在1989年春天一个宁静的夜晚,美国亚利桑那州基特峰国家天文台天文学家阿弗拉正在悠闲散步。突然,他发现一片红光出现在夜空之中。最初他还以为是森林大火映红了天,刹那间,满天红色又变成绿色的北极光,就像一块巨大的幕布悬挂在天上,甚至能看到这块"幕布"下面还有流苏呢!
能源之源
阿弗拉看到的情景原来是太阳玩的把戏。太阳距离地球大约1.5亿公里,它的直径约为140万公里,大小约为地球的333000倍。在这个巨大的星球的组成成分中,氢占了绝大部分,约为72%,氦占27%,1%是其他物质。
太阳核心的温度高达1500万摄氏度,每秒钟有6亿吨的氢在那里被聚变成氦,然后被送到太阳表面。太阳表面又叫光流层,那里的温度较低,只有5500~C。太阳是悬浮在空中的天然核反应堆,它通过核聚变释放出惊人的能量。这些能量造成太阳上的风暴,能量的一部分被高速粒子带到太空之中。当风暴吹向地球的时候,地球磁场由于受到它们的干扰而变成泪球的形状。
来自太阳表面的能量还以可见光、紫外线和X射线的形式向地球辐射,它们的力量足以穿透地球的大气层,其功率竟高达100万千瓦!也就是说,地球上每平方米都受到1.35千瓦来自太阳的辐射,科学家把这个数字称为太阳常数。
有了太阳能,植物赖以生长的光合作用才能进行;也正是这种太阳能储存在已经变成矿物燃料的古生物中,为我们提供了煤和石油。阳光给地球送来了热量,促使大气循环、海水蒸发,形成云和雨。在大气层中,太阳能撞击2个氧原子组成的臭氧分子,使它们变成由3个氧原子组成的臭氧分子。臭氧层挡住了来自太阳的大部分紫外线,那一小部分透过臭氧层的紫外线,虽能使爱健美的人晒得黝黑,但若照射的时间过长,却会诱发皮肤癌。
阳光是地球最可靠的热源,35亿年以来,它使地球温度的变化范围很小。这对维持生命的存在是十分必要的,因为来自太阳的能量无论变多了还是变少了,都会对我们居住的行星产生深刻的影响。
奉若神明
在人类历史长河中,太阳被尊崇如神,因为它给地球带来光明和生命。闻名于世的埃及吉萨地区的金字塔,每当春分这一天,它们的一个底边刚好指向太阳升起的地方。太阳享受的尊敬不仅来自古埃及人,太阳神阿波罗的大名直到今天还被用到宇宙飞行器的命名上。
多少世纪过去了,很少有自然现象能像日食那样引起人们既恐惧、又崇敬的心理。古时,中国人每逢日食便燃放爆竹、敲打铜锣,恐吓驱赶吞吃太阳的妖精。在马克·吐温的笔下,日食却救了一个康涅狄格的美国佬。那个人知道要发生日全食,于是趁太阳消失之机,从阿瑟王的骑士手中逃了出来,逃脱了被烧死在火刑柱上的厄运。至于当今美国众多的天文爱好者,更是富有大无畏的精神。他们乘飞机、坐轮船、开汽车,从爪哇到西伯利亚,从欧洲到非洲,哪儿出现日全食就涌向哪儿。
人类对于太阳的观测已有几千年的历史,然而至今太阳的许多秘密仍未被揭开。天体物理学家对太阳的测量结果与理论模型之间存在着的很多不相容性提出了质疑。人类将借助于未来的宇宙探测器去解开一些太阳之谜。
透过天文望远镜,人们可以看到太阳的表面是一片色彩多变、广阔而又可怕的景象:有的区域像是地球上成荫的树林,有的区域像地球上正在起火的大草原,有的则像地球上微风吹拂下的麦田。在半径为70万公里(约为地球半径的100倍)的太阳上,到处是氢的海洋,那里氢的密度是地球上水的千分之一。而"粘附"在太阳表面上不断抖动着的"微细纤维",实际上是正在喷射到30万公里高处的数以10亿吨计的物质,那些竖立着的"骨针"是比喜玛拉雅山还高的山。
太阳的活动,如热核反应等,直接影响着地球的气候。而依靠太阳生存的古老地球,在50亿年以后将会随着太阳上大部分物质被耗尽和被稀释到极限而消失。根据太阳的颜色和发出的光,人们可以估计出太阳的温度。目前已知的太阳内部温度高达1500万摄氏度,其内核密度为每立方厘米150克,几乎是铂密度的8倍。
