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1、太阳太阳 太阳太阳 观测数据观测数据到地球的平均距离到地球的平均距离149,597,870 千米视星等视星等 (V)(V)-26.8m 绝对星等绝对星等4.8m 物理数据物理数据直径直径1,392,000 公里相对直径相对直径(d(dS S/d/dE E) )109.1 表面面积表面面积6.09 1012 千米2体积体积1.41 1027 米3质量质量1.9891 1030 千克相对于地球质量相对于地球质量333,400 密度密度1411 千克/米3相对于地球密度相对于地球密度0.26 相对于相对于水水的密度的密度1.409 表面表面重力加速度重力加速度274 米/秒2相对表面重力加速度相对表
2、面重力加速度 27.9 倍表面温度表面温度5780 开中心温度中心温度约 1500 万 开日冕层日冕层温度温度5 106 开发光度发光度 (L(LS S) )3.827 1026 J s-1 轨道轨道数据数据太阳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）。目录目录1 太阳的构成 2 结构 o2.1 核心 o2.2 辐射层 o2.3 对流层 o2.4 光球 o2.5 大气层 2.5.1 色球 2.5.2 过渡区 2.5.3 日冕 2.5.4 太阳圈 3 生命周期
3、 4 太阳伴星 5 人类文化中的太阳 o5.1 太阳的重要性 o5.2 人类观测太阳的历史 o5.3 太阳与神话 6 请参阅 7 参考数据 自转周期自转周期赤道处： 27 天 6 小时 36 分钟纬度 30： 28 天 4 小时 48 分钟纬度 60： 30 天 19 小时 12 分钟纬度 75： 31 天 19 小时 12 分钟绕银河系中心绕银河系中心 公转周期公转周期2.2 108年光球层光球层成分成分氢氢73.46 % 氦氦24.85 % 氧氧0.77 % 碳碳0.29 % 铁铁0.16 % 氖氖0.12 % 氮氮0.09 % 硅硅0.07 % 镁镁0.05 % 硫硫0.04 %8 相关
4、连结 9 参考 太阳的构成太阳的构成太阳从中心向外可分为核心（核融合区）、辐射层、对流层和大气层。由于太阳内层气体的透明度极差，人类只能够直接观测到太阳的大气层，从内向外分为光球、色球和日冕 3 层。结构结构太阳结构示意图太阳在银河系里的恒星里是一个近乎完美的球体，其扁率约为 900万分之一，即是说其南北两极的直径只比东西直径短 10 公里。在自转周期方面，由于太阳并非以固态形式存在，因此其两极和赤道的自转周期并不相同（赤道约为 25 天, 两极则约为 35 天），整体平均自转周期约为 28 天，其缓慢自转所产生的离心力，以赤道位置计算，还不到其自身重力的 1,800 万分之一。虽然太阳本身是
5、太阳系的中心，大质量的木星使质心之偏离中心达一个太阳半径，但所有行星的总质量还不到太阳的百分之五，因此来自行星的潮汐力并不足以改变太阳的形状。太阳不像类地行星般拥有固态表面，其气体密度从表面至中心会成指数增长。太阳的半径计法是以光球层的边缘为终点，其内部的高密度气体足以令可见光无法通过，而肉眼看见的是太阳的光球层，在 0.7 太阳半径范围内的气体占整个太阳总质量的大多数。太阳的内部并不能直接观测，因高密度的气体阻隔了电磁辐射，但就像地震学能利用地震产生的震波能研究地球的内部，日震学这个学门，也能利用横断过太阳内部的波的压力，来测量和描绘出太阳内部的构造。配合计算器模拟的辅助，人们便可一览太阳深
