关于太阳的知识

中文名:孙

英文名:sun

定义:1:太阳系中央天体，直径为1 392 000km的发光球体，是离地球最近、关系最密切的恒星。学科:地理(一级学科)；地理概论(两个学科)定义2:离地球最近的最亮的星星。地球绕着它转。学科:天文学(一级学科)；孙(双学科)

木版

太阳是离地球最近的恒星，也是太阳系的中心天体。太阳系99.87%的质量集中在太阳。太阳系的八大行星、小行星、流星、彗星、海王星外的天体和星际尘埃都是围绕太阳旋转的。

观察数据

日地平均距离(1天文单位)为1.49597870×10 1米(150万公里)，日地最长距离为1.5210× 60。日地最近距离为1.4710×11m，视星等-26.74，绝对星等4.83，热星等-26.82，绝对热星等4.75。

物理数据

1，直径1，392，000公里(地球直径的109倍)

2.表面积为6.09× 10 12km2。

3.体积:1.412×10 18立方千米(地球的1.3万倍)。

4.质量:1.989× 10 30公斤(地球的333 400倍)

5.相对于地球的质量，333，400

6.密度为1411kg/m3，相对于地球为0.26，相对于水为1.409。

7.地表重力加速度为2.74× 10 2 m/s 2(是地球表面重力加速度的27.9倍)。

8.表面温度为5780开尔文，中心温度约为15百万开尔文，日冕层温度为5 × 200开尔文。

9.亮度(LS) 3.827× 10 26 J S-1

轨道数据

旋转周期:

赤道:27天6小时36分，纬度30: 28天4小时48分，纬度60: 30天19小时12分，纬度75: 31天19小时12分，绕银河系中心，公转周期。

其他数据

太阳年龄:约4.57× 10 9年。

天文符号:VIII

太阳周期:11.04年。

总辐射功率:3.86× 10 26瓦(焦耳/秒)。

太阳常数f = 1.97卡路里厘米2分钟-1。

光谱类型:G2V

太阳表面脱离速度= 618公里/秒。

太阳风在地球附近的速度:450公里/秒。

太阳的速度(方向α = 18H07m，δ =+30) = 19.7km/s。

太阳位于猎户座旋臂上，银道面以北，距银河系中心约3万光年，银道面以北26光年。它一方面以每秒250公里的速度绕着银河系中心旋转(周期约为2.5亿年)，另一方面以每秒19.7公里的速度相对于周围的恒星在织女星附近运动。太阳也在自转，其周期在赤道带约25天；极地是35天左右。

太阳只是一颗非常普通的恒星。在浩瀚的恒星世界中，太阳的亮度、大小和物质密度都处于中等水平。正因为它靠近地球，所以看起来像天空中最大最亮的天体。其他恒星离我们很远。即使是最近的恒星也比太阳远27万倍，看起来就像闪烁的光。组成太阳的物质大部分是普通气体，其中氢约占71.3%，氦约占27%，其他元素占2%。太阳从中心向外可分为核反应区、辐射区、对流区和太阳大气层。太阳的大气层和地球的大气层一样，根据高度不同，性质不同，可以分为各种圈，即由内向外分为光球层、色球层和日冕层三层。我们通常看到的太阳表面是太阳大气的最低层，温度大约是6000华氏度。它是不透明的，所以我们不能直接看到太阳的内部结构。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。这个模型也被其他恒星的研究所证实，至少在很大程度上。最近，美国国家航空航天局在2006年发射的两颗太阳探测卫星STEREO移动到太阳两侧的相反位置，首次从两侧拍摄了太阳的完整三维照片。STEREO团队成员Angelos-Vourlidas表示，这是太阳物理学的一个重要时刻，STEREO首次证实了太阳是一个球体。

