《天文基礎(chǔ)知識》第一章：太陽系與系內(nèi)行星

第二節(jié) 了解太陽

一、太陽基本信息

太陽系的中心天體，質(zhì)量為1.9891×10^30kg，占太陽系總質(zhì)量的99.86%。直徑為1.392×10^6km，超過地球的109倍，平均密度為1408kg/m3。太陽表面溫度約為6000K，核心的溫度高達1.5×10^7K。太陽系的能量來源，也是太陽系中最亮的天體，視星等為-26.74等，絕對星等為4.83 等。

二、太陽結(jié)構(gòu)

太陽結(jié)構(gòu)分為內(nèi)部結(jié)構(gòu)和大氣結(jié)構(gòu)兩大部分。太陽的內(nèi)部結(jié)構(gòu)由內(nèi)到外可分為核心、輻射層、對流層3個部分，大氣結(jié)構(gòu)由內(nèi)到外可分為光球、色球和日冕3層。

圖1-2-1 太陽結(jié)構(gòu)示意圖

1）核心：太陽核心半徑約為太陽半徑的1/4，是太陽發(fā)生核聚變反應(yīng)的區(qū)域，即太陽能源之所在，溫度高達1.5×10^7℃，同時具備極高的壓力。氫在高溫高壓的作用下發(fā)生聚變反應(yīng)形成氦并釋放大量能量。太陽中心密度高達1.5x10^5kg/m3，太陽核心區(qū)域的溫度和密度隨著與太陽中心距離的增加而迅速下降。

2）輻射層：輻射層位于太陽核心外圍，從中心算0.25-0.71個太陽半徑的區(qū)域稱為太陽的輻射層，輻射層氣體溫度約為7×10^6K，密度約為15000kg/m3。輻射層體積約占太陽體積的一半。太陽核心產(chǎn)生的能量，通過這個區(qū)域以輻射的方式向外傳輸。

3）對流層：對流層處于輻射區(qū)的外面，大約在0.71~1.0的太陽區(qū)域。溫度約為5×10^5K，密度也降至150kg/m3。由于巨大的溫度差引起對流，內(nèi)部的熱量以對流的形式在對流區(qū)向太陽表面?zhèn)鬏敗?/p>

4）光球?qū)樱禾柟馇蚓褪俏覀兤匠Ｋ吹降奶枅A面，通常所說的太陽半徑也是指光球的半徑。光球?qū)拥拇髿庵写嬖谥ち业奶柣顒?，用望遠鏡可以看到其表面有許多密密麻麻的斑點狀結(jié)構(gòu)，很像一顆顆米粒，稱之為米粒組織。它們極不穩(wěn)定，一般持續(xù)時間僅為5～10分鐘，其溫度要比光球的平均溫度高出300～400℃。太陽黑子是光球?qū)由系木薮髿饬餍郎u，大多呈現(xiàn)近橢圓形，由于其溫度比周圍部分低許多，在明亮的光球背景反襯下呈現(xiàn)暗黑，光球上黑子出現(xiàn)的情況不斷變化，這種變化反映了太陽輻射能量的變化。太陽黑子的變化存在復(fù)雜的周期現(xiàn)象，平均活動周期為11.2年。

5）色球?qū)樱禾柹蚴浅錆M磁場的等離子體層，厚度約2500km，表面溫105~106K之間。密度隨高度（半徑）的增加而減小，整個色球?qū)拥慕Y(jié)構(gòu)不均勻，無明顯的邊界。由于磁場的不穩(wěn)定性，色球?qū)咏?jīng)常產(chǎn)生爆發(fā)活動。其中最著名的便是太陽耀斑，耀斑的持續(xù)時間在幾分鐘到幾十分鐘內(nèi)，在這短暫的時間里卻能釋放出相當于上百億顆巨型氫彈同時爆炸釋放的能量威力巨大。

6）日冕層：日冕是太陽大氣的最外層，厚度達到幾百萬公里以上。日冕溫度有100萬攝氏度。在高溫下，氫、氦等原子已經(jīng)被電離成帶正電的質(zhì)子、氦原子核和帶負電的自由電子等。這些帶電粒子運動速度極快，以致不斷有帶電的粒子掙脫太陽的引力束縛，射向太陽的外圍，形成太陽風。