6、处。核心核心主条目：太阳核心在太阳的中心，密度高达 150,000 Kg/m3 (是地球上水的密度的 150倍)，热核反应 (核融合) 将 氢 变成氦，释放出的能量使太阳保持稳定的状态。 每秒钟大约有 3.4 1038 质子转换变成氦原子核(太阳中的自由质子约为 8.9 1056)，这个过程中大约 426 万吨质量经由质-能转换，释放出 3.83 1026 焦耳 或相当于 9.15 1010百万吨 TNT 爆炸当量。核融合的速率在自我修正下保持平衡：温度只要略微上升，核心就会膨胀，增加抵挡外围重量的力量，这会造成核融合的扰动而修正反应速率；温度略微下降，核心就会收缩一些，使核融合的速率提高，使
7、温度能回复。由中心至 0.2 太阳半径的距离是核心的范围，是太阳内唯一能进行核融合释放出能量的场所。太阳其余的部份则被这些能量加热，并将能量向外传送，途中要经过许多相连的层次，才能到达表面的光球层，然后进入太空之中。高能量的光子 ( 和 X-射线)由核融合从核心释放出来后，要经过漫长的时间才能到达表面，缓慢的速度和不断改变方向的路径，还有反复的吸收和再辐射，使到达外围的光子能量都降低了。估计每个光子抵达表面的旅程平均需要花费 5,000 万年的时间1 ，最快的也要经历 17,000 年。在穿过对流层到达旅程的终点，进入透明的表面光球层时，光子就以可见光的型态逃逸进入太空。每一个在核心的 射线光
8、子在进入太空前，都已经转化成数百万个可见光的光子。微中子也是在核心的核融合时被释放出来的，但是与光子不同的是他不会与其它的物质作用，因此几乎是立刻就由太阳表面逃逸出来。多年来，测量来自太阳的微中子数量都低于理论的数值，因而产生了太阳微中子问题，直到我们对微中子有了更多的认识，才以微中子振荡解开了这个谜题。在非常接近太阳中心的地区，温度大约在 15,000,000K，密度大约是 150g/cc(大约十倍于金或铅的密度)。当由中心向太阳表面移动时，温度和密度同时都会降低。核心边缘的温度只有中心的一半，约为 7,000,000K，同时密度也降至大约 20g/cc(与黄金的密度近似)。由于核反应对温度
9、和密度非常敏感，核融合在核心的边缘几乎完全停止。辐射层辐射层从 0.2 至约 0.7 太阳半径，太阳的物质是热且黏稠的，虽然仍然能够将热辐射向外传输，但是在这个区域内没有热对流的运动，所以离中心距离越远的地方，温度就会越低。这种温度梯度低于绝热下降率，所以不会造成物质的流动。热能的传输全靠氢和氦的辐射-离子发射的光子，但只能传递很短的距离就会被其他的离子再吸收。核心外缘的密度约为 20g/cc，至辐射层顶的密度则只有 0.2g/cc，远小于地球上水的密度，在相同的距离中温度亦从 7,000,000K 降至2,000,000K。对流层对流层构造图从 0.7 太阳半径至可见的太阳表面是对流层。此处
10、的太阳物质不再是高热与黏滞的，电子也开始被原子核束缚住，所以热能由内向外的传递不再依靠辐射，而是经由热对流产生热柱，让热的物质将能量携带至太阳的表面。一旦表面温度下降，这些物质便会往下沉降，再回到对流层内，甚至会回到最深处，从辐射层的顶端再接收热能。在辐射层顶与对流层底之间，被认为还存在着对流超越区(Convective overshoot)，由一些骚乱的乱流将能量由辐射层顶带进对流层底。这几年来，在更多的细节被发现后，这个薄层变得非常引人注意。现在这一层也被认为是产生太阳磁场的磁发电机，流体在横越这一层时流动速度的改变，能够扩展磁场线的力量并且增强磁场，同时在经过这一层之后，化学成分好像也突
11、然改变了。在对流层的热柱会在太阳的表面形成一种特征，也就是在观测时看见的米粒组织和超米粒组织。在对流层内，由内部向外的小乱流，在向表面升起时，就像一部部 “小规模“的发电机，在太阳表面各处引发小区域的磁南极和磁北极。在对流层底部的温度大约是 2,000,000K，这已经冷得足够让较重的离子(如碳、氮、氧、钙和铁)能捕捉住一些电子，使得物质变得更不透明，因此辐射线变得更难以穿透。伴随着辐射被阻挡的热能，最后终将使流体被加热然后沸腾，或说是产生对流。对流运动能迅速的将热量带至表面，同时流体在上升的过程中膨胀和冷却，到达可见的表面时，温度已经降至 6,000K，密度则仅仅只有0.0000002g/c
