1.關(guān)于太陽(yáng)的科學(xué)知識(shí)要適合于兒童,
天文學(xué)釋義它的體積是地球的130多萬(wàn)倍,太陽(yáng)系的中心天體.銀河系的一顆普通恒星.與地球平均距離14960萬(wàn)千米,直徑139萬(wàn)千米,從地球到太陽(yáng)上去步行要走3500多年,就是坐飛機(jī),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(wàn)℃.由里向外分別為太陽(yáng)核反應(yīng)區(qū)、太陽(yáng)對(duì)流層、太陽(yáng)大氣層.其中心區(qū)不停地進(jìn)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(zhǎng)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(shí)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(shí)發(fā)生的爆發(fā)過程中創(chuàng)造出來的.太陽(yáng)(Sun)是一顆普通的恒星,目前在赫-羅圖上度過了主序生涯的一半左右.它是一個(gè)質(zhì)量為1989.1億億億噸(約為地球質(zhì)量的33萬(wàn)倍)、直徑139.2萬(wàn)km(約為地球直徑的109倍)的熱氣體(嚴(yán)格說是等離子體)球.其平均密度為水的1.4倍,但這一平均密度隱含著很寬的密度范圍,從超高密的核心到稀薄的外層.作為一顆恒星太陽(yáng),其總體外觀性質(zhì)是,視星等為-26.3,光度為383億億億瓦,絕對(duì)視星等(Mv)為+4.83,絕對(duì)熱星等(Mb)為4.8,他是一顆黃色G2型矮星,有效溫度等于開氏5770℃.太陽(yáng)與在軌道上繞它公轉(zhuǎn)的地球的平均距離為149597870km(499.005光秒或1天文單位).按質(zhì)量計(jì),它的物質(zhì)構(gòu)成是71%的氫、26%的氦和少量重元素.太陽(yáng)圓面在天空的角直徑為32角分,與從地球所見的月球的角直徑很接近,是一個(gè)奇妙的巧合(太陽(yáng)直徑約為月球的400倍而離我們的距離恰是地月距離的400倍),使日食看起來特別壯觀.由于太陽(yáng)比其他恒星離我們近得多,其視星等達(dá)到-26.8,成為地球上看到最明亮的天體.太陽(yáng)每25.4天自轉(zhuǎn)一周(平均周期;赤道比高緯度自轉(zhuǎn)得快),每2億年繞銀河系中心公轉(zhuǎn)一周.太陽(yáng)因自轉(zhuǎn)而呈輕微扁平狀,與完美球形相差0.001%,相當(dāng)于赤道半徑與極半徑相差6km(地球這一差值為21km,月球?yàn)?km,木星9000km,土星5500km).差異雖然很小,但測(cè)量這一扁平性卻很重要,因?yàn)槿魏紊源笠稽c(diǎn)的扁平程度(哪怕是0.005%)將改變太陽(yáng)引力對(duì)水星軌道的影響,而使根據(jù)水星近日點(diǎn)進(jìn)動(dòng)對(duì)廣義相對(duì)論所做的檢驗(yàn)成為不可信.太陽(yáng)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(wàn)℃ (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(wàn) 千米年齡:約50億年到達(dá)地球大氣上界的太陽(yáng)輻射能量稱為天文太陽(yáng)輻射量.在地球位于日地平均距離處時(shí),地球大氣上界垂直于太陽(yáng)光線的單位面積在單位時(shí)間內(nèi)所受到的太陽(yáng)輻射的全譜總能量,稱為太陽(yáng)常數(shù).太陽(yáng)常數(shù)的常用單位為瓦/米2.因觀測(cè)方法和技術(shù)不同,得到的太陽(yáng)常數(shù)值不同.世界氣象組織 (WMO)1981年公布的太陽(yáng)常數(shù)值是1368瓦/米2.