太陽系--------太陽

大江東 2010-05-04

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太陽

太陽在浩瀚的宇宙中談不上有什么特殊性。組成銀河系的有大約兩千億顆恒星，而太陽只是其中中等大小的一顆。太陽已的年齡有46億歲，正處在它一生中的中年時期。作為太陽系的中心，地球上所有生物的生長都直接或間接地需要它所提供的光和熱。

太陽是太陽系的中心天體。銀河系的一顆普通恒星。距離地球1.5億千米，直徑約1392000千米，從地球到太陽上去步行要走3500多年,就是坐飛機，也要坐20多年。平均密度1.409克/立方厘米，質(zhì)量1.989×10^33克，表面溫度5770℃，中心溫度1500萬℃。由里向外分別為太陽核反應(yīng)區(qū)、太陽對流層、太陽大氣層。其中心區(qū)不停地進行熱核反應(yīng)，所產(chǎn)生的能量以輻射方式向宇宙空間發(fā)射。其中二十二億分之一的能量輻射到地球，成為地球上光和熱的主要來源。恒星也有自己的生命史，它們從誕生、成長到衰老，最終走向死亡。它們大小不同，色彩各異，演化的歷程也不盡相同。恒星與生命的聯(lián)系不僅表現(xiàn)在它提供了光和熱。實際上構(gòu)成行星和生命物質(zhì)的重原子就是在某些恒星生命結(jié)束時發(fā)生的爆發(fā)過程中創(chuàng)造出來的。太陽（ＳＵＮ）是一顆普通的恒星。

太陽和地球的大小比例

太陽的結(jié)構(gòu)

太陽的結(jié)構(gòu)從里向外主要分為：中心為熱核反應(yīng)區(qū)，核心之外是輻射層，輻射層外為對流層，對流層之外是太陽大氣層。

從核物理學(xué)理論推知，太陽中心是熱核反應(yīng)區(qū)。太陽中心區(qū)占整個太陽半徑的1／4，約為整個太陽質(zhì)量的一半以上。這表明太陽中心區(qū)的物質(zhì)密度非常高。每立方厘米可達160克。太陽在自身強大重力吸引下，太陽中心區(qū)處于高密度、高溫和高壓狀態(tài)。是太陽巨大能量的發(fā)祥地。

太陽中心區(qū)產(chǎn)生的能量的傳遞主要靠輻射形式。太陽中心區(qū)之外就是輻射層，輻射層的范圍是從熱核中心區(qū)頂部的0.25個太陽半徑向外到0.86個太陽半徑，這里的溫度、密度和壓力都是從內(nèi)向外遞減。從體積來說，輻射層占整個太陽體積的絕大部分。

太陽內(nèi)部能量向外傳播除輻射，還有對流過程。即從太陽0.86個太陽半徑向外到達太陽大氣層的底部，這一區(qū)間叫對流層。這一層氣體性質(zhì)變化很大，很不穩(wěn)定，形成明顯的上下對流運動。這是太陽內(nèi)部結(jié)構(gòu)的最外層。太陽對流層外是太陽大氣層。太陽大氣層從里向外又可分光球、色球和日冕。我們看到耀眼的太陽，就是太陽大氣層中光球發(fā)出的強烈的可見光。光球?qū)游挥趯α鲗又?，屬太陽大氣層中的最低層或最里層，光球?qū)拥暮穸燃s500公里，與約70萬公里的太陽半徑相比，好似人的皮膚和肌肉之比。我們說太陽表現(xiàn)的平均溫度約6000攝氏度，指的就是這一層。光球之外便是色球。平時由于地球大氣把強烈的光球可見散射開，色球便被淹沒在藍天之中。只有在日全食的時候才有機會直接飽覽色球紅艷的姿容。太陽色球是充滿磁場的等離子體層，厚約2500公里。其溫度從里向外增加，與光球頂銜接的部分約4500攝氏度，到外層達幾萬攝氏度。密度則隨高度增加而減低。整個色球?qū)拥慕Y(jié)構(gòu)不均勻，由于磁場的不穩(wěn)定性，太陽高層大氣經(jīng)常產(chǎn)生爆發(fā)活動，產(chǎn)生耀斑現(xiàn)象。

日冕是太陽大氣的最外層。日冕中的物質(zhì)也是等離子體，它的密度比色球?qū)痈停臏囟确幢壬驅(qū)痈?，可達上百萬攝氏度。日全食時在日面周圍看到放射狀的非常明亮的銀白色光芒即是日冕。

這張由SOHO遠紫外成像望遠鏡（EIT）拍攝的照片其實是由三種不同波長的照片合成的

太陽的內(nèi)部結(jié)構(gòu)

太陽的內(nèi)部主要可以分為三層，核心區(qū)，輻射區(qū)和對流區(qū)。

太陽的能量來源于其核心部分。太陽的核心溫度高達1500萬攝氏度，壓力相當(dāng)于2500億個大氣壓。核心區(qū)的氣體被極度壓縮至水密度的150倍。在這里發(fā)生著核聚變，每秒鐘有七億噸的氫被轉(zhuǎn)化成氦。在這過程中，約有五百萬噸的凈能量被釋放（大概相當(dāng)于38600億億兆焦耳，3.86后面26個0）。聚變產(chǎn)生的能量通過對流和輻射過程向外傳送。核心產(chǎn)生的能量需要通過幾百萬年才能到達表面。