太阳内部可分为三层:核心区、辐射区和对流区。太阳核心区的半径为65438+太阳半径的0/4，约为整个太阳质量的一半。太阳核心的温度极高，达到15百万℃，压力也极高，使得氢聚变为氦的热核反应发生，从而释放出巨大的能量。这些能量只能通过辐射层和对流层中的物质转移，传输到太阳光球层的底部，再通过光球层辐射出去。太阳中心区域的物质密度非常高。可以达到每立方厘米160克。太阳中心区域在自身强大引力的吸引下，处于高密度、高温、高压状态。它是太阳巨大能量的发源地。太阳中心区域产生的能量主要通过辐射传递。太阳中心区域之外是辐射层，范围从热核中心区域顶部的0.25太阳半径到0.86太阳半径，温度、密度和压力从内向外递减。从体积上来说，辐射层占了整个太阳体积的绝大部分。除了辐射，太阳内部能量向外传播，也有对流过程。即从太阳0.86太阳半径到太阳大气底部，这个区间称为对流层。这层气体性质变化很大，不稳定，形成明显的上下对流运动。这是太阳内部结构的最外层。

太阳光球就是我们平时看到的太阳的圆形表面，太阳的半径也是光球的半径。光球层位于对流层之外，属于太阳大气的最低层或最内层。光球的表面是气态的，平均密度只有水的几亿倍，但由于其500公里的厚度，光球是不透明的。光球层的大气中有强烈的活动。用望远镜可以看到光球表面有很多密密麻麻的点状结构，非常像米粒，它们被称为米粒组织。它们极不稳定，一般只持续5 ~ 10分钟，其温度比光球层平均温度高300 ~ 400℃。目前认为这种颗粒结构是光球层下气体剧烈对流造成的。光球表面另一个著名的活动现象是太阳黑子。太阳黑子是光球层上巨大的空气漩涡，大部分呈近椭圆形，在明亮的光球层背景衬托下显得更暗，但实际上其温度高达4000℃。如果能把黑子单独拿出来，一个大的黑子能发出相当于一轮满月的光。太阳表面黑子的出现是不断变化的，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性现象，平均活动周期为11.2年。

靠近光球层的大气称为色球层，平时不易被观测到。在过去，这个区域只有在日全食时才能看到。当月亮隐藏了光球的明亮光彩时，人们可以发现太阳轮的边缘有一层玫瑰色的光彩，也就是色球。色球层厚约8000公里，化学成分与光球层基本相同，但色球层内的物质密度和压强远低于光球层。在日常生活中，离热源越远，温度越低，但在太阳大气中正好相反。色球层附近的光球顶部温度差不多4300℃，但在色球层顶部达到几万度，然后在日冕上升到几百万度。人们对这种异常变暖现象感到不解，确切原因至今未找到。人们还可以在色球上看到许多冲天的火焰，这就是天文学上所谓的“日珥”。日珥是一种快速变化的活动现象，一个完整的日珥过程通常需要几十分钟。同时，日珥的形状也可以说是多种多样，有的如云如烟，有的如瀑布喷泉，有的如曲拱桥，有的如草，不胜枚举。天文学家根据形态变化的大小和速度将日珥分为三类:平静日珥、活动日珥和爆发日珥。最壮观的是爆发式日珥，它是安静的或是活跃的。有时，它会突然变得“狂暴”，拼命把气体物质向上抛，然后转回太阳表面，形成一个环，所以也叫环形日珥。

日冕是太阳大气的最外层。日冕中的物质也是等离子体，密度低于色球，温度高于色球，达到几百万摄氏度。日全食时，在太阳表面周围可以看到非常明亮的银白色光，这就是日冕。日冕的范围在色球层之上，延伸到几个太阳半径。日冕也会向外扩张，使冷的电离气体粒子不断流出太阳，形成太阳风。

太阳看起来很平静，但实际上一直在激烈地活动。太阳从内到外分为核反应区、对流层和大气层。热核反应在其中心区域持续进行，产生的能量通过辐射发射到太空。22亿个能量中的一个辐射到地球上，成为地球上光和热的主要来源。太阳表面和大气中的活跃现象，如太阳黑子、耀斑和日冕物质抛射(日珥)，会使太阳风大大增强，引起许多地球物理现象，如极光的增加，大气电离层和地磁场的变化。太阳活动和太阳风的增强还会严重干扰地球上无线电通信和空间设备的正常工作，损坏卫星上的精密电子仪器，造成地面通信网络和电力控制网络的混乱，甚至可能对航天飞机和空间站中的宇航员的生命构成威胁。因此，对太阳活动和太阳风强度进行监测，并及时做出“空间天气”预报，变得越来越重要。

