Question

有关太阳的知识

Answer 1

太阳是一颗普通的恒星，目前在赫-罗图上度过了主序生涯的一半左右。它是一个质量为1989.1亿亿亿吨(约为地球质量的33万倍)、直径139.2万km（约为地球直径的109倍）的热气体（严格说是等离子体）球。其平均密度为水的1.4倍，但这一平均密度隐含着很宽的密度范围，从超高密的核心到稀薄的外层。

作为一颗恒星太阳，其总体外观性质是，光度为383亿亿亿瓦，绝对星等为4.8，他是一颗黄色G2型矮星，有效温度等于开氏5800度。太阳与在轨道上绕它公转的地球的平均距离为149597870km（499.005光秒或1天文单位）。按质量计，它的物质构成是71%的氢、26%的氦和少量重元素。太阳圆面在天空的角直径为32角分，与从地球所见的月球的角直径很接近，是一个奇妙的巧合（太阳直径约为月球的400倍而离我们的距离恰是地月距离的400倍），使日食看起来特别壮观。由于太阳比其他恒星离我们近得多，其视星等达到-26.7，成为地球上看到最明亮的天体。太阳每25.4天自转一周（平均周期；赤道比高纬度自转得快），每2亿年绕银河系中心公转一周。太阳因自转而呈轻微扁平状，与完美球形相差0.001%,相当于赤道半径与极半径相差6km（地球这一差值为21km，月球为9km，木星9000km，土星5500km）。差异虽然很小，但测量这一扁平性却很重要，因为任何稍大一点的扁平程度（哪怕是0.005%）将改变太阳引力对水星轨道的影响，而使根据水星近日点进动对广义相对论所做的检验成为不可信。

太阳基本物理参数

半径: 696295 千米.

质量: 1.989×1030 千克

温度: 5800 ℃ (表面)

1560万℃ (核心)

总辐射功率: 3.83×1026 焦耳/秒

平均密度: 1.409 克/立方厘米

日地平均距离: 1亿5千万 千米

年龄: 约50亿年

对于人类来说，光辉的太阳无疑是宇宙中最重要的天体。万物生长靠太阳，没有太阳，地球上就不可能有姿态万千的生命现象，当然也不会孕育出作为智能生物的人类。太阳给人们以光明和温暖，它带来了日夜和季节的轮回，左右着地球冷暖的变化，为地球生命提供了各种形式的能源。

在人类历史上，太阳一直是许多人顶礼膜拜的对象。中华民族的先民把自己的祖先炎帝尊为太阳神。而在古希腊神话中，太阳神则是宙斯(万神之王)的儿子。

太阳，这个既令人生畏又受人崇敬的星球，它究竟由什么物质所组成，它的内部结构又是怎样的呢？

其实，太阳只是一颗非常普通的恒星，在广袤浩瀚的繁星世界里，太阳的亮度、大小和物质密度都处于中等水平。只是因为它离地球最近，所以看上去是天空中最大最亮的天体。其它恒星离我们都非常遥远，即使是最近的恒星，也比太阳远27万倍，看上去只是一个闪烁的光点。

组成太阳的物质大多是些普通的气体，其中氢约占71％, 氦约占27％, 其它元素占2％。太阳从中心向外可分为核反应区、辐射区和对流区、太阳大气。太阳的大气层，像地球的大气层一样，可按不同的高度和不同的性质分成各个圈层，即光球、色球和日冕三层。我们平常看到的太阳表面，是太阳大气的最底层，温度约是6000摄氏度。它是不透明的，因此我们不能直接看见太阳内部的结构。但是，天文学家根据物理理论和对太阳表面各种现象的研究，建立了太阳内部结构和物理状态的模型。这一模型也已经被对于其他恒星的研究所证实，至少在大的方面，是可信的。

