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。<<返回>>

    人类发现太阳黑子活动已经有几千年了。中国的《汉书·五行志》中就记载了公元前28年5月10日的一次黑子。这是迄今有关太阳黑子的最早的记录。此后直到明朝末年，中国共有112次黑子记录。中国对黑子的记录比欧洲早得多。不过发现黑子活动的周期变化规律，还只是最近一个半世纪左右的事。从长期世界各国观测的结果来看，黑子活动的周期平均是11年。大开始的4年左右时间里，黑子不断产生，越来越多，活动加剧，在黑子数达到极大的那一年，称为“太阳活动峰年”。在随后的7年左右时间里，黑子活运逐渐减弱，黑子也越来越少，黑子数极小的那一年，称为“太阳活动谷年”。太阳的黑子活动最先出现在太阳的高纬度区域，然后，由高纬度向低纬度方向移动，移动至太阳赤道附近时结束。一般来说，黑子都分布在纬度8度到40度之间，绝大部分集中在10度至25度区域中。在赤道的附近和40度以上区域极少出现黑子活动。上一周期的黑子在低纬度尚可见到时，下一周期的黑子往往已在高纬度出现。高纬度与低纬度的黑子会同时出现在日面上。为了方便计算，国际上规定，太阳黑子从公元1755年算起为第一周，然后顺序排列。1987年开始为第22周。

    称为光球的太阳表层，是太阳大气最下面的一层。光球上经常出现一些漩涡状的气流，像是一个浅盘，它的中间凹进去好几百千米。这些漩涡状气流很像大小不等的，形状很不规则的黑窟窿，这就是天文学家所说的“太阳黑子”。黑子本身并不是黑色的，它的温度一般也有四五千摄氏度，但是比起光球来，它的温度要低1000摄氏度—2000摄氏度。在更加明亮的光球衬托下，它就成为看起来像是没有什么亮光的，暗黑的黑子了。假设光球上百分之百地覆盖着黑子，太阳仍旧会是相当亮的，只是比现在看到的稍微暗一些罢了。黑子特别黑的中间和不太黑的四周这两部分，是黑子的本影和伴影。伴影是由许多纤维状纹理组成的。这些纹理是磁力线造成的。纤维的宽度约为300千米，寿命只有1小时左右。伴影的纤维还具有漩涡形的结构。从本影出来的一条条纤维像漩涡一样。漩涡形态只是黑子群发展到一定阶段时才有的，就预示着太阳上将发生剧烈的变化。     <<返回>>

    日全食时，黑暗的太阳外围是银白色的光芒，像帽子似的扣在太阳上，因此称为“日冕”。日冕是太阳最外围大气。平时要观测日冕，需要用特别的“日冕仪”。日冕的范围很大，用日冕仪只可以观测到接近太阳表面的那部分日冕，一般叫作“内冕”。它的边界离太阳表面约有3个太阳半径那么远，或者说约为200万千米。在此以外的日冕叫作“外冕”，它向外延伸到地球轨道之外。日冕的物质非常稀薄。内冕密度稍微大一些，但它的密度也低于地球大气的十亿分之一，几乎接近于真空。日冕的形状很不规则，有时候呈圆形，有时候呈扁圆形，结构也很精细，在太阳赤道四周有很多向外流动的“冕流”伸向远处，太阳极区则有一些纤细的羽毛状的“极弱”。日冕的温度非常高，可达200万K。令人不可思议的是，离太阳中心最近的光球层，温度是几千度。稍远些的色球层，温度从上万度到几万度。而距离太阳中心最远的日冕层。温度竟然高达百万度。这一反常的现象意味着什么，科学家们目前还未找到合理的解释。                                                     <<返回>>

    天气晴好的时刻，通过天文望远镜可以拍下非常清晰的太阳图片。在这些图上密密麻麻布满了一种点状结构，很像一颗又一颗的米粒。因此被天文学家称为“米粒组织”。这种米粒组织的直径从300千米到1000千米不等，每颗米粒出现的寿命很短，平均约为七八分钟，长的可达15分钟。米粒变化很快，有的刚刚产生，有的突然消逝。米粒中的明亮区域是从太阳内部上升的炽热气体，暗黑区域是返回内部的稍冷物质。从物理角度来看，热的传递有三种方式，一是传导，二是辐射，三是对流。太阳中心温度约1500万度，外边温度约6000度，单靠传导，辐射不能很快把热能传递出来，因而有对流现象。近年来，发现太阳面上还有比米粒大得多的超米粒，直径可达30000千米或更大些，通常太阳面上有2000多个。太阳面上的米粒与超米粒组织证实了理论上的推测：太阳内部有一层对流层。米粒是对流层顶部的现象。但是，大，小米粒的运动状态不同，它们是产生太阳内部的不同深度处。产生米粒的物质叫作“对流胞”                                                       <<返回>>