4000年前，在远古时代，我们的祖先用肉眼看到的太阳黑子就像三条腿的乌鸦。通过普通的光学望远镜观察太阳，我们观察到了光球层的活动。在光球层上经常可以看到许多黑点。他们被称为“太阳黑子”。太阳表面黑子的大小、数量、位置和形状每天都不一样。黑子是光球物质剧烈运动形成的局部强磁场区，也是光球活动的重要标志。长期观察太阳黑子会发现，有些年份太阳黑子多，有些年份太阳黑子少，有时太阳几天或几十天都没有黑子。天文学家很早就注意到，黑子最多或最少的一年到下一个黑子最多或最少的一年，大约有11年的间隔。换句话说，太阳黑子的平均活动周期为11，这也是整个太阳的活动周期。天文学家把黑子最多的一年称为“太阳活动峰年”，黑子最少的一年称为“太阳活动低峰年”。

太阳耀斑是最强烈的太阳活动之一。一般认为发生在色球层，所以也叫“色球爆炸”。它的主要观测特征是迅速发展的亮点突然出现在太阳表面(往往在黑子群上方)，其寿命只有几分钟到几十分钟之间，亮度上升快，下降慢。特别是在太阳活动高峰期，耀斑频繁出现，并变得更强。虽然只是亮点，但是一旦出现，那简直就是惊天动地的爆炸。这种增亮释放的太阳耀斑能量相当于654.38+万到654.38+0万次强烈火山爆发的总能量，或者相当于数百亿颗百吨级氢弹的爆炸；但是一次大的耀斑爆发可以在120分钟内释放10的25次方焦耳。耀斑除了太阳表面局部突然变亮之外，主要表现为射电波段到X射线的辐射通量突然增加；耀斑发出的辐射范围很广，包括紫外线、X射线和伽马射线、红外线和无线电发射、冲击波和高能粒子流，甚至还有能量极高的宇宙射线。耀斑对地球的空间环境影响很大。太阳色球层发生爆炸，地球大气层立刻出现余音。耀斑爆发时，当大量高能粒子到达地球轨道时，会严重危及航天器内宇航员和仪器的安全。当耀斑辐射靠近地球时，它会与大气分子发生剧烈碰撞，破坏电离层，使其失去反射无线电波的功能。无线电通信，尤其是短波通信，以及电视和广播都会受到干扰，甚至中断。耀斑发出的高能带电粒子流与地球高层大气相互作用，产生极光，扰乱地球磁场，产生磁暴。此外，耀斑对气象和水文也有不同程度的直接或间接影响。正因为如此，人们越来越重视对耀斑爆发的探测和预测，并试图揭开耀斑的神秘面纱。

太阳光球层上比周围区域更亮的斑点组织。用天文望远镜观测时，经常会发现光球表面有的亮，有的暗。这种明暗点是因为这里的温度不同而形成的。较暗的点称为“黑子”，较亮的点称为“黑子”。黑子经常“表演”在太阳表面的边缘，很少出现在太阳表面的中心区域。由于太阳表面中心区域的辐射属于光球层较深的气体层，而边缘的光主要来自光球层较高的部分，因此光斑高于太阳表面，可视为光球层上的“高原”。黑子也是太阳上的强烈风暴，天文学家称之为“高原风暴”。但相对于乌云翻滚、暴雨大风的地面风暴，“高原风暴”的性格要温和得多。光点的亮度只比安静的光球层稍强，一般只大10%；温度比宁静的光球层高300℃。很多黑子与太阳黑子有着不解之缘，它们经常围绕着太阳黑子“表演”。少部分黑子与黑子无关，活跃在70°高纬区域，面积相对较小。斑的平均寿命约为15天，较大斑的寿命可达三个月。光点不仅出现在光球层，而且在色球层也有它的活动场所。当它在色球上“表演”时，活动的位置与它出现在光球上时大致相同。但是，色球上出现的不是“光斑”，而是“光谱光斑”。其实光斑和谱斑是同一个整体，只是因为它们的“驻留”高度不同。这就像一栋楼，光斑住楼下，光谱点住楼上。