今天,人类对于太阳的认识还不是很深刻,实际上,人们原先对于太阳的认识存在着很多错误。例如,太阳的实际转速要比理论推算的慢得多。太阳赤道上某一质点以2公里/秒的速度转动一圈需要25天,而根据长期以来的理论推算结果,这一质点的运行速度比实际的快200倍。太阳的温度是中心高表面低,中心温度为1500万摄氏度,而表面温度仅接近 6000摄氏度。这样的估计似乎是符合逻辑的。然而令人惊奇的是,几倍于太阳半径的"太阳环"的温度竟达到100万-200万摄氏度。科学家的研究结果表明,"太阳环"极高的温度与太阳表面的复杂结构都是由宇宙对流运动和太阳磁场作用造成的。
太阳辐射是呈周期性的。在周期开始的时候,太阳相对"平静",这时太阳磁场明显地出现偶极性,这种偶极性与地球磁场极性相似,但磁强度比地磁强得多。如果能把一只盘放在太阳表面,其磁针会指向磁北。几年以后磁针又指向西,尔后又指向东。大约11年以后,磁针指向南。经过22年的偏转,磁针回到原先的磁北。为什么会出现这种奇特的现象呢?其实,太阳上某一质点运行的速率在两极要比在赤道慢得多。太阳磁场的磁力线先是南北向分布,随后发生偏移,重新聚合,强磁场形成一个磁"管",最后出现螺旋形磁场。太阳黑子活动有周期性增多的现象,周期长度为11年。太阳黑子好像东西向放置的磁铁,挡住了太阳偶极磁场,这些磁铁虽小但能量很大,此时罗盘不仅不能指出方向,而且就连磁针都将被黑子吸走。
为了解释这种周期现象,科学家们已经开始凭借空间实验站进行探究。他们在宇宙中发现了呈香蕉形状的对流卷绕着太阳转轴运行,但这种现象并不总是可以被直接探测到,它们是随磁场的周期变化而交替出没的。他们把图像信息转化为数字,借助计算机处理后得出太阳黑子的运行规律,最终发现:太阳黑子是由对流卷引起的。
黑子和耀斑
1991年3月初,太阳黑子的活动十分频繁。有一个黑子很大,上面足以放得下70个地球。黑子比它周围的温度低2000摄氏度,所以,在明亮的太阳上看起来就像一个污点或一块黑斑。有时候,黑子或它的旁边也会出现极明亮的斑点,就像草原野火一样,很快就笼罩了几十万平方公里的面积。这就是不常见的太阳耀斑,它的温度高达2000万摄氏度,所以显得格外耀眼。耀班是发生在黑子区域的大爆炸,它把光和热以及几十亿吨物质射人太空。
黑子和耀斑是太阳表现不安份的信号,预示太阳活动高峰即将来临。使人们感到庆幸的是,当年3月份的耀斑发生在太阳最东端,因此,它产生的最大力量偏离了地球。不过,3月10日,由于太阳旋转使黑子的位置直接面对地球,那时恰好又出现了一个不太强的耀斑。8分钟后,X射线和紫外线以光速光临地球大气层;大约1小时左右,高能质子开始到达;3天之后,低能质子和电子也辐射到地球。
最先体验太阳暴怒的是装置在人造卫星上的测量太阳活动周期的仪器。观察站工作人员说:"它们好像被人打晕了,一分钟后才苏醒过来。"对地球来说,耀斑效应是具有破坏性的。短波广播被干扰长达24小时,导致卫星通讯无法正常进行。耀斑在大气层产生强有力的瞬变磁场,在广播线和电力传输线中诱发新电流。
除了黑子和耀斑,太阳上白热化的气体还能形成巨大的环,射向几万公里的空中。这就是日饵,也就是太阳戴的"耳环"。日饵现象有时可以持续几个月才消失。在日全食的时候,还可以观察到日冕。由几十亿吨白热体组成的日冕偶尔也能脱离太阳的控制,以每小时320万公里的速度飞向太空
在1989年春天一个宁静的夜晚,美国亚利桑那州基特峰国家天文台天文学家阿弗拉正在悠闲散步。突然,他发现一片红光出现在夜空之中。最初他还以为是森林大火映红了天,刹那间,满天红色又变成绿色的北极光,就像一块巨大的幕布悬挂在天上,甚至能看到这块"幕布"下面还有流苏呢!