輻射區(qū)包在核心區(qū)外面

這一層的氣體也處在高溫高壓狀態(tài)下(但低于核心區(qū))，粒子間的頻繁碰撞,使得在核心區(qū)產(chǎn)生的能量經(jīng)過很久(幾百萬年)才能穿過這一層到達對流區(qū)。

輻射區(qū)的外面是對流區(qū)

能量在對流區(qū)的傳遞要比輻射區(qū)快的多.這一層中的大量氣體以對流的方式向外輸送能量.(有點像燒開水,被加熱的部分向上升，冷卻了的部分向下降.)對流產(chǎn)生的氣泡一樣的結(jié)構(gòu)就是我們在太陽大氣的光球?qū)又锌吹降?米粒組織"。

太陽是自己發(fā)光發(fā)熱的熾熱的氣體星球。它表面的溫度約6000℃，中心溫度高達1500萬℃。太陽的半徑約為696000公里，約是地球半徑的109倍。它的質(zhì)量為1.989×10^27噸，約是地球的332000倍。太陽的平均密度為1.4克每立方厘米，約為地球密度的1／4。太陽與我們地球的平均距離約1.5億公里。

太陽是銀河系中的一顆普通恒星，位于銀道面之北的獵戶座旋臂上，距銀心約2.3~2.8萬光年，它以每秒250公里的速度繞銀心轉(zhuǎn)動，公轉(zhuǎn)一周約需2.5億年。太陽也在自轉(zhuǎn)，其周期在日面赤道帶約25天；兩極區(qū)約為35天。

通過對太陽光譜的分析，得知太陽的化學(xué)成分與地球幾乎相同，只是比例有所差異。太陽上最豐富的元素是氫，其次是氦，還有碳、氮、氧和各種金屬。

這是由EIT拍攝的太陽磁暴的情景，攝于1999年9月14日。它顯示的是電離氫在180，000華氏度的高溫下噴發(fā)。

太陽內(nèi)核的溫度高達攝氏一千五百萬度，在那兒發(fā)生著氫-氦核聚變反應(yīng)。核聚變反應(yīng)每秒鐘要消耗掉約五百萬噸的物質(zhì)，并轉(zhuǎn)換成能量以光子的形式釋放出來。這些光子從太陽中心到達太陽表面要花一百多萬年。光子從太陽中心出發(fā)后先要經(jīng)過輻射帶，沿途在與原子微粒的碰撞丟失能量。隨后要經(jīng)過對流帶，光子的能量被熾熱的氣體吸收，氣體在對流中向表面?zhèn)鬟f能量。到達對流帶邊緣后，光子已經(jīng)冷卻到五千五百攝氏度了。

我們所能直接看到的是位于太陽表面的光球?qū)?。光球?qū)颖容^活躍，溫度約為攝氏六千多度，屬于比較“涼爽”部分。光球?qū)由嫌幸粋€個起伏的對流單元“米粒”。每個米粒的直徑在一千六百公里左右，它們是一個個從太陽內(nèi)部升上來的熱氣流的頂問。就是在不斷的對流活動中，太陽每秒鐘向宇宙空間釋放著相當(dāng)于一千億個百萬噸級核彈的能量。

在光球?qū)拥哪承┚植繙囟缺容^低，在可見光范圍內(nèi)這些部位就顯得比其它地方黑暗，所以人們稱之為“黑子”。光球?qū)油獍驅(qū)樱枌⒛芰客ㄟ^色球?qū)酉蛲鈧鬟f。這一層中有太陽耀斑，所謂耀斑是黑子形成前產(chǎn)生的灼熱氫云。色球?qū)又馐翘柎髿獾淖钔鈱尤彰帷Ｈ彰岱浅｝嫶?，可以向太空綿延數(shù)百萬公里，但只有在日全食時才可看到它。人們可以在日冕中可以看到從色球?qū)禹敹水a(chǎn)生的巨大火焰“日餌”。

在輻射光和熱的同時，太陽也產(chǎn)生一種低密度的粒子流——太陽風(fēng)。太陽風(fēng)以每秒四百五十公里的速度向宇宙空間輻射。地球和其它某些行星的極光也是太陽風(fēng)帶來的。如果一段時間內(nèi)太陽風(fēng)異常強大，便形成了太陽風(fēng)暴。太陽的磁場極其強大復(fù)雜，其范圍甚至越過了冥王星軌道。

太陽已經(jīng)46億歲了，它還可以繼續(xù)平靜地燃燒約50億年。50億年后，太陽內(nèi)部的氦將轉(zhuǎn)變成更重的元素，亮度會增加到現(xiàn)在的一倍，體積也將不斷膨脹，水星、金星和地球都將進入它的大氣。在經(jīng)歷一億年的紅巨星階段后，太陽將耗盡所有能源而坍縮成一顆白矮星，并通過向宇宙空間拋射物質(zhì)而形成一個行星狀星云。

太陽基本物理參數(shù)

半徑: 696295 千米.
質(zhì)量: 1.989×10^30 千克
溫度: 5770℃(表面) 1560萬℃ (核心)
總輻射功率: 3.83×10^26 焦耳/秒
平均密度: 1.409 克/立方厘米
日地平均距離: 1億5千萬千米
年齡: 約50億年

日冕:厚度數(shù)百萬千米
溫度:大約2000000℃

色球?qū)?厚度2000～3000千米
溫度5000℃～10000℃

光球?qū)?厚度400千米
溫度5000~8000℃

日核:溫度達15000000℃

主要化學(xué)成分氫 92.1% 氦 7.8% 其他 0.1%

太陽的相關(guān)圖片