   太阳是一颗自己能发光发热的气体星球。人们看到的太阳表面叫“光球”，光球以上的部分是色球层，色球层的外围是日冕层。这样三个层面合起来构成了太阳的大气层。太阳的直径约为140万千米，是地球直径的109倍。太阳的体积大约是地球体积的130万倍。太阳没有固态表层，不会像地球那样整体自转。太阳赤道部分的自转周期最短，约25日；纬度40度处约27日；75度处约33日；两极处是37日，一般以日面纬度17度处的自转周期为“太阳自转恒星周期”，它是25.38日。由于我们是在又自转，又公转的地球上看太阳自转，我们看到日面17度处的自转周期就是27.275日，天文学术语把这个周期称为“太阳自转会合周期”。太阳的平均密度为1.4克/立方厘米，即比水稍重一些。太阳里外的密度是不一样的。它的外壳大部分为气体，密度很小，但是越往里面，物质越稠密，密度越大。核心的密度可能为160克/立方厘米，比钢的密度还要大出将近20倍。它的总质量约为2000亿亿亿吨，是地球质量的33万倍。

　　太阳每时每刻都在稳定地向宇宙空间发射出巨大的能量，其中只有约22亿分之一的能量，主要以辐射形式来到地球，成为地球上光和热的主要来源。太阳的核心不停发生着氢核聚变成为氦核的热核反应，每秒钟烧掉6亿多吨氢核燃料，在聚变为氦时，实际消耗的氢核约400万吨。太阳的巨大能量就是这样产生的                           <<返回>>

   1950年，瑞士天文学家瓦德迈尔从日冕仪观测的太阳图中，发现日冕中有些暗黑的区域，他把这种区域叫作“洞”。太阳上的这种现象，当时并未引起注意。1964年，有人给气球装上X射线观测仪，在高空拍摄太阳照片。这次所得的X光照片上，日冕也有暗黑的缺口。日冕暗黑部分的存在被证实了，天文学家把它定名为“冕洞”。1973年5月，美国发射了“天空实验室”航天站，从天空实验室的观测来看，小冕洞通常占日面总面积的1％至5％，而大的冕洞可占日面总面积的6％到10％。日面上同时观察到的所有冕洞的总和约占太阳总面积的20％，其中3/4是极区冕洞。冕洞在日面上能存在四五个月，极区冕洞甚至存在一年以上。 冕洞是日冕中密度比较低的区域。它的平均密度约为一般宁静区的1/3，而在冕洞的中心，密度甚至小到1/10。冕洞又是低温区，日冕的温度为150度~200万摄氏度，而冕洞的温度约为100万摄氏度。从密度和温度来看，冕洞的确是个黑暗的“洞”。冕洞的面积可以缓慢变大或缩小，但是它们在太阳表面上的位置变化不大，随着太阳自转，延伸型冕洞27天旋转一周。所以地球上的磁暴呈现出27天的周期。                                                             <<返回>>

    耀斑按面积分为4级，由1级到4级逐渐增强，4级的最强。比1级小些的叫作亚耀斑，它的代号为S。在每个级别之后，还附有B（亮的），N（中等的）和F（暗的）来表示其亮度。3B表示比较亮的3级耀斑。耀斑的显著特征是辐射的品种繁多。不仅有可见光，还有射电波，紫外线，红外线，X射线和伽玛射线。它在喷出大量高能粒子流的同时，伴有物质的活动，喷射，冲击波等等。 耀斑辐射的种种物质并不是同时到达地球的。其中光与射电波走得最快，每秒钟约走30万千米，由太阳射到地球只要8分18秒的时间。而太阳粒子流走得就很慢了。耀斑向外辐射出的大量紫外线，X射线等，到达地球之后，就会严重干扰电离层对电波的吸收和反射作用，使得部分或全部短波无线电波被吸收掉，短波衰弱甚至完全中断。                                                         <<返回>>

    所有最猛烈的宇宙风暴都发生在太阳风的磁场线与地球周围的磁力线相交的时候，此时会形成一种漏斗，把大量的太阳等离子体灌注到地球磁层内。结果造成强大的电流涌入高层大气层，甚至穿透海水和基岩。这些电流可以腐蚀埋在下地的管道，致使跨大西洋的电话通话中断和变电器过热。1989年，当太阳活动正处于最活跃时期时，由地磁暴感生的电流曾致使加拿大魁北克省电力网供电中断。当太阳活动处于最活跃时期，地磁暴的危害就更严重。此时，炽热长舌状等离子体从太阳表面喷涌而出，冲向地球。有时候它的冲击力可以使地球磁层发生剧烈收缩。就连位于地球近轨道的航天器也会处在起保护作用的磁层之下。这些质子直接冲击作用，对在空间工作的宇航员来说可能是致命的。预计在2000年前后出现的下一个太阳最活跃期，可能会导致更可怕的结果。因为，大量拥有蜂窝式电话，卫星导航和通信系统的现代化社会，比以往任何时候都容易受电子干扰的破坏。                                                             <<返回>>