能源之源
阿弗拉看到的情景原来是太阳玩的把戏。太阳距离地球大约1.5亿公里,它的直径约为140万公里,大小约为地球的333000倍。在这个巨大的星球的组成成分中,氢占了绝大部分,约为72%,氦占27%,1%是其他物质。
太阳核心的温度高达1500万摄氏度,每秒钟有6亿吨的氢在那里被聚变成氦,然后被送到太阳表面。太阳表面又叫光流层,那里的温度较低,只有5500~C。太阳是悬浮在空中的天然核反应堆,它通过核聚变释放出惊人的能量。这些能量造成太阳上的风暴,能量的一部分被高速粒子带到太空之中。当风暴吹向地球的时候,地球磁场由于受到它们的干扰而变成泪球的形状。
来自太阳表面的能量还以可见光、紫外线和X射线的形式向地球辐射,它们的力量足以穿透地球的大气层,其功率竟高达100万千瓦!也就是说,地球上每平方米都受到1.35千瓦来自太阳的辐射,科学家把这个数字称为太阳常数。
有了太阳能,植物赖以生长的光合作用才能进行;也正是这种太阳能储存在已经变成矿物燃料的古生物中,为我们提供了煤和石油。阳光给地球送来了热量,促使大气循环、海水蒸发,形成云和雨。在大气层中,太阳能撞击2个氧原子组成的臭氧分子,使它们变成由3个氧原子组成的臭氧分子。臭氧层挡住了来自太阳的大部分紫外线,那一小部分透过臭氧层的紫外线,虽能使爱健美的人晒得黝黑,但若照射的时间过长,却会诱发皮肤癌。
阳光是地球最可靠的热源,35亿年以来,它使地球温度的变化范围很小。这对维持生命的存在是十分必要的,因为来自太阳的能量无论变多了还是变少了,都会对我们居住的行星产生深刻的影响。
奉若神明
在人类历史长河中,太阳被尊崇如神,因为它给地球带来光明和生命。闻名于世的埃及吉萨地区的金字塔,每当春分这一天,它们的一个底边刚好指向太阳升起的地方。太阳享受的尊敬不仅来自古埃及人,太阳神阿波罗的大名直到今天还被用到宇宙飞行器的命名上。
多少世纪过去了,很少有自然现象能像日食那样引起人们既恐惧、又崇敬的心理。古时,中国人每逢日食便燃放爆竹、敲打铜锣,恐吓驱赶吞吃太阳的妖精。在马克·吐温的笔下,日食却救了一个康涅狄格的美国佬。那个人知道要发生日全食,于是趁太阳消失之机,从阿瑟王的骑士手中逃了出来,逃脱了被烧死在火刑柱上的厄运。至于当今美国众多的天文爱好者,更是富有大无畏的精神。他们乘飞机、坐轮船、开汽车,从爪哇到西伯利亚,从欧洲到非洲,哪儿出现日全食就涌向哪儿。
人类对于太阳的观测已有几千年的历史,然而至今太阳的许多秘密仍未被揭开。天体物理学家对太阳的测量结果与理论模型之间存在着的很多不相容性提出了质疑。人类将借助于未来的宇宙探测器去解开一些太阳之谜。
透过天文望远镜,人们可以看到太阳的表面是一片色彩多变、广阔而又可怕的景象:有的区域像是地球上成荫的树林,有的区域像地球上正在起火的大草原,有的则像地球上微风吹拂下的麦田。在半径为70万公里(约为地球半径的100倍)的太阳上,到处是氢的海洋,那里氢的密度是地球上水的千分之一。而"粘附"在太阳表面上不断抖动着的"微细纤维",实际上是正在喷射到30万公里高处的数以10亿吨计的物质,那些竖立着的"骨针"是比喜玛拉雅山还高的山。
太阳的活动,如热核反应等,直接影响着地球的气候。而依靠太阳生存的古老地球,在50亿年以后将会随着太阳上大部分物质被耗尽和被稀释到极限而消失。根据太阳的颜色和发出的光,人们可以估计出太阳的温度。目前已知的太阳内部温度高达1500万摄氏度,其内核密度为每立方厘米150克,几乎是铂密度的8倍。
今天,人类对于太阳的认识还不是很深刻,实际上,人们原先对于太阳的认识存在着很多错误。例如,太阳的实际转速要比理论推算的慢得多。太阳赤道上某一质点以2公里/秒的速度转动一圈需要25天,而根据长期以来的理论推算结果,这一质点的运行速度比实际的快200倍。太阳的温度是中心高表面低,中心温度为1500万摄氏度,而表面温度仅接近 6000摄氏度。这样的估计似乎是符合逻辑的。然而令人惊奇的是,几倍于太阳半径的"太阳环"的温度竟达到100万-200万摄氏度。科学家的研究结果表明,"太阳环"极高的温度与太阳表面的复杂结构都是由宇宙对流运动和太阳磁场作用造成的。