地球大氣上界的太陽(yáng)輻射光譜的99%以上在波長(zhǎng) 0.15~4.0微米之間.大約50%的太陽(yáng)輻射能量在可見光譜區(qū)(波長(zhǎng)0.0.76微米),7%在紫外光譜區(qū)(波長(zhǎng)0.76微米),最大能量在波長(zhǎng) 0.475微米處.由于太陽(yáng)輻射波長(zhǎng)較地面和大氣輻射波長(zhǎng)(約3~120微米)小得多,所以通常又稱太陽(yáng)輻射為短波輻射,稱地面和大氣輻射為長(zhǎng)波輻射.太陽(yáng)活動(dòng)和日地距離的變化等會(huì)引起地球大氣上界太陽(yáng)輻射能量的變化.對(duì)于人類來說,光輝的太陽(yáng)無(wú)疑是宇宙中最重要的天體.萬(wàn)物生長(zhǎng)靠太陽(yáng),沒有太陽(yáng),地球上就不可能有姿態(tài)萬(wàn)千的生命現(xiàn)象,當(dāng)然也不會(huì)孕育出作為智能生物的人類.太陽(yáng)給人們以光明和溫暖,它帶來了日夜和季節(jié)的輪回,左右著地球冷暖的變化,為地球生命提供了各種形式的能源.。
2.有關(guān)太陽(yáng)的小知識(shí)
天文學(xué)釋義 它的體積是地球的130多萬(wàn)倍,太陽(yáng)系的中心天體。
銀河系的一顆普通恒星。與地球平均距離14960萬(wàn)千米,直徑139萬(wàn)千米,從地球到太陽(yáng)上去步行要走3500多年,就是坐飛機(jī),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(wàn)℃。由里向外分別為太陽(yáng)核反應(yīng)區(qū)、太陽(yáng)對(duì)流層、太陽(yáng)大氣層。
其中心區(qū)不停地進(jìn)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(zhǎng)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(shí)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(shí)發(fā)生的爆發(fā)過程中創(chuàng)造出來的。
太陽(yáng)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(wàn)℃ (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(wàn) 千米 年齡: 約50億年 到達(dá)地球大氣上界的太陽(yáng)輻射能量稱為天文太陽(yáng)輻射量。在地球位于日地平均距離處時(shí),地球大氣上界垂直于太陽(yáng)光線的單位面積在單位時(shí)間內(nèi)所受到的太陽(yáng)輻射的全譜總能量,稱為太陽(yáng)常數(shù)。
太陽(yáng)常數(shù)的常用單位為瓦/米2。因觀測(cè)方法和技術(shù)不同,得到的太陽(yáng)常數(shù)值不同。
世界氣象組織 (WMO)1981年公布的太陽(yáng)常數(shù)值是1368瓦/米2。地球大氣上界的太陽(yáng)輻射光譜的99%以上在波長(zhǎng) 0.15~4.0微米之間。
大約50%的太陽(yáng)輻射能量在可見光譜區(qū)(波長(zhǎng)0.4~0.76微米),7%在紫外光譜區(qū)(波長(zhǎng)0.76微米),最大能量在波長(zhǎng) 0.475微米處。由于太陽(yáng)輻射波長(zhǎng)較地面和大氣輻射波長(zhǎng)(約3~120微米)小得多,所以通常又稱太陽(yáng)輻射為短波輻射,稱地面和大氣輻射為 長(zhǎng)波輻射。
太陽(yáng)活動(dòng)和日地距離的變化等會(huì)引起地球大氣上界太陽(yáng)輻射能量的變化。 對(duì)于人類來說,光輝的太陽(yáng)無(wú)疑是宇宙中最重要的天體。