纹理是太阳光球层上的一种太阳表面结构。它是多边形小颗粒的形状，只有用天文望远镜才能观察到。粒组织的温度比粒间区域的温度高300℃左右，所以比较明亮，容易看到。虽然是小颗粒，但实际直径是1000 km ~2000 km。亮粒结构很可能是从对流层上升到光球层的热气团，不随时间变化且分布均匀，呈现剧烈的波动运动。当纹理上升到一定高度时，很快就会变冷，并立即沿着上升的热气流之间的缝隙下降；寿命也很短，来去匆匆。从出现到消失，几乎比地球大气层中的云还要快，平均寿命只有几分钟。此外，近几年发现的超粒化，规模约3万公里，寿命约20小时。有趣的是，在旧的米粒组织消失的同时，新的米粒组织很快出现在原来的位置。这种持续的现象就像我们每天看到的沸腾的米粥上不断上下翻滚的热泡泡。

明星也有自己的生活史，从出生、成长到衰老，最后到死亡。它们大小不同，颜色不同，进化也不同。恒星与生命的联系不仅仅在于它提供光和热。事实上，构成行星和生命物质的重原子是在一些恒星生命末期发生的爆炸过程中产生的。目前，通过恒星演化的计算机模拟和宇宙年代学模型，太阳的主序星阶段已经走过了约45.7亿年。据研究，45.9亿年前一团氢分子的快速坍缩形成了第三代的金牛座T星和第一个恒星群，即太阳。这颗新生恒星在距离银河系中心约27000光年的近圆形轨道上运行。太阳在其主序恒星阶段已经到了中年，在此期间，其核心内部的恒星核合成反应将氢融合成氦。在太阳的核心，每秒钟可以有超过400万吨的物质转化为能量，产生中微子和太阳辐射。在这个速度下，太阳迄今为止已经将大约100个地球质量的物质转化为能量。太阳作为主序星的时间大约持续6543.8+00亿年。太阳的质量不足以爆炸成超新星。50亿到60亿年后，太阳中的氢会耗尽，核心主要是氦原子，太阳会变成红巨星。当其核心的氢耗尽时，核心会收缩，温度上升，太阳外层会膨胀。当其核心温度上升到100，000，000 K时，氦会聚变产生碳，进入渐近巨分支。当太阳中的氦全部转化为碳时，太阳将不再发光，成为死星。地球的最终命运仍不明朗。当太阳变成红巨星时，其半径可超过1天文单位，超过了目前地球的轨道，是目前太阳半径的260倍。但届时太阳作为渐近巨分支星，会因恒星风损失当前质量的30%左右，因此会外推行星轨道。单就这一点而言，地球或许能幸免于被太阳吞噬。然而，新的研究表明，由于潮汐的影响，地球仍然会被太阳吞噬。就算地球能逃脱被太阳融化的命运，地球上的水也会被蒸发掉，大气也会逃逸。事实上，即使在太阳还是主序星的时候，它也会逐渐变亮，表面温度也会慢慢上升。太阳温度的上升将导致9亿年后地球表面温度的上升，使我们目前所知的生命无法生存。之后的654380亿年，地球表面的水将会完全消失。红巨星阶段之后，热量产生的强烈脉冲会挣脱太阳的外壳，形成行星状星云。失去外壳后，只剩下极热的星核，会变成白矮星，慢慢冷却变暗很久。这是典型的低质量恒星的演化过程[3]。

太阳在天空中的圆形表面的角直径是32分，这与从地球上看到的月球的角直径非常接近。真是奇妙的巧合(太阳的直径大约是月球的400倍，离我们的距离刚好是地球和月球的400倍)，让日食看起来特别壮观。因为太阳比其他恒星离我们近得多，所以它的视星等达到-26.8，是地球上最亮的天体。太阳每25.4天自转一周(平均周期；赤道自转速度比高纬度快)，每2亿年绕银河系中心公转一次。太阳因自转而略扁，与完美球体相差0.001%，相当于赤道半径与极地半径相差6km(地球相差21km，月球相差9km，木星相差9000km，土星相差5500km)。虽然差别很小，但是测量这个平坦度很重要，因为任何稍微大一点的平坦度(甚至0.005%)都会改变太阳引力对水星轨道的影响，使得基于水星近日点进动的广义相对论的检验变得不可靠。