太阳辐射是呈周期性的。在周期开始的时候,太阳相对"平静",这时太阳磁场明显地出现偶极性,这种偶极性与地球磁场极性相似,但磁强度比地磁强得多。如果能把一只盘放在太阳表面,其磁针会指向磁北。几年以后磁针又指向西,尔后又指向东。大约11年以后,磁针指向南。经过22年的偏转,磁针回到原先的磁北。为什么会出现这种奇特的现象呢?其实,太阳上某一质点运行的速率在两极要比在赤道慢得多。太阳磁场的磁力线先是南北向分布,随后发生偏移,重新聚合,强磁场形成一个磁"管",最后出现螺旋形磁场。太阳黑子活动有周期性增多的现象,周期长度为11年。太阳黑子好像东西向放置的磁铁,挡住了太阳偶极磁场,这些磁铁虽小但能量很大,此时罗盘不仅不能指出方向,而且就连磁针都将被黑子吸走。
为了解释这种周期现象,科学家们已经开始凭借空间实验站进行探究。他们在宇宙中发现了呈香蕉形状的对流卷绕着太阳转轴运行,但这种现象并不总是可以被直接探测到,它们是随磁场的周期变化而交替出没的。他们把图像信息转化为数字,借助计算机处理后得出太阳黑子的运行规律,最终发现:太阳黑子是由对流卷引起的。
黑子和耀斑
1991年3月初,太阳黑子的活动十分频繁。有一个黑子很大,上面足以放得下70个地球。黑子比它周围的温度低2000摄氏度,所以,在明亮的太阳上看起来就像一个污点或一块黑斑。有时候,黑子或它的旁边也会出现极明亮的斑点,就像草原野火一样,很快就笼罩了几十万平方公里的面积。这就是不常见的太阳耀斑,它的温度高达2000万摄氏度,所以显得格外耀眼。耀班是发生在黑子区域的大爆炸,它把光和热以及几十亿吨物质射人太空。
黑子和耀斑是太阳表现不安份的信号,预示太阳活动高峰即将来临。使人们感到庆幸的是,当年3月份的耀斑发生在太阳最东端,因此,它产生的最大力量偏离了地球。不过,3月10日,由于太阳旋转使黑子的位置直接面对地球,那时恰好又出现了一个不太强的耀斑。8分钟后,X射线和紫外线以光速光临地球大气层;大约1小时左右,高能质子开始到达;3天之后,低能质子和电子也辐射到地球。
最先体验太阳暴怒的是装置在人造卫星上的测量太阳活动周期的仪器。观察站工作人员说:"它们好像被人打晕了,一分钟后才苏醒过来。"对地球来说,耀斑效应是具有破坏性的。短波广播被干扰长达24小时,导致卫星通讯无法正常进行。耀斑在大气层产生强有力的瞬变磁场,在广播线和电力传输线中诱发新电流。
除了黑子和耀斑,太阳上白热化的气体还能形成巨大的环,射向几万公里的空中。这就是日饵,也就是太阳戴的"耳环"。日饵现象有时可以持续几个月才消失。在日全食的时候,还可以观察到日冕。由几十亿吨白热体组成的日冕偶尔也能脱离太阳的控制,以每小时320万公里的速度飞向太空。
本文开头提到使阿弗拉及成千上万目击者赞叹不已的北极光,就是太阳耀斑的一个杰作。耀斑喷射的高能电子来到大气层后,在地球磁场的作用下偏离了原来的方向。因为磁力线对南北两极的保护作用很小,所以电子聚向这两个地区的上空。和人类设计的霓虹灯原理相同,电子撞击氧原子,使它们发出红光和绿光。
在太阳活动高峰期,地球大气层受到大量来自太阳的粒子的冲击。它们以100万安培的电流强度强行突破大气层,产生的强磁场给地球居民带来了麻烦和灾难。太阳上一次活动高峰出现在1991年,天文学家预计2001年将再次出现活动高峰。不过,太阳是变幻莫测的,许多科学家都认为太阳活动高峰的周期平均为11年,但短的时候只不过7年,长的时候却可达17年。
探索奥秘
观察太阳可为尚未解决的问题提供线索。太阳的活动周期是否影响地球的气候? 控制这个周期的机制是什么?太阳是在变冷还是在变热?