太阳的核心区域虽然很小，半径只是太阳半径的1/4，但却是太阳那巨大能量的真正源头。太阳核心的温度极高，达1500万℃，压力也极大，使得由氢聚变为氦的热核反应得以发生，从而释放出极大的能量。这些能量再通过辐射层和对流层中物质的传递，才得以传送到达太阳光球的底部，并通过光球向外辐射出去。

太阳光球就是我们平常所看到的太阳园面，通常所说的太阳半径也是指光球的半径。光球的表面是气态的，其平均密度只有水的几亿分之一，但由于它的厚度达500千米，所以光球是不透明的。光球层的大气中存在着激烈的活动，用望远镜可以看到光球表面有许多密密麻麻的斑点状结构，很象一颗颗米粒，称之为米粒组织。它们极不稳定，一般持续时间仅为5～10分钟，其温度要比光球的平均温度高出300～400℃。目前认为这种米粒组织是光球下面气体的剧烈对流造成的现象。

光球表面另一种著名的活动现象便是太阳黑子。黑子是光球层上的巨大气流旋涡，大多呈现近椭圆形，在明亮的光球背景反衬下显得比较暗黑，但实际上它们的温度高达4000℃左右，倘若能把黑子单独取出，一个大黑子便可以发出相当于满月的光芒。日面上黑子出现的情况不断变化，这种变化反映了太阳辐射能量的变化。太阳黑子的变化存在复杂的周期现象，平均活动周期为11.2年。

紧贴光球以上的一层大气称为色球层，平时不易被观测到，过去这一区域只是在日全食时才能被看到。当月亮遮掩了光球明亮光辉的一瞬间，人们能发现日轮边缘上有一层玫瑰红的绚丽光彩，那就是色球。色球层厚约8000千米,它的化学组成与光球基本上相同，但色球层内的物质密度和压力要比光球低得多。日常生活中，离热源越远处温度越低，而太阳大气的情况却截然相反，光球顶部接近色球处的温度差不多是4300℃，到了色球顶部温度竟高达几万度，再往上，到了日冕区温度陡然升至上百万度。人们对这种反常增温现象感到疑惑不解，至今也没有找到确切的原因。

在色球上人们还能够看到许多腾起的火焰，这就是天文上所谓的“日珥”。日珥是迅速变化着的活动现象，一次完整的日珥过程一般为几十分钟。同时，日珥的形状也可说是千姿百态，有的如浮云烟雾，有的似飞瀑喷泉，有的好似一弯拱桥，也有的酷似团团草丛，真是不胜枚举。天文学家根据形态变化规模的大小和变化速度的快慢将日珥分成宁静日珥、活动日珥和爆发日珥三大类。最为壮观的要属爆发日珥，本来宁静或活动的日珥，有时会突然"怒火冲天"，把气体物质拼命往上抛射，然后回转着返回太阳表面，形成一个环状，所以又称环状日珥。

在日全食时的短暂瞬间，常常可以看到太阳周围除了绚丽的色球外，还有一大片白里透蓝，柔和美丽的晕光，这就是太阳大气的最外层—— 日冕。日冕的范围在色球之上，一直延伸到好几个太阳半径的地方。日冕里的物质更加稀薄，它还会有向外膨胀运动，并使得热电离气体粒子连续地从太阳向外流出而形成太阳风。

太阳看起来很平静，实际上无时无刻不在发生剧烈的活动。太阳表面和大气层中的活动现象，诸如太阳黑子、耀斑和日冕物质喷发等，会使太阳风大大增强，造成许多地球物理现象——例如极光增多、大气电离层和地磁的变化。太阳活动和太阳风的增强还会严重干扰地球上无线电通讯及航天设备的正常工作，使卫星上的精密电子仪器遭受损害，地面电力控制网络发生混乱，甚至可能对航天飞机和空间站中宇航员的生命构成威胁。因此，监测太阳活动和太阳风的强度，适时作出"空间气象"预报，越来越显得重要。

