太陽

太陽（英文：Sun）是位于太陽系中心的恒星，占據太陽系中99.86%左右的質量，是距離地球最近的恒星，和其它星球一樣，有自己的壽命，從誕生到成長，再到衰老，再到最后的消逝，存在至今約45億年。其圈層結構分為內部結構和大氣結構，由核心區、輻射區、對流區、光球層、色球層和日冕層等組成，關于它的起源，具有星云說、俘獲說、災變說等迷之說法，經歷幼年、青年、中年、老年等生命歷程，其強大的引力使所有行星以及其他在太陽系中的天體都在其周圍運轉，出現日全食、日偏食、日環食、日珥等活動現象，是一個很大的發光等離子體，由氫氣轉變成氦氣，從而產生巨大的能量，所產生的能量以輻射方式向宇宙空間發射，其中二十二億分之一的能量輻射到達地球，成為地球上能源（光和熱）的主要來源。

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詳解太陽的圈層結構（來源：科學也瘋狂)

在25%的半徑范圍（也就是0.25?R）里，它是太陽系的中心，聚集了超過太陽質量的半數。核心區的氣壓和氣溫非常高，是產生核聚變反應的地方，也是陽光的根源，這里的氣溫在1500萬攝氏度左右；大約2500億個大氣壓，并且具有158g/cm的密度。在自身的引力作用下，物質向核心集聚，在核心形成高溫和超高壓狀態，導致了內部的氫聚變為氦的熱核反應，約占太陽體積的1/64，太陽核心的溫度高達1.5×102×10K，在這個區域正進行著激烈的熱核反應，將氫聚變為氦從而釋放出巨大的能量。

太陽的結構

太陽內部結構

該區是在核心區之外，半徑為0.25R到0.86R的范圍內，體積大約占太陽的一半大小。核心區產生的能量通過該區向外輻射和傳輸。溫度下降到13萬攝氏度左右，密度下降到79g/cm3左右。

輻射區域外部就是對流區（對流層），屬于半徑為0.8R至1.0?R的范圍內，其溫度降低到500萬攝氏度左右，密度降至10g/cm左右。因為內部和外部的溫差很大，所以在太陽大氣中形成了對流，將其內部的熱量用對流的方式通過該區傳遞到太陽的表面，太陽大氣在對流區也會產生低頻率的聲波干擾，這些聲波會把機械能傳送至太陽大氣層以外，起到加熱等作用。

在太陽大氣層的最內側，就是光球層。由位于對流區上方的太陽大氣層組成，也被稱作“太陽光球”。它的直徑大約500公里，平均氣溫在6000℃左右，是一種不透明的非常薄的氣體層，地球上接收到的太陽能量基本上是由光球層發出的，這一層是人類所能看見的太陽表面，有著清晰的邊界。

太陽光球層成分表

色球層的物質比光球層的物質稀薄和透明得多，它的亮度只有光球層的萬分之一，每當發生日全食時，人類用肉眼都能看見的一圈玫瑰紅色的太陽光暈，這就是罕見的色球層。該層在光球層外面，厚度約2000公里，其溫度可從4600℃左右，逐步上升至數百萬攝氏度，但密度加速下降。

太陽大氣層的最外層是日冕，它由極其稀薄的氣體組成，亮度比色球層還要黯淡，平時也看不見，必須用特殊儀器（稱為日冕儀）或者在日全食時才能看的見，厚度達數百萬公里，溫度極高。它是一種非常稀薄的氣體殼，輻射范圍可以達到太陽的數倍。日冕可分為三個層次：內冕、中冕和外冕。在日冕層中，一些巨大的、不規則的的黑暗區域日冕，被稱為冕洞。

德國哲學家康德是“星云說”的創始人，這個問題在數十年后由法國數學家拉普拉斯單獨提出。他們相信：太陽系的所有物質都來自于同樣的原始星云，它的中央是太陽，外層則是行星，該概念稱作“康德一拉普拉斯假設”，美國天文學家卡末隆提出，太陽系的原始星云是由巨型星際云拋出的微小云團，最初在自轉，由于自身的引力作用而使中央區域縮小，從而形成太陽。

蘇聯的科學家施密特首先提出了這個假設，他相信，在某一時刻，太陽通過一個氣態塵埃星云時，將其占有，形成一個環繞著太陽旋轉的星云盤，逐漸形成各個行星及衛星。之后，由于太陽的引力，這種物質開始加速移動，從小到大，就象滾雪球，慢慢地變成了行星。在這種理論中，太陽比行星更早地形成，但是，行星物質不是由太陽產生的，而是由太陽捕獲的。