太阳风是来自太阳，以200-800 km/s的速度运动的连续等离子体流，虽然这种物质不同于地球上的空气，但它不是由气体分子组成，而是由更简单的基本粒子组成，比如质子和电子，它们比原子小一个级别，但它们流动时产生的效果与气流非常相似，所以被称为太阳风。当然，太阳风的密度与地球上的风的密度相比是非常非常稀薄和微不足道的。一般在地球附近的行星际空间，每立方厘米有几个到几十个粒子。地球上的风的密度是每立方厘米2687亿个分子。太阳风虽然很稀薄，但是吹起来比地球上的风还要猛烈。在地球上，12级台风的风速为每秒32.5米以上，而太阳风的风速在地球附近往往保持在每秒350 ~ 450公里，是地球风速的数万倍，最猛烈时可达每秒800公里以上。太阳风从太阳大气的最外层日冕不断喷射到太空中的物质粒子流。这种粒子流是从冕洞喷射出来的，主要成分是氢粒子和氦粒子。太阳风有两种:一种是连续辐射的，由于速度低，粒子含量低，称为“连续太阳风”；另一种是太阳活跃时辐射，速度快，粒子含量高。这种太阳风被称为“扰动太阳风”。扰动的太阳风对地球影响很大。当它到达地球时，往往会引起巨大的磁暴和强烈的极光，还会产生电离层扰动。太阳风的存在为我们研究太阳以及日地关系提供了便利。

除了原子能、火山、地震和潮汐，太阳能和其他恒星发出的能量是地球上所有能量的总来源。太阳辐射能量的光谱密度分数。到达地球大气层上限的太阳辐射能量称为天文太阳辐射。当地球位于日地平均距离时，单位时间内地球大气上界垂直于太阳光线的单位面积所接收到的太阳辐射全光谱的总能量称为太阳常数。太阳常数的常用单位是瓦特/平方米。由于观测方法和技术不同，得到的太阳常数值也不同。世界气象组织(WMO)在1981公布的太阳常数为1368 W/m2。如果用太阳常数乘以以日地平均距离为半径的球面面积，得到太阳每分钟发出的总能量，约为每分钟2.273 × 10 28焦耳。太阳每秒向太空辐射的热量相当于1亿吨煤完全燃烧产生的热量之和，相当于一台520万亿马力发动机的功率。每平方米太阳表面相当于一个85000马力的发电站。)而地球只接收到这些能量中的22亿。太阳每年向地球发送的能量相当于6543.8+000亿千瓦时的能量。太阳能可以说是取之不尽，用之不竭，无污染，是最理想的能源。地球大气上界99%以上的太阳辐射光谱在0.15 ~ 4.0微米之间。太阳辐射能量约50%在可见光谱(波长0.4 ~ 0.76微米)，7%在紫外光谱(波长；0.76微米)，并且最大能量在0.475微米的波长处。由于太阳辐射的波长远小于地面和大气辐射的波长(约3 ~ 120微米)，所以通常称为短波辐射和长波辐射。太阳活动和日地距离的变化会引起地球大气上限太阳辐射能量的变化。太阳一直向地球传递光和热。有了阳光，地球上的植物才能进行光合作用。大多数植物的叶子是绿色的，因为它们含有叶绿素。叶绿素只能利用光能合成各种有机物。这个过程叫做光合作用。据计算，全世界的绿色植物每天可产生约4亿吨蛋白质、碳水化合物和脂肪，同时可向空气中释放近5亿吨氧气，为人和动物提供充足的食物和氧气。

对于人类来说，太阳无疑是宇宙中最重要的天体。万物生长在太阳上。没有太阳，就不会有地球上千姿百态的生命现象，当然也就不会有作为智慧生物的人类。太阳给人们光和热，它带来昼夜和季节的循环，影响地球温度的变化，并为地球的生命提供各种形式的能量。