萬(wàn)物生長(zhǎng)靠太陽(yáng),沒有太陽(yáng),地球上就不可能有姿態(tài)萬(wàn)千的生命現(xiàn)象,當(dāng)然也不會(huì)孕育出作為智能生物的人類。太陽(yáng)給人們以光明和溫暖,它帶來了日夜和季節(jié)的輪回,左右著地球冷暖的變化,為地球生命提供了各種形式的能源。
在人類歷史上,太陽(yáng)一直是許多人頂禮膜拜的對(duì)象。中華民族的先民把自己的祖先炎帝尊為太陽(yáng)神。
而在古希臘神話中,太陽(yáng)神則是宙斯(萬(wàn)神之王)的兒子。 太陽(yáng),這個(gè)既令人生畏又受人崇敬的星球,它究竟由什么物質(zhì)所組成,它的內(nèi)部結(jié)構(gòu)又是怎樣的呢? 其實(shí),太陽(yáng)只是一顆非常普通的恒星,在廣袤浩瀚的繁星世界里,太陽(yáng)的亮度、大小和物質(zhì)密度都處于中等水平。
只是因?yàn)樗x地球最近,所以看上去是天空中最大最亮的天體。其它恒星離我們都非常遙遠(yuǎn),即使是最近的恒星,也比太陽(yáng)遠(yuǎn)27萬(wàn)倍,看上去只是一個(gè)閃爍的光點(diǎn)。
組成太陽(yáng)的物質(zhì)大多是些普通的氣體,其中氫約占71%, 氦約占27%, 其它元素占2%。太陽(yáng)從中心向外可分為核反應(yīng)區(qū)、輻射區(qū)和對(duì)流區(qū)、太陽(yáng)大氣。
太陽(yáng)的大氣層,像地球的大氣層一樣,可按不同的高度和不同的性質(zhì)分成各個(gè)圈層,即光球、色球和日冕三層。我們平??吹降奶?yáng)表面,是太陽(yáng)大氣的最底層,溫度約是6000℃。
它是不透明的,因此我們不能直接看見太陽(yáng)內(nèi)部的結(jié)構(gòu)。但是,天文學(xué)家根據(jù)物理理論和對(duì)太陽(yáng)表面各種現(xiàn)象的研究,建立了太陽(yáng)內(nèi)部結(jié)構(gòu)和物理狀態(tài)的模型。
這一模型也已經(jīng)被對(duì)于其他恒星的研究所證實(shí),至少在大的方面,是可信的。 太陽(yáng)的核心區(qū)域雖然很小,半徑只是太陽(yáng)半徑的1/4,但卻是太陽(yáng)那巨大能量的真正源頭。
太陽(yáng)核心的溫度極高,達(dá)1500萬(wàn)℃,壓力也極大,使得由氫聚變?yōu)楹さ臒岷朔磻?yīng)得以發(fā)生,從而釋放出極大的能量。這些能量再通過輻射層和對(duì)流層中物質(zhì)的傳遞,才得以傳送到達(dá)太陽(yáng)光球的底部,并通過光球向外輻射出去。
太陽(yáng)光球就是我們平常所看到的太陽(yáng)圓面,通常所說的太陽(yáng)半徑也是指光球的半徑。光球的表面是氣態(tài)的,其平均密度只有水的幾億分之一,但由于它的厚度達(dá)500千米,所以光球是不透明的。
光球?qū)拥拇髿庵写嬖谥ち业幕顒?dòng),用望遠(yuǎn)鏡可以看到光球表面有許多密密麻麻的斑點(diǎn)狀結(jié)構(gòu),很象一顆顆米粒,稱之為米粒組織。它們極不穩(wěn)定,一般持續(xù)時(shí)間僅為5~10分鐘,其溫度要比光球的平均溫度高出300~400℃。
目前認(rèn)為這種米粒組織是光球下面氣體的劇烈對(duì)流造成的現(xiàn)象。 光球表面另一種著名的活動(dòng)現(xiàn)象便是太陽(yáng)黑子。
黑子是光球?qū)由系木薮髿饬餍郎u,大多呈現(xiàn)近橢圓形,在明亮的光球背景反襯下顯得比較暗黑,但實(shí)際上它們的溫度高達(dá)4000℃左右,倘若能把黑子單獨(dú)取出,一個(gè)大黑子便可以發(fā)出相當(dāng)于滿月的光芒。日面上黑子出現(xiàn)的情況不斷變化,這種變化反映了太陽(yáng)輻射能量的變化。
太陽(yáng)黑子的變化存在復(fù)雜的周期現(xiàn)象,平均活動(dòng)周期為11.2年。 緊貼光球以上的一層大氣稱為色球?qū)?,平時(shí)不易被觀測(cè)到,過去這一區(qū)域只是在日全食時(shí)才能被看到。