災變說是法國學者布豐最先提出的，他相信，首先形成的是太陽，在一次偶然的情況下，有一顆恒星（或者是行星）從太陽旁邊經過（或者撞擊到太陽），將太陽的一部分物質吸走（或者撞擊出去），這些物質的隨后就形成了行星。利特爾頓把太陽看成是一對恒星，是由第三個恒星的引力分裂而成的。大概持續10億年左右，如果熱核反應堆的燃燒達到了太陽半徑的一半，那么它就很難承受住太陽本身強大的引力，從而導致核心坍[tān]塌。在坍塌期間，釋放的大量能量使太陽表面產生巨大的膨脹，此時的太陽體積非常大，密度非常小，表面亮度非常強，形成了一個紅巨星。太陽的直徑可能會擴大250倍，甚至會把地球也給吞噬掉。

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太陽的生命歷程（來源：太空科學站)

星云受到自身的引力作用不斷收縮，密度變得越來越大，溫度也越來越高，幾千萬年之后形成了原始太陽。

太陽位于非常穩定的主星序節，按照觀測得到的氫和氮的豐度估計，太陽還可以生存50億年之久。今天的太陽正處在它的鼎盛時期。

大概持續10億年左右，如果熱核反應的燃燒達到了太陽半徑的一半，那么它就很難承受住太陽本身強大的引力，從而導致核心坍塌。在坍塌期間，釋放的大量能量使太陽表面產生巨大的膨脹，此時的太陽體積非常大，密度非常小，表面亮度非常強，形成了一個紅巨星，直徑可能會擴大250倍，甚至會把地球也給吞噬掉。

此階段的太陽轉變為一顆脈動變星，內部核能也終于消耗始盡，崩塌已是定局，被壓縮成一佧[kǎ]高密度的核心，逐漸冷卻，白矮星便是它最終的形態，從此長眠宇宙。

太陽的生命周期

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太陽的一生（來源：中科院物理所)

太陽與地球相似，也繞其中心的軸自西向東轉動。我們將轉軸和表面相交的兩點稱為太陽的“極點”，將兩極中間環繞太陽的一圈稱為“赤道”，太陽赤道的自轉周期是25.4天，由于太陽是一個氣態球體，所以它的表面不同緯度的地方，旋轉速度就不一樣隨著緯度的增高，旋轉速度也逐漸減慢。到了緯度80度的地方，轉一圈要35天，太陽各處自轉周期的不同，是因為太陽不是固體球的緣故。

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太陽的公轉周期（來源：碎片記)太陽是太陽系的恒星，不僅在自轉，而且還帶領著整個太陽系，以每秒鐘250公里的速度，繞著銀河系的中心飛轉，這種運動就是太陽公轉運動。太陽的公轉速度是地球公轉速度的8倍，公轉一周大約需要2.5億年，太陽在繞銀河系的中心公轉的同時，還以每秒鐘20公里的速度向著武仙座方向前進。

日食是當月球運動到太陽與地球之間，如果太陽、月球和地球三者正好位于或接近同一條直線時，月影就一直延伸到地球表面，被月影掃過的地帶和區域，便形成日食現象。日食主要與日、地、月三者的距離和近似成一線的程度有關。

日全食是當月亮轉到太陽和地球的中間，太陽、月亮、地球完全排成一條直線時，月亮后面拖著一條長長的黑影把整個太陽圓面完全遮住的現象。

日全食現象

當太陽、月亮、地球只有一部分在一條直線上時，月亮后面拖的半影遮住了地球的某一部分，在月亮半影里的人看太陽時，就會發現太陽被遮住一部分，叫做日偏食。

日偏食

當太陽、月亮和地球排成一條直線，但月亮距離地球比較遠的時候，月亮的黑影達不到地球，僅太陽圓面中間被月球遮住，而外緣仍顯露的現象。

日食結構

日珥是發生在太陽色球層的一種活動現象，在日全食的過程中，可以看見紅色的色球層踫出一道道沖天而起的火柱，那就是日珥。日珥分為三種類型：寧靜型、活動型和爆發型。

耀斑是一種太陽表面劇烈的運動現象，劇烈的磁場能量可以撕開太陽色球層，把電粒子拋入宇宙中，這種爆發一般會持續但不超過20分鐘，這就是所謂的太陽耀斑，它所釋放出的能量，就像是億萬顆一億噸的核彈同一時間引爆，且都是在沒有任何預兆的情況下爆發的。通常情況下，它的持續時間很短，但會在一瞬間爆發出大量的能量，形成一種輻射和粒子流。