在银河系内一千多亿颗恒星中，太阳只是普通的一员，它位于银河系的对称平面附近，距离银河系中心约26000光年，在银道面以北约26光年, 它一方面绕着银心以每秒250公里的速度旋转，另一方面又相对于周围恒星以每秒19.7公里的速度朝着织女星附近方向运动。

太阳的年龄约为46亿年，它还可以继续燃烧约50亿年。在其存在的最后阶段，太阳中的氦将转变成重元素，太阳的体积也将开始不断膨胀，直至将地球吞没。在经过一亿年的红巨星阶段后，太阳将突然坍缩成一颗白矮星--所有恒星存在的最后阶段。再经历几万亿年，它将最终完全冷却。

万物之源——太阳

清晨，当太阳从漫天红霞中喷薄而出，把万丈金光洒向大地，一种蓬勃向上的激情，就会油然而生。看到这个充满生机的世界，人们不能不热爱和赞美赐予我们生命和力量的万物主宰——太阳。

中华民族的先民把自己的祖先炎帝尊为太阳神。而在绚丽多彩的希腊神话中，太阳神被称为“阿波罗”。他右手握着七弦琴，左手托着象征太阳的金球，让光明普照大地，把温暖送到人间，是万民景仰的神灵。在天文学中，太阳的符号“⊙”和我们的象形字“日”十分相似，它象征着宇宙之卵。

太阳的质量相当于地球质量的33万多倍，体积大约是地球的130万倍，半径约为70万公里，是地球半径的109倍多。虽然如此，她在宇宙中也只是一个普通的恒星。

太阳的内部，从里向外，由核反应区、辐射区、对流区三个层次组成。

Answer 2

阳是一颗普通恒星, 银河系中共有约1亿颗这样的恒星。

直径: 1,390,000 千米.
质量: 1.989e30 千克
温度: 5800 开 (表面)
15,600,000 开 (核心)

太阳是太阳系中最大的物体. 它拥有全部太阳系质量的99.8% (木星具有剩余的大部分质量)。

太阳在许多神话中被人格化: 古希腊人称它为 Helios, 而古罗马人称它为 Sol。

太阳的质量由75%氢和25%氦组成(原子数量的92.1%为氢，7.8%为氦); 其他物质 ("金属")的数量总合仅为0.1%。在太阳核心区氢转化为氦，而这些量的改变很慢。

太阳外层有不同的自转周期：赤道面25.4天自转一周；两极地区则达到36天。这个奇特现象的产生是由于太阳并不像地球一样是一个固态球体，类似的情况在气态行星上也可看到。因此在太阳内部，自转周期也不同，但太阳核心区仍像实心体般自转。

太阳内核的状态是惊人的，温度达到15,600,000开，压力相当于2500亿个大气压。内核的气体被极度压缩以至于它的密度是水的150倍。

太阳释放能量为3.86e33尔格/秒（即38600亿亿兆瓦），它是由核聚变反应产生的。每秒大约有700,000,000吨的氢原子被转化为大约695,000,000吨的氦原子并放出5,000,000吨（＝3.86e33尔格）的以伽马射线为形式的能量。由于射线向球体表面射出，能量不断地被吸收和散发，使得温度不断接低，所以才有内外巨大的温度差和基本的可见光。由对流输出的能量至少比辐射发散的能量高20%。
太阳的外表面被称作光球，温度约为5800开。太阳黑子属于太阳上“凉爽”的地方，仅为3800开（它们之所以看起来比较暗是因为与周围地区比较的缘故）。太阳黑子可以很大，直径可达50,000公里。太阳黑子的产生是由于复杂且目前又不为人所掌握的来自太阳磁力区的作用所产生的。

