue)2日(ri),中國“黎明星”風(feng)云三號E星(以(yi)下簡(jian)稱“E星”)發(fa)布首批高精度、多波(bo)段(duan)太(tai)陽(yang)圖像(xiang)。在(zai)太(tai)陽(yang)極(ji)紫(zi)外動畫圖像(xiang)上,太(tai)陽(yang)最外層大氣——日(ri)冕數天內的變化被精準捕(bu)捉,太(tai)陽(yang)活動區、冕洞等也清晰可見。
這段風云三(san)號E星太(tai)(tai)陽極(ji)紫(zi)外圖像做成的動畫(hua)展示了日冕(mian)(mian)2021年8月24日至31日的變(bian)化,隨著太(tai)(tai)陽緩(huan)緩(huan)地自轉,太(tai)(tai)陽上(shang)的活動區、冕(mian)(mian)洞(dong)等特征也一一呈現在我們面前,宛若(ruo)一幅壯美的畫(hua)卷(juan)。耀斑類(lei)似于(yu)地球上(shang)的閃(shan)電。
2022年3月,歐洲航(hang)天局發布了一張太(tai)陽(yang)的(de)高(gao)分(fen)(fen)辨(bian)(bian)率(lv)圖(tu)(tu)(tu)像(xiang),號(hao)稱有(you)史以來最高(gao)分(fen)(fen)辨(bian)(bian)率(lv)的(de)太(tai)陽(yang)圖(tu)(tu)(tu)像(xiang),大(da)小為56.26MB。這是太(tai)陽(yang)軌道飛行器在大(da)約(yue)7500萬公里的(de)距離在極紫外光(guang)下看到的(de)太(tai)陽(yang)。該圖(tu)(tu)(tu)像(xiang)是3月7日由極紫外成像(xiang)儀(yi)(EUI)儀(yi)器的(de)高(gao)分(fen)(fen)辨(bian)(bian)率(lv)望遠鏡(jing)拍攝(she),將25張單(dan)幅圖(tu)(tu)(tu)像(xiang)進(jin)行了拼接,每張圖(tu)(tu)(tu)像(xiang)拍攝(she)耗時(shi)(shi)10分(fen)(fen)鐘,總共花了4個(ge)多小時(shi)(shi)。
2022年8月(yue)30日,中國(guo)(guo)首顆太(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)探測科學技術試驗衛星“羲和號”在國(guo)(guo)際(ji)上首次(ci)(ci)實(shi)現(xian)了(le)對太(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)Hα(氫阿爾法)波段的(de)(de)光(guang)譜(pu)掃描(miao)成像(xiang),記錄(lu)了(le)太(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)活動在光(guang)球(qiu)(qiu)層和色球(qiu)(qiu)層的(de)(de)響(xiang)應(ying)過(guo)(guo)程,通過(guo)(guo)一(yi)次(ci)(ci)掃描(miao),可(ke)獲取376個波長(chang)位置(zhi)的(de)(de)太(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)圖(tu)像(xiang),不(bu)同(tong)波長(chang)對應(ying)了(le)光(guang)球(qiu)(qiu)和色球(qiu)(qiu)不(bu)同(tong)層次(ci)(ci)的(de)(de)太(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)大(da)氣。根據這些譜(pu)線的(de)(de)精細(xi)結構,可(ke)反演出高精度的(de)(de)全(quan)日面色球(qiu)(qiu)和光(guang)球(qiu)(qiu)多普勒速(su)度場,發生在太(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)大(da)氣中的(de)(de)活動可(ke)被詳細(xi)記錄(lu)到,進(jin)而(er)研究太(tai)(tai)陽(yang)(yang)(yang)活動的(de)(de)物(wu)理過(guo)(guo)程。