单靠历史文献研究过去的太阳活动是很不够的,幸好大自然给我们留下了可靠的记录,那就是树木的年轮。很多人知道年轮每一圈表示树木生长一年,通过年轮可以看出自然环境和树木营养条件的变化,但知道年轮与黑子和耀斑有关的人就不多了。
来自外层空间的宇宙线和高速粒子经常与大气层中的分子发生冲突,产生一种放射性同位素--碳14。植物通过光合作用吸收二氧化碳时,一些带放射性的二氧化碳也掺杂在里面。有人在检测年轮上放射性碳14的强度时发现,当黑子多的时候,碳14被吸收的数量就显著减少。科学家的解释是,太阳活动期黑子出现频繁,它们的磁场迫使一些宇宙线偏离地球。因此,大气层中产生的碳14也就少了。
研究年轮只能知道太阳活动的过去,那么用什么方法了解现在甚至推测将来呢? 科学家建立了一门叫作"太阳地震学"的学科。他们发现,黑子最暗的中心部分磁场特别强,边缘较亮的部分(又叫半影)磁场相对较弱。极性不同的两个黑子半影偶尔也会互相吸引,融汇在一起。可惜我们不能直接收到太阳的地震波,因为太空中没有传播声音的空气和其他媒介。
地震波从太阳内部传到表面,因为前面无路可走,于是又被弹回内部,太阳内部的高温又迫使它们返回表面。如果把太阳比作一个铃,地震波就像铃舌一样,不断地敲打它。这些声波虽然无法直接监测,但它们在太阳表面引起气体上下翻腾的振荡作用却是可以测量的。
科学家还预测,当太阳上的氢消耗得所剩无几之时,它将膨胀成一个巨大无比的红色"气球"。胀出的部分将会吞没水星或许还有金星,即使地球还不至于被火葬,强烈的热辐射也足以使海洋沸腾蒸干,地球上将不复有生命存在。不过,这场宇宙大劫难在50亿年内并不会发生,这就给科学家足够的时间揭开离我们最近的恒星的奥秘,寻找拯救地球的诺亚方舟了
关于“太阳”的秘密有哪些,太阳是什么颜色的?
它的体积是141.2亿亿立方千米,是地球的130.25万倍,太阳系的中心天体。银河系的一颗中等大小恒星。距离地球1.5亿千米,直径约1392000千米,从地球到太阳上去步行要走3500多年,就是坐飞机,也要坐20多年。平均密度1.409克/立方厘米,质量1.989×10^33克,表面温度5770℃,中心温度1500.84万℃。由里向外分别为太阳核反应区、太阳对流层、太阳大气层。其中心区不停地进行热核反应,所产生的能量以辐射方式向宇宙空间发射。其中二十二亿分之一的能量辐射到地球,成为地球上光和热的主要来源。恒星也有自己的生命史,它们从诞生、成长到衰老,最终走向死亡。它们大小不同,色彩各异,演化的历程也不尽相同。恒星与生命的联系不仅表现在它提供了光和热。实际上构成行星和生命物质的重原子就是在某些恒星生命结束时发生的爆发过程中创造出来的。太阳(SUN)是一颗普通的恒星。
天文符号:⊙
体积:地球体积的1 302 500倍
自转周期:25~30天
距最近的恒星间的距离:4.3光年
宇宙年:225百万年
直径:1 392 000公里(地球直径的109倍)
半径:696000 千米.