當(dāng)月亮遮掩了光球明亮光輝的一瞬間,人們能發(fā)現(xiàn)日輪邊緣上有一層玫瑰紅的絢麗光彩,那就是色球。色球?qū)雍窦s8000千。
3.搜索關(guān)于太陽(yáng)的資料,小學(xué)三年級(jí)
太陽(yáng)是太陽(yáng)系的中心天體,占有太陽(yáng)系總體質(zhì)量的99.86%。太陽(yáng)系中的八大行星、小行星、流星、彗星、外海王星天體以及星際塵埃等,都圍繞著太陽(yáng)公轉(zhuǎn),而太陽(yáng)則圍繞著銀河系的中心公轉(zhuǎn)。
太陽(yáng)是位于太陽(yáng)系中心的恒星,它幾乎是熱等離子體與磁場(chǎng)交織著的一個(gè)理想球體。太陽(yáng)直徑大約是1392000(1.392*106)千米,相當(dāng)于地球直徑的109倍;體積大約是地球的130萬(wàn)倍;其質(zhì)量大約是2*1030千克(地球的330000倍)。從化學(xué)組成來看,現(xiàn)在太陽(yáng)質(zhì)量的大約四分之三是氫,剩下的幾乎都是氦,包括氧、碳、氖、鐵和其他的重元素質(zhì)量少于2%,采用核聚變的方式向太空釋放光和熱。
太陽(yáng)目前正在穿越銀河系內(nèi)部邊緣獵戶臂的本地泡區(qū)中的本星際云。在距離地球17光年的距離內(nèi)有50顆最鄰近的恒星系(與太陽(yáng)距離最近的恒星是稱作比鄰星的紅矮星,大約4.2光年)。
太陽(yáng)是一顆黃矮星(光譜為G2V),黃矮星的壽命大致為100億年,目前太陽(yáng)大約45.7億歲。 在大約50至60億年之后,太陽(yáng)內(nèi)部的氫元素幾乎會(huì)全部消耗盡,太陽(yáng)的核心將發(fā)生坍縮,導(dǎo)致溫度上升,這一過程將一直持續(xù)到太陽(yáng)開始把氦元素聚變成碳元素。雖然氦聚變產(chǎn)生的能量比氫聚變產(chǎn)生的能量少,但溫度也更高,因此太陽(yáng)的外層將膨脹,并且把一部分外層大氣釋放到太空中。當(dāng)轉(zhuǎn)向新元素的過程結(jié)束時(shí),太陽(yáng)的質(zhì)量將稍微下降,外層將延伸到地球或者火星目前運(yùn)行的軌道處(這時(shí)由于太陽(yáng)質(zhì)量的下降,這兩顆行星將會(huì)離太陽(yáng)更遠(yuǎn))。
中文名
太陽(yáng)
外文名
Sun
別稱
白駒 金虎 赤烏 陽(yáng)烏 金烏 金輪 火輪
分類
恒星
質(zhì)量
1.9891*1030 kg
演化
太陽(yáng)是在大約45.7億年前在一個(gè)坍縮的氫分子云內(nèi)形成。太陽(yáng)形成的時(shí)間以兩種方法測(cè)量:太陽(yáng)目前在主序帶上的年齡,使用恒星演化和太初核合成的電腦模型確認(rèn),大約就是45.7億年。這與放射性定年法得到的太陽(yáng)最古老的物質(zhì)是45.67億年非常的吻合。太陽(yáng)在其主序的演化階段已經(jīng)到了中年期,在這個(gè)階段的核聚變是在核心將氫聚變成氦。每秒中有超過400萬(wàn)噸的物質(zhì)在太陽(yáng)的核心轉(zhuǎn)化成能量,產(chǎn)生中微子和太陽(yáng)輻射。以這個(gè)速率,到目前為止,太陽(yáng)大約轉(zhuǎn)化了100個(gè)地球質(zhì)量的物質(zhì)成為能量,太陽(yáng)在主序帶上耗費(fèi)的時(shí)間總共大約為100億年。
太陽(yáng)沒有足夠的質(zhì)量爆發(fā)成為超新星,替代的是,在約50億年后它將進(jìn)入紅巨星的階段,氦核心為抵抗引力而收縮,同時(shí)變熱;緊挨核心的氫包層因溫度上升而加速聚變,結(jié)果產(chǎn)生的熱量持續(xù)增加,傳導(dǎo)到外層,使其向外膨脹。當(dāng)核心的溫度達(dá)到1億K時(shí),氦聚變將開始進(jìn)行并燃燒生成碳。由于此時(shí)的氦核心已經(jīng)相當(dāng)于一個(gè)小型“白矮星”(電子簡(jiǎn)并態(tài)),熱失控的氦聚變將導(dǎo)致氦閃,釋放的巨大能量使太陽(yáng)核心大幅度膨脹,解除了電子簡(jiǎn)并態(tài),然后核心剩余的氦進(jìn)行穩(wěn)定的聚變。從外部看,太陽(yáng)將如新星般突然增亮5~10個(gè)星等(相比于此前的“紅巨星”階段),接著體積大幅度縮小,變得比原先的紅巨星暗淡得多(但仍將比現(xiàn)在的太陽(yáng)亮),直到核心的碳逐步累積,再次進(jìn)入核心收縮、外層膨脹階段。這就是漸近巨星分支階段。