太陽耀斑

用天文望遠鏡觀察時，太陽的表面有一部分類似于黑色的斑點，即“太陽黑子”。黑子會跟隨太陽自轉運動，通過太陽黑子，可以輕松地測定出太陽的自轉周期，它的尺寸各不相同，是一種在光球層發生的太陽活動，也是最基本的和最明顯的一種現象，成熟的黑子一般包括本影和半影。

太陽黑子

在太陽表層上覆蓋著一層像米粒狀的密集的顆粒，該顆粒叫做“米粒組織”，它是一種在光球層發生的太陽活動，發生米粒組織的地方，跟其它地方相比，溫度要高出300℃~400℃，亮度也會高出10%到20%，持續時間為55-10分鐘。

太陽以電磁波的形式向宇宙空間放射的能量，到達地球的太陽輻射，約占太陽輻射總量的二十二億分之一。波長范圍在0.15~4微米，分為可見光、紅外光和紫外光三部分。太陽輻射的能量主要集中在波長較短的可見光部分。

太陽輻射經植物的生物化學作用，可以轉化成有機物中的生物化學能，滿足動植物生長的需要，也是地球大氣運動、水循環的主要能源。

地質時期儲存的太陽能（如煤炭）是人類利用的主要礦物能源，太陽輻射本身及大氣運動、水循環等，為人類提供水能和風能。

地球上的磁場，在方位和尺寸上一直處于波動狀態，一是由于地球核心中的電流體系慢慢發生而導致的長期變化；二是由外部環境對地球磁場的影響引起的瞬時變化。太陽風在進入地球后，由于受到地球磁場的影響，會向兩極偏移，并與上層大氣層發生碰撞，引起大氣層的電離，從而形成極光。這些高能量的帶電顆粒可能會對地球的磁場造成影響，使得磁針偏離了正確的指向，從而形成“磁暴”。

在距離地表約60公里至數千公里的大氣層xxx，有一種可以對無線電波進行反射的電離介質，該層稱為電離層。電離層的形成是由太陽的遠紫外光和X射線，將大氣中的中性氣體分子和原子電離形成電子，正離子和負離子。耀斑爆發時，產生的強射電輻射可攪動地球大氣層，造成“磁暴”、對短波通訊、電子設備、在外飛行的航天器的安全等造成影響。

在500-800公里的高空，太陽遠紫外線、太陽風等因素會對大氣的密度產生顯著的影響，而在中高緯度，某些樹木的樹輪密度也會發生改變，進而會對其生命周期產生很大的影響。通過對周邊大氣層溫度數據的研究，氣溫的短時間波動比長時間尺度上的波動要小，在日地關系中具有恒定的特點。溫度的改變是由于太陽遠紫外線（低于1000?A）引起的，它對120?km以上的大氣發生了電離和加熱，而熱的損失則是由于對較低層的導電作用導致的。

氣候黑子活動高峰年，氣候反常的幾率增多；黑子活動低峰年，氣候相對平衡。自然災害（如水早災害）與太陽活動有關。

太陽中的大部分物質都是由普通的氣體構成，其中氫約占71.3%，氦約占25%，其他元素占2%，而太陽本身的氫氣和氦氣則是通過核聚變而產生的巨大能量，并以輻射的方式傳送到了地球上，每年向地球提供的能源大約是100億億千瓦時。太陽能是太陽的熱輻射能，它的主要形式為“太陽光線”，通常稱為“太陽能”。太陽能是一種非常有用的能量，它在人們的生活中占有很大的比重，是一種持續發展的能源。太陽能的應用主要有兩種，一種是光熱能，另一種是光電能，也包括地球上使用的風能、化學能、水能等。太陽可以持續燃燒并釋放能量，它可以提供3.86x10瓦特的電能，并且在每秒內將7x10kg的氫聚合轉化為6.95x10kg的氦。愛因斯坦在《狹義相對論》中提出，原子的質量與能量是可以相互轉換的。科學家經過計算發現1g的氫氣會變成一個氦核，所產生的熱量與2700噸的標準煤炭的熱量不相上下。太陽無時無刻不在把光和熱量輸送到地球，正是由于太陽光，植物的葉綠素含量高，葉綠素可以通過吸收光的能量，來合成各種有機物質，地球上的植物才能進行光合作用。據統計，全世界的綠色植物一天可以生產大約四億噸蛋白質、碳水化合物和脂肪，同時還能釋放五億噸的氧氣，為人類和動物提供足夠的食物和氧氣。