质量:1.989×10^30 千克
温度:大约5770℃(表面) 1560万℃ (核心)
总辐射功率:3.83×10^26 焦耳/秒
平均密度:1.409 克/立方厘米
日地平均距离:1亿5千万 千米
年龄:约50亿岁
太阳光:到达地球大气上界的太阳辐射能量称为天文太阳辐射量。在地球位于日地平均距离处时,地球大气上界垂直于太阳光线的单位面积在单位时间内所受到的太阳辐射的全谱总能量,称为太阳常数。太阳常数的常用单位为瓦/米2。因观测方法和技术不同,得到的太阳常数值不同。世界气象组织 (WMO)1981年公布的太阳常数值是1368瓦/米2。地球大气上界的太阳辐射光谱的99%以上在波长 0.15~4.0微米之间。大约50%的太阳辐射能量在可见光谱区(波长0.4~0.76微米),7%在紫外光谱区(波长<0.4微米),43%在红外光谱区(波长>0.76微米),最大能量在波长 0.475微米处。由于太阳辐射波长较地面和大气辐射波长(约3~120微米)小得多,所以通常又称太阳辐射为短波辐射,称地面和大气辐射为
长波辐射。太阳活动和日地距离的变化等会引起地球大气上界太阳辐射能量的变化。
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71.3%, 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,即从内向外分为光球、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℃。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圆面,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。
太阳的年龄约为46亿年,它还可以继续燃烧约50亿年。在其存在的最后阶段,太阳中的氦将转变成重元素,太阳的体积也将开始不断膨胀,直至将地球吞没。在经过一亿年的红巨星阶段后,太阳将突然坍缩成一颗白矮星--所有恒星存在的最后阶段。再经历几万亿年,它将最终完全冷却,然后慢慢地消失在黑暗里。
[编辑本段]万物之源——太阳
清晨,当太阳从漫天红霞中喷薄而出,把万丈金光洒向大地,一种蓬勃向上的激情,就会油然而生。看到这个充满生机的世界,人们不能不热爱和赞美赐予我们生命和力量的万物主宰——太阳。
中华民族的先民把自己的祖先炎帝尊为太阳神。而在绚丽多彩的希腊神话中,太阳神被称为“阿波罗”。他右手握着七弦琴,左手托着象征太阳的金球,让光明普照大地,把温暖送到人间,是万民景仰的神灵。在天文学中,太阳的符号“⊙”和我们的象形字“日”十分相似,它象征着宇宙之卵。
太阳的质量相当于地球质量的33万多倍,体积大约是地球的130万倍,半径约为70万公里,是地球半径的109倍多。虽然如此,她在宇宙中也只是一个普通的恒星。
太阳的内部,从里向外,由核反应区、辐射区、对流区三个层次组成。
[编辑本段]万物生长靠太阳
太阳每时每刻都在向地球传送着光和热,有了太阳光,地球上的植物才能进行光合作用。植物的叶子大多数是绿色的,因为它们含有叶绿素。叶绿素只有利用太阳光的能量,才能合成种种物质,这个过程就叫光合作用。据计算,整个世界的绿色植物每天可以产生约4亿吨的蛋白质、碳水化合物和脂肪,与此同时,还能向空气中释放出近5亿吨的氧,为人和动物提供了充足的食物和氧气。
[编辑本段]太阳-巨大的核能火炉
太阳核心释放的能量向外扩散,使得太阳表面温度大约达到6000℃,就像一个高温气体组成的海洋。大部分太阳能以热和光的形式向四周辐射开去。太阳这个巨大的"核能火炉"已经稳定地"燃烧"了50亿年.目前.它正处于壮年,要再过50亿年它才会燃尽自己的核燃料.那时,它可能膨胀成一个巨大的红色星体。
[编辑本段]太阳黑子
通过一般的光学望远镜观测太阳,观测到的是光球层的活动。在光球上常常可以看到很多黑色斑点,它们叫做“太阳黑子”。太阳黑子在日面上的大小、多少、位置和形态等,每天都不同。太阳黑子是光球层物质剧烈运动而形成的局部强磁场区域,也是光球层活动的重要标志。长期观测太阳黑子就会发现,有的年份黑子多,有的年份黑子少,有时甚至几天,几十天日面上都没有黑子。天文学家们早就注意到,太阳黑子从最多或最少的年份到下一次最多或最少的年份,大约相隔11年。也就是说,太阳黑子有平均11的活动周期,这也是整个太阳的活动周期。天文学家把太阳黑子最多的年份称之为“太阳活动峰年”,把太阳黑子最少的年份称之为“太阳活动宁静年”。
[编辑本段]太阳的内部结构
太阳的内部主要可以分为三层,核心区,辐射区和对流区.