太陽(yáng)的生命歸宿
地球的命運(yùn)是不確定的,當(dāng)太陽(yáng)成為紅巨星時(shí),其半徑大約會(huì)是現(xiàn)在的200倍,表面可能將膨脹至地球現(xiàn)在的軌道——1AU(1.5*101m)。然而,當(dāng)太陽(yáng)成為漸近巨星分支的恒星時(shí),由于恒星風(fēng)的作用,它大約已經(jīng)流失30%的質(zhì)量,所以地球的軌道會(huì)向外移動(dòng)。如果只是這樣,地球或許可以幸免,但新的研究認(rèn)為地球可能會(huì)因?yàn)槌毕南嗷プ饔枚惶?yáng)吞噬掉。但即使地球能逃脫被太陽(yáng)焚毀的命運(yùn),地球上的水仍然都會(huì)沸騰,大部分的氣體都會(huì)逃逸入太空。
4.關(guān)于太陽(yáng)的知識(shí)
太陽(yáng)是距離地球最近的恒星,是太陽(yáng)系的中心天體。
太陽(yáng)系質(zhì)量的99.87%都集中在太陽(yáng)。太陽(yáng)系中的九大行星、小行星、流星、彗星、外海王星天體以及星際塵埃等,都圍繞著太陽(yáng)運(yùn)行(公轉(zhuǎn))。
目錄 [隱藏]1 太陽(yáng)的構(gòu)成 2 物理特性以及其他特性 3 結(jié)構(gòu) 3.1 核心 3.1.1 溫度和密度的變化 3.2 輻射層 3.2.1 溫度和密度的變化 3.3 對(duì)流層 3.3.1 溫度和密度的變化 3.4 光球 3.5 大氣層 3.5.1 色球 3.5.2 過渡區(qū) 3.5.3 日冕 3.5.4 日球 4 太陽(yáng)伴星 5 太陽(yáng)與神話 6 太陽(yáng)的重要性 7 請(qǐng)參閱 8 相關(guān)連結(jié) [編輯]太陽(yáng)的構(gòu)成太陽(yáng)從中心向外可分為核反應(yīng)區(qū)、輻射區(qū)、對(duì)流層和大氣層。由於太陽(yáng)外層氣體的透明度極差,人類能夠直接觀測(cè)到的是太陽(yáng)大氣層,從內(nèi)向外分為光球、色球和日冕3層。
[編輯]物理特性以及其他特性太陽(yáng)是一個(gè)主序星,光譜類型為G2V,G2表明它的溫度不高,只在5,500K左右,V代表是主序星,體積也不會(huì)太大。G2V恒星具有大約100億年的主序星壽命,通過核子宇宙年代學(xué)測(cè)定,太陽(yáng)年齡大約50億年。
在太陽(yáng)中心,密度為1.5*105kg/m3,熱核反應(yīng)(核聚變)將氫轉(zhuǎn)變?yōu)楹?。每秒鐘?.9*1045個(gè)原子參與核反應(yīng)。
產(chǎn)生的能量以光的形式從太陽(yáng)表面散發(fā)出去。而地球只獲得了太陽(yáng)總輻射量的22億分之一,為1367瓦/平方公尺(太陽(yáng)常數(shù))。
物理學(xué)家可以通過氫彈制造熱核反應(yīng)??煽睾司圩儼l(fā)電站在將來可能成為產(chǎn)生電能的一種方式。
由於溫度高,太陽(yáng)上的所有物質(zhì)都處?kù)峨姖{態(tài),由於太陽(yáng)不是固體,因此太陽(yáng)的赤道可以比高緯度地區(qū)旋轉(zhuǎn)得更快。太陽(yáng)不同緯度的自轉(zhuǎn)差別造成了它的磁力線隨時(shí)間扭曲,引起磁場(chǎng)回路(magnetic field loops)從太陽(yáng)表面噴發(fā),并引發(fā)形成太陽(yáng)黑子和日珥。