12、c（大约是海平面空气密度的万分之一）。光球光球主条目：光球光球是太阳可以被肉眼看见的表面，厚度约为 500 公里，粒子数密度为 1023m-3，大约是海平面附近地球大气层密度的 1%。光球以下的太阳对可见光是不透明的，阳光从光球向外传播进太空之中，并将能量也带离了太阳。透明度的变化归因于密度与温度的降低，使会吸收可见光的氢离子（H）减少。相反的，我们看见的可见光来自电子和氢原子（H）作用产生氢离子（H）的反应。阳光的光谱与来自 6000K（10,340 F / 5,727 C）的黑体非常相似，只是多了一些在光球层之上，薄薄的气体层中的原子造成的吸收线。在早期，研究太阳的光学光谱时，有些谱线和地
13、球上已知的化学元素不能吻合。在 1868 年，Norman Lockyer 假设这些吸收线来自未知的新元素，并依据希腊神话中的太阳神(Helios)命名为氦(Helium)。而直到 25 年后，才在地球上分离出氦元素。2大气层大气层太阳在光球之上的部份总称为大气层大气层，可以透过各种不同的电磁频谱，从无线电经过可见光到 射线来观察。太阳的大气层可以区分为五个部份，最底部是温度最低的色球，往上是很薄的过渡区，然后是日冕，最外面是太阳圈(heliosphere)。太阳圈是太阳大气的最外层，密度非常稀薄，并且至少越过冥王星的轨道，在与星际物质遭遇的边界处称为日鞘(heliopause)，并形成震波前
14、缘。色球、过渡区和日冕，温度越来越高，确实的原因还不清楚，但一般认为是原本被磁场束缚的能量在日冕中被释放出来的原因。色球色球主条目：色球太阳上温度最低的地区在光球之上约 500 公里处，温度只有4,000K，在这种温度下简单的分子，如一氧化碳和水都能够存在，从吸收光谱中能够检测到它们的谱线。在温度最低的区域之上就是厚度约 2,000 公里的色球，这个名词源自希腊文的字根chroma，意思就是彩色。因为在日全食开始和结束之际，透过这一区的光谱会出现彩色的发射线。色球的温度会随着高度的上升而增加，在顶端的温度可以达到 100,000K。色球的粒子数密度为 1017m-3。过渡区过渡区主条目：过渡区
15、在色球之上是过渡区，温度从 100,000K 快速的增加到与日冕相同的1,000,000K 的高温。温度的增加使得过渡区中的氦发生相变，完全被游离。过渡区没有明确的高度界线，无疑的，这在色球上造成了一种被称为针状体( spicule)和色球暗条( filament)，持续却混乱的运动好似光轮运转不止。从地球上很难观察到过渡区，但是在太空中使用对电磁频谱的远紫外线灵敏的仪器，就可以观察到了。日冕日冕主条目：日冕日冕是太阳大气层向外延伸的部分，和太阳风一起充满了整个太阳系和日球的空间。在最接近太阳处的日冕底部，粒子数密度是1014/m3-1016/m3，延伸到地球轨道附近的日冕密度为 1017/m
16、3。日冕的温度有数百万 K，目前还没有理论可以完整的说明日冕的高温，但可以确定有一部分是来自磁场重连。日冕的温度虽然很高，但密度很低，因此所含的热量很少。太阳圈太阳圈主条目：太阳圈从 20 个太阳半径(0.1 天文单位)往外一直到最外围都是太阳圈的范围。他的内侧边界是太阳风的速度超过阿耳芬波的位置，因为讯息只能以阿耳芬波的速度传递，所以在这个界限之外的乱流和动力学的力量不再能影响到内部的日冕形状。太阳风源源不断的进入太阳圈之中并向外吹拂，使得太阳的磁场形成螺旋状的帕克螺旋(Parker spirl)，直到 50 天文单位之外撞击到日鞘为止。在 2004 年 12 月，航海家 1 号已穿越过被认为是日鞘的震波前缘，两艘航海家宇宙飞船在穿越边界时都侦测与记录到能量超过一般微粒的高能粒子。3生命周期生命周期目前太阳所处的主序星阶段，通过对恒星演化及宇宙年代学模型的计算器模拟，已经历了大约 45.7 亿年。据研究，45.9 亿年前一团氢分子云的迅速坍缩形成了一颗第三代第一星族的金牛 T 星，