太阳的能量来源于其核心部分
太阳的核心温度高达1500万摄氏度,压力相当于2500亿个大气压。核心区的气体被极度压缩至水密度的150倍。在这里发生着核聚变,每秒钟有七亿吨的氢被转化成氦。在这过程中,约有五百万吨的净能量被释放(大概相当于38600亿亿兆焦耳,386后面26个0)。聚变产生的能量通过对流和辐射过程向外传送。核心产生的能量需要通过几百万年才能到达表面。
辐射区包在核心区外面
这一层的气体也处在高温高压状态下(但低于核心区),粒子间的频繁碰撞,使得在核心区产生的能量经过很久(几百万年)才能穿过这一层到达对流区。
辐射区的外面是对流区
能量在对流区的传递要比辐射区快的多.这一层中的大量气体以对流的方式向外输送能量.(有点像烧开水,被加热的部分向上升,冷却了的部分向下降.)对流产生的气泡一样的结构就是我们在太阳大气的光球层中看到的"米粒组织"。
太阳是自己发光发热的炽热的气体星球。它表面的温度约6000℃,中心温度高达1500万℃。太阳的半径约为696000公里,约是地球半径的109倍。它的质量为1.989×10^27吨,约是地球的332000倍。太阳的平均密度为1.4克每立方厘米,约为地球密度的1/4。太阳与我们地球的平均距离约1.5亿公里。
太阳是银河系中的一颗普通恒星,位于银道面之北的猎户座旋臂上,距银心约2.3~2.8万光年,它以每秒250公里的速度绕银心转动,公转一周约需2.5亿年。太阳也在自转,其周期在日面赤道带约25天;两极区约为35天。
通过对太阳光谱的分析,得知太阳的化学成分与地球几乎相同,只是比例有所差异。太阳上最丰富的元素是氢,其次是氦,还有碳、氮、氧和各种金属。
[编辑本段]太阳的结构
太阳的结构从里向外主要分为:中心为热核反应区,核心之外是辐射层,辐射层外为对流层,对流层之外是太阳大气层。
从核物理学理论推知,太阳中心是热核反应区。太阳中心区占整个太阳半径的1/4,约为整个太阳质量的一半以上。这表明太阳中心区的物质密度非常高。每立方厘米可达160克。太阳在自身强大重力吸引下,太阳中心区处于高密度、高温和高压状态。是太阳巨大能量的发祥地。
太阳中心区产生的能量的传递主要靠辐射形式。太阳中心区之外就是辐射层,辐射层的范围是从热核中心区顶部的0.25个太阳半径向外到0.86个太阳半径,这里的温度、密度和压力都是从内向外递减。从体积来说,辐射层占整个太阳体积的绝大部分。
太阳内部能量向外传播除辐射,还有对流过程。即从太阳0.86个太阳半径向外到达太阳大气层的底部,这一区间叫对流层。这一层气体性质变化很大,很不稳定,形成明显的上下对流运动。这是太阳内部结构的最外层。太阳对流层外是太阳大气层。太阳大气层从里向外又可分光球、色球和日冕。我们看到耀眼的太阳,就是太阳大气层中光球发出的强烈的可见光。光球层位于对流层之外,属太阳大气层中的最低层或最里层,光球层的厚度约500公里,与约70万公里的太阳半径相比,好似人的皮肤和肌肉之比。我们说太阳表现的平均温度约6000摄氏度,指的就是这一层。光球之外便是色球。平时由于地球大气把强烈的光球可见散射开,色球便被淹没在蓝天之中。只有在日全食的时候才有机会直接饱览色球红艳的姿容。太阳色球是充满磁场的等离子体层,厚约2500公里。其温度从里向外增加,与光球顶衔接的部分约4500摄氏度,到外层达几万摄氏度。密度则随高度增加而减低。整个色球层的结构不均匀,由于磁场的不稳定性,太阳高层大气经常产生爆发活动,产生耀斑现象。