日冕層密度為1011個(gè)原子/m3,光球?qū)訛?023個(gè)原子/m3。一段時(shí)間以來,人們一直為太陽(yáng)核反應(yīng)產(chǎn)生的中微子數(shù)量?jī)H僅是理論值的1/3而困惑,即所謂的太陽(yáng)中微子問題。
最近發(fā)現(xiàn)中微子具有質(zhì)量,并且在從太陽(yáng)到地球的過程中可能轉(zhuǎn)變?yōu)殡y以檢測(cè)到的中微子變種,測(cè)量值和理論值一致了。觀測(cè)太陽(yáng)可以發(fā)現(xiàn)如下現(xiàn)象:太陽(yáng)黑子 光斑 白光耀斑 日珥 寧?kù)o日珥 爆發(fā)日珥 活動(dòng)日珥 注意:請(qǐng)不要用眼睛直視太陽(yáng),否則極有可能會(huì)損傷視網(wǎng)膜并造成視力損傷。
[編輯]結(jié)構(gòu)太陽(yáng)的半徑是地球的109倍。太陽(yáng)是一個(gè)近乎完美的球體,其扁率約為900萬(wàn)分之一,即是說其南北兩極的直徑僅比東西直徑短10公里。
在自轉(zhuǎn)周期方面,由於太陽(yáng)并非以固態(tài)形式存在,因此其兩極和赤道的自轉(zhuǎn)周期并不相同(赤道約為25天, 兩極則約為35天),整體平均自轉(zhuǎn)周期約為28天,其緩慢自轉(zhuǎn)所產(chǎn)生的離心力,以赤道位置計(jì)算,還不到其自身重力的1,800萬(wàn)分之一。雖然太陽(yáng)本身是太陽(yáng)系的中心,大質(zhì)量的木星使質(zhì)心之偏離中心達(dá)一個(gè)太陽(yáng)半徑,但所有行星的總質(zhì)量還不到太陽(yáng)的百分之五,因此來自行星的潮汐力并不足以改變太陽(yáng)的形狀。
太陽(yáng)不像類地行星般擁有固態(tài)表面,其氣體密度從表面至中心會(huì)成指數(shù)增長(zhǎng)。太陽(yáng)的半徑計(jì)法是以光球?qū)拥倪吘墳榻K點(diǎn),其內(nèi)部的高密度氣體足以令可見光無(wú)法通過,而肉眼看見的是太陽(yáng)的光球?qū)?,?.7太陽(yáng)半徑范圍內(nèi)的氣體占整個(gè)太陽(yáng)總質(zhì)量的大多數(shù)。
太陽(yáng)的內(nèi)部并不能直接觀測(cè),因高密度的氣體阻隔了電磁輻射,但就像地震學(xué)能利用地震產(chǎn)生的震波能研究地球的內(nèi)部,日震學(xué)這個(gè)學(xué)門,也能利用橫斷過太陽(yáng)內(nèi)部的波的壓力,來測(cè)量和描繪出太陽(yáng)內(nèi)部的構(gòu)造。配合電腦模擬的輔助,人們便可一覽太陽(yáng)深處。
[編輯]核心在太陽(yáng)的中心,密度高達(dá)150,000 Kg/m3 (是地球上水的密度的150倍),熱核反應(yīng) (核聚變) 將 氫 變成氦,釋放出的能量使太陽(yáng)保持穩(wěn)定的狀態(tài)。 每秒鐘大約有 8.9 *1037 質(zhì)子,也就是426公噸氫原子核經(jīng)由質(zhì)-能轉(zhuǎn)換變成氦原子核,每秒鐘釋放出383 *1024 W 或相當(dāng)於 9.15 *1010 百萬(wàn)噸的TNT 爆炸。
核聚變的速率在自我修正下保持平衡:溫度只要略微上升,核心就會(huì)膨脹,增加抵擋外圍重量的力量,這會(huì)造成核聚變的擾動(dòng)而修正反應(yīng)速率;溫度略微下降,核心就會(huì)收縮一些,使核聚變的速率提高,使溫度能回復(fù)。由中心至0.2太陽(yáng)半徑的距離是核心的范圍,是太陽(yáng)內(nèi)唯一能進(jìn)行核聚變釋放出能量的場(chǎng)所。
太陽(yáng)其余的部份則被這些能量加熱,并將能量向外傳送,途中要經(jīng)過許多相連的層次,才能到達(dá)表面的光球?qū)樱缓筮M(jìn)入太空之中。高能量的光子 (γ和X-射線)由核聚變從核心釋放出來后,要經(jīng)過漫長(zhǎng)的時(shí)間才能到達(dá)表面,緩慢的速度和不斷改變方向的路徑,還有反覆的吸收和再輻射,使到達(dá)外圍的光子能量都降低了。