处在光球之上的一个小范围被称作色球。

在色球之上即阔又稀的物质称为日晕，向太空绵延数百万公里，但它只有在日食时（左图）才能被观测到。日晕的内部温度超过1,000,000开。

太阳的磁场作用力极大（按地球标准）并且十分复杂。它的磁层范围甚至大大超过了冥王星。

除了光和热，太阳也发散一种低密度的粒子流（多半为电子和质子）形成太阳风，以450公里/秒的速度在太阳系中传播。太阳风和高能量粒子在太阳上闪光时发射，会对地球上的潮浪及无线电通讯造成影响，并会由此产生极光。

最近从Ulysses号飞船上传回的数据显示由两极发散的太阳风移动速度翻了一倍，达750公里/秒，在低纬度区也有此现象。两极区的太阳风组成也不同，而且太阳磁场区看来也是惊人的不稳定。

更多的有关太阳风的研究将在最近上空的Wind，ACE和SOHO飞船协助下完成。它们将利用动态稳定的优势，直接处在地球与太阳之间离地球1,600,000公里的地方。

太阳风使得彗星产生了彗尾，有时甚至在飞船的轨道上产生可测量的效果。

壮观的环圈突起物，日冕，也常在太阳边缘部分显现。（左图）

太阳的能量输出不是稳定的，太阳黑子活动的数量也一样。太阳黑子活动在17世纪后半叶有一个周期异常微弱，称为 the Maunder Minimum，它正好与当时北欧不正常的低温期巧合（小冰河时期the Little Ice Age）。太阳形成至今，能量输出已增大了40%。

太阳已有45亿岁了，从诞生至今它已用去了内核中一半的氢原子了，它仍将“温和”地辐射50亿年左右（虽然那时它的光亮度将是现在的一倍），但最终它将耗尽所有能量。那时它将处于极其不稳定状态，随着状态的变化终会将地球一同毁灭（有可能形成一个全新的行星系）。

太阳的卫星
一共有九大行星及大量的其他小物体围绕太阳公转。（确切的说，规定行星及小物体的标准有一场争论，说到底只是个定义的问题）

行星 距离 (公里) 半径 (公里) 质量 (公斤) 发现者 发现日期
水星 57,910,000 2439 3.30e23
金星 108,200,000 6052 4.87e24
地球 149,600,000 6378 5.98e24
火星 227,940,000 3397 6.42e23
木星 778,330,000 71492 1.90e27
土星 1,426,940,000 60268 5.69e26
天王星 2,870,990,000 25559 8.69e25 赫歇耳 1781
海王星 4,497,070,000 24764 1.02e26 Galle 1846
冥王星 5,913,520,000 1160 1.31e22 Tombaugh 1930