日冕是太阳大气的最外层。日冕中的物质也是等离子体,它的密度比色球层更低,而它的温度反比色球层高,可达上百万摄氏度。日全食时在日面周围看到放射状的非常明亮的银白色光芒即是日冕。
[编辑本段]太阳的能量
地球上除原子能和火山、地震以外,太阳能是一切能量的总源泉。那么,整个地球接收的有多少呢?太阳发射出大的能量呢?科学家们设想在地球大气层外放一个测量太阳总辐射能量的仪器,在每平方厘米的面积上,每分钟接收的太阳总辐射能量为8.24焦。这个数值叫太阳常数。如果将太阳常数乘上以日地平均距离作半径的球面面积,这就得到太阳在每分钟发出的总能量,这个能量约为每分钟2.273×10^28焦。(太阳每秒辐射到太空的热量相当于一亿亿吨煤炭完全燃烧产生热量的总和,相当于一个具有5200万亿亿马力的发动机的功率。太阳表面每平方米面积就相当于一个85000马力的动力站。)而地球上仅接收到这些能量的22亿分之一。太阳每年送给地球的能量相当于100亿亿度电的能量。太阳能取之不尽,用之不竭,又无污染,是最理想的能源。
[编辑本段]太阳耀斑
太阳耀斑是一种最剧烈的太阳活动。一般认为发生在色球层中,所以也叫“色球爆发”。其主要观测特征是,日面上(常在黑子群上空)突然出现迅速发展的亮斑闪耀,其寿命仅在几分钟到几十分钟之间,亮度上升迅速,下降较慢。特别是在太阳活动峰年,耀斑出现频繁且强度变强。
别看它只是一个亮点,一旦出现,简直是一次惊天动地的大爆发。这一增亮释放的能量相当于10万至100万次强火山爆发的总能量,或相当于上百亿枚百吨级氢弹的爆炸;而一次较大的耀斑爆发,在一二十分钟内可释放10~25焦耳的巨大能量,
除了日面局部突然增亮的现象外,耀斑更主要表现在从射电波段直到X射线的辐射通量的突然增强;耀斑所发射的辐射种类繁多,除可见光外,有紫外线、X射线和伽玛射线,有红外线和射电辐射,还有冲击波和高能粒子流,甚至有能量特高的宇宙射线。
耀斑对地球空间环境造成很大影响。太阳色球层中一声爆炸,地球大气层即刻出现缭绕余音。耀斑爆发时,发出大量的高能粒子到达地球轨道附近时,将会严重危及宇宙飞行器内的宇航员和仪器的安全。当耀斑辐射来到地球附近时,与大气分子发生剧烈碰撞,破坏电离层,使它失去反射无线电电波的功能。无线电通信尤其是短波通信,以及电视台、电台广播,会受到干扰甚至中断。耀斑发射的高能带电粒子流与地球高层大气作用,产生极光,并干扰地球磁场而引起磁暴。
此外,耀斑对气象和水文等方面也有着不同程度的直接或间接影响。正因为如此,人们对耀斑爆发的探测和预报的关切程度与日俱增,正在努力揭开耀斑迷宫的奥秘。
传说,第二次世界大战时,有一天,德国前线战事吃紧,后方德军司令部报务员布鲁克正在繁忙地操纵无线电台,传达命令。突然,耳机里的声音没有了。他检查机器,电台完整无损;拨动旋钮,改变频率,仍然无济于事。结果,前线推动联系,像群龙无首似的陷入一片混乱,战役以失败而告终。布鲁克因此受到军事法庭判处死刑。他仰天呼喊“冤枉!冤枉