估計(jì)每個(gè)光子抵達(dá)表面的旅程平均需要花費(fèi)5,000萬(wàn)年的時(shí)間[1] ,最快的也要經(jīng)歷17,000年[2] 。在穿過對(duì)流層到達(dá)旅程的終點(diǎn),進(jìn)入透明的表面光球?qū)訒r(shí),光子就以可見光的型態(tài)逃逸進(jìn)入太空。
每一個(gè)在核心的γ射線光子在進(jìn)入太空前,都已經(jīng)轉(zhuǎn)化成數(shù)百萬(wàn)個(gè)可見光的光子。微中子也是在核心的核聚變時(shí)被釋放出來的,但是與光子不同的是他不會(huì)與其它的物質(zhì)作用,因此幾乎是立刻就由太陽(yáng)表面逃逸出來。
多年來,測(cè)量來自太陽(yáng)的微中子數(shù)量都低於理論的數(shù)值,因而產(chǎn)生了太陽(yáng)微中子的迷思,直到我們對(duì)微中子有了更多的認(rèn)識(shí),才以微中子震蕩解開了。
5.關(guān)于太陽(yáng)的知識(shí)
太陽(yáng)是一顆普通的恒星,目前在赫-羅圖上度過了主序生涯的一半左右。
它是一個(gè)質(zhì)量為1989.1億億億噸(約為地球質(zhì)量的33萬(wàn)倍)、直徑139.2萬(wàn)km(約為地球直徑的109倍)的熱氣體(嚴(yán)格說是等離子體)球。其平均密度為水的1.4倍,但這一平均密度隱含著很寬的密度范圍,從超高密的核心到稀薄的外層。
作為一顆恒星太陽(yáng),其總體外觀性質(zhì)是,光度為383億億億瓦,絕對(duì)星等為4.8,他是一顆黃色G2型矮星,有效溫度等于開氏5800度。太陽(yáng)與在軌道上繞它公轉(zhuǎn)的地球的平均距離為149597870km(499.005光秒或1天文單位)。
按質(zhì)量計(jì),它的物質(zhì)構(gòu)成是71%的氫、26%的氦和少量重元素。太陽(yáng)圓面在天空的角直徑為32角分,與從地球所見的月球的角直徑很接近,是一個(gè)奇妙的巧合(太陽(yáng)直徑約為月球的400倍而離我們的距離恰是地月距離的400倍),使日食看起來特別壯觀。
由于太陽(yáng)比其他恒星離我們近得多,其視星等達(dá)到-26.7,成為地球上看到最明亮的天體。太陽(yáng)每25.4天自轉(zhuǎn)一周(平均周期;赤道比高緯度自轉(zhuǎn)得快),每2億年繞銀河系中心公轉(zhuǎn)一周。
太陽(yáng)因自轉(zhuǎn)而呈輕微扁平狀,與完美球形相差0.001%,相當(dāng)于赤道半徑與極半徑相差6km(地球這一差值為21km,月球?yàn)?km,木星9000km,土星5500km)。差異雖然很小,但測(cè)量這一扁平性卻很重要,因?yàn)槿魏紊源笠稽c(diǎn)的扁平程度(哪怕是0.005%)將改變太陽(yáng)引力對(duì)水星軌道的影響,而使根據(jù)水星近日點(diǎn)進(jìn)動(dòng)對(duì)廣義相對(duì)論所做的檢驗(yàn)成為不可信。
太陽(yáng)基本物理參數(shù) 半徑: 696295 千米. 質(zhì)量: 1.989*1030 千克 溫度: 5800 ℃ (表面) 1560萬(wàn)℃ (核心) 總輻射功率: 3.83*1026 焦耳/秒 平均密度: 1.409 克/立方厘米 日地平均距離: 1億5千萬(wàn) 千米 年齡: 約50億年 對(duì)于人類來說,光輝的太陽(yáng)無(wú)疑是宇宙中最重要的天體。萬(wàn)物生長(zhǎng)靠太陽(yáng),沒有太陽(yáng),地球上就不可能有姿態(tài)萬(wàn)千的生命現(xiàn)象,當(dāng)然也不會(huì)孕育出作為智能生物的人類。
太陽(yáng)給人們以光明和溫暖,它帶來了日夜和季節(jié)的輪回,左右著地球冷暖的變化,為地球生命提供了各種形式的能源。 在人類歷史上,太陽(yáng)一直是許多人頂禮膜拜的對(duì)象。