Answer 3

太阳系的中心天体 ，离地球最近的恒星。 太阳从中心向外可分为核反应区、辐射区、对流层和大气层。我们直接观测到的是太阳大气层 ，从内向外分为光球 、色球和日冕3层（见图）。核反应区半径约是太阳半径的1／4，其间进行的氢核聚变提供了太阳经久不衰的巨大辐射的能源。在辐射区内，通过光子的多次吸收、再发射过程把核反应区发射的高能γ射线变成低能的可见光和其他形式向外传送到对流层。对流层里物质的对流、湍流（及湍流产生的噪声）和大尺度的环流把太阳内部的能量传输到太阳表面，并通过光球辐射出去。日面许多现象，如米粒、超米粒、黑子等都产生于对流层。而外层大气里的一些剧烈活动（耀斑、冲浪、日珥的变化等）及太阳风等的动力也来自对流层。
太阳是一个发光的等离子体球。它的年龄约50亿年，现正处于“中年阶段” 。太阳离地球的平均距离为1.49598×108千米 。太阳主要的参数是：半径为6.96×105千米，质量为1.989×1030千克 ；表面有效温度为 5770K ，中心温度约1.5×107K ；平均密度 1.409×103千克／米3 ，中心密度约1.6×105千克／米3 ；辐射总功率3.826×1026瓦 。太阳辐射覆盖很宽的波长范围，从γ射线到X射线 、紫外线 、可见光、红外线直至米波段的射电辐射 ， 其中0.2～10.0微米波段的辐射占太阳总辐射能量的99.9％。此外，太阳还辐射大量的粒子流，这包括太阳风及耀斑爆发时产生的高能质子事件 。通过光谱分析，已知太阳大气内有69种化学元素，其中主要成分是氢和氦，其次是氧、氮、碳，然后才是金属和其他非金属元素。按质量计 ，氢约占71％ ，氦约占27％ ，其他元素占2％。
太阳是银河系旋臂中的一颗普通恒星。位于银道面以北约8秒差距 、离银心（见银河系）约10秒差距处 。它除了周期约27天的自转外还有两种运动 ，一是以大约250千米／秒的速度绕银心转动 ，二是速度为19.7千米／秒的本动 ，本动的向点坐标是银经56°，银纬＋23°。
太阳是太阳系光和能量的源泉，太阳系所有的天体都绕它公转。地球的环境特征乃至地球上的生命都强烈地依赖于太阳。其次，作为大量遥远恒星的代表，太阳离地球很近且光度很强，我们能观测到它的物理结构细节和微小的光度变化，从而可以得到有关太阳大气结构，日面活动客体及太阳风等的物理状态及其变化。我们可以以太阳作参考来检验恒星的构造和演化理论。太阳集特殊的温度、密度分布和极大的特征尺度于一体，使它成为具有特殊物理条件的巨大的天体物理实验室。因此，对太阳的观测和研究，无论对人类的生产、生活还是对研究恒星、宇宙以及对基础理论学科（原子物理学、磁流体力学、等离子体物理学等）的发展都具有重要意义。

Answer 4

太阳的构成成分和地球几乎相同，所不同的是不同元素所占的比例不同，太阳上的主要元素是大约70%的氢元素和20%的氦元素以及10%的其他元素，从天文学角度来讲，太阳是一颗矮星，其中心温度为1500万开尔文，表面温度6000K，其能量来源是由氢元素聚变成氦元素的核反应，能量以及光在太阳巨大的引力作用下要经过大约1000万年才能穿越太阳700000公里的半径上升到表面。虽然目前太阳每秒要将自身物质的4000000吨完全转换成能量，但这和它巨大的质量相比还是非常少的，然而即便如此，作为一颗恒星，当它内部氢元素减少超过20%的时候，恒星就会出现明显的老态，中心开始生成以氦元素聚变为主的更热的核心，这个核将把外层的物质推出去，从而使太阳演化为红巨星，那时的太阳据推测，其半径将达到火星的轨道，所有距离太阳比较近的行星将不复存在，之后太阳在能量耗尽将演化为一颗白矮星，一颗大小和地球差不多，但密度达到每立方厘米数吨的恒星，最终消失在宇宙中，整个过程大约100亿年，这其中要经历大约90亿年的氢聚变和10亿年的氦聚变。
太阳的大小不足以使核反应一直进行下去，通常质量大于太阳8倍以上的恒星在末期才会因为中心出现无法产能的铁心，而塌缩，其整体作为一颗核弹发生不可思议的大爆炸，这就是新星或超新星，之后他们的核心将变成中子星甚至引力的奇迹——黑洞。但通常大恒星的寿命只有数千万年到几百万年，是绝对不如我们的太阳的！

Answer 5

太阳是距离地球最近的恒星，是太阳系的中心天体。太阳系质量的99.87%都集中在太阳。太阳系中的八大行星、小行星、流星、彗星、外海王星天体以及星际尘埃等，都围绕着太阳运行（公转）。
太阳位于银道面之北的猎户座旋臂上，距离银河系中心约30000光年，在银道面以北约26光年，
它一方面绕着银心以每秒250公里的速度旋转，周期大概是2.5亿年，另一方面又相对于周围恒星以每秒19.7公里的速度朝着织女星附近方向运动。太阳也在自转，其周期在日面赤道带约25天；两极区约为35天。