中華民族的先民把自己的祖先炎帝尊為太陽(yáng)神。而在古希臘神話中,太陽(yáng)神則是宙斯(萬(wàn)神之王)的兒子。
太陽(yáng),這個(gè)既令人生畏又受人崇敬的星球,它究竟由什么物質(zhì)所組成,它的內(nèi)部結(jié)構(gòu)又是怎樣的呢? 其實(shí),太陽(yáng)只是一顆非常普通的恒星,在廣袤浩瀚的繁星世界里,太陽(yáng)的亮度、大小和物質(zhì)密度都處于中等水平。只是因?yàn)樗x地球最近,所以看上去是天空中最大最亮的天體。
其它恒星離我們都非常遙遠(yuǎn),即使是最近的恒星,也比太陽(yáng)遠(yuǎn)27萬(wàn)倍,看上去只是一個(gè)閃爍的光點(diǎn)。 組成太陽(yáng)的物質(zhì)大多是些普通的氣體,其中氫約占71%, 氦約占27%, 其它元素占2%。
太陽(yáng)從中心向外可分為核反應(yīng)區(qū)、輻射區(qū)和對(duì)流區(qū)、太陽(yáng)大氣。太陽(yáng)的大氣層,像地球的大氣層一樣,可按不同的高度和不同的性質(zhì)分成各個(gè)圈層,即光球、色球和日冕三層。
我們平??吹降奶?yáng)表面,是太陽(yáng)大氣的最底層,溫度約是6000攝氏度。它是不透明的,因此我們不能直接看見太陽(yáng)內(nèi)部的結(jié)構(gòu)。
但是,天文學(xué)家根據(jù)物理理論和對(duì)太陽(yáng)表面各種現(xiàn)象的研究,建立了太陽(yáng)內(nèi)部結(jié)構(gòu)和物理狀態(tài)的模型。這一模型也已經(jīng)被對(duì)于其他恒星的研究所證實(shí),至少在大的方面,是可信的。
太陽(yáng)的核心區(qū)域雖然很小,半徑只是太陽(yáng)半徑的1/4,但卻是太陽(yáng)那巨大能量的真正源頭。太陽(yáng)核心的溫度極高,達(dá)1500萬(wàn)℃,壓力也極大,使得由氫聚變?yōu)楹さ臒岷朔磻?yīng)得以發(fā)生,從而釋放出極大的能量。
這些能量再通過輻射層和對(duì)流層中物質(zhì)的傳遞,才得以傳送到達(dá)太陽(yáng)光球的底部,并通過光球向外輻射出去。 太陽(yáng)光球就是我們平常所看到的太陽(yáng)園面,通常所說的太陽(yáng)半徑也是指光球的半徑。
光球的表面是氣態(tài)的,其平均密度只有水的幾億分之一,但由于它的厚度達(dá)500千米,所以光球是不透明的。光球?qū)拥拇髿庵写嬖谥ち业幕顒?dòng),用望遠(yuǎn)鏡可以看到光球表面有許多密密麻麻的斑點(diǎn)狀結(jié)構(gòu),很象一顆顆米粒,稱之為米粒組織。
它們極不穩(wěn)定,一般持續(xù)時(shí)間僅為5~10分鐘,其溫度要比光球的平均溫度高出300~400℃。目前認(rèn)為這種米粒組織是光球下面氣體的劇烈對(duì)流造成的現(xiàn)象。
光球表面另一種著名的活動(dòng)現(xiàn)象便是太陽(yáng)黑子。黑子是光球?qū)由系木薮髿饬餍郎u,大多呈現(xiàn)近橢圓形,在明亮的光球背景反襯下顯得比較暗黑,但實(shí)際上它們的溫度高達(dá)4000℃左右,倘若能把黑子單獨(dú)取出,一個(gè)大黑子便可以發(fā)出相當(dāng)于滿月的光芒。
日面上黑子出現(xiàn)的情況不斷變化,這種變化反映了太陽(yáng)輻射能量的變化。太陽(yáng)黑子的變化存在復(fù)雜的周期現(xiàn)象,平均活動(dòng)周期為11.2年。
緊貼光球以上的一層大氣稱為色球?qū)?,平時(shí)不易被觀測(cè)到,過去這一區(qū)域只是在日全食時(shí)才能被看到。當(dāng)月亮遮掩了光球明亮光輝的一瞬間,人們能發(fā)現(xiàn)日輪邊緣上有一層玫瑰紅的絢麗光彩,那就是色球。
色球?qū)雍窦s8000千米,它的化學(xué)組成與光球基本上相同,但色球?qū)觾?nèi)的物質(zhì)密度和壓力要比光球低得多。日常生活中,離熱源越遠(yuǎn)處溫度越低,而太陽(yáng)大氣的情況卻截然相反,光球頂部接近色球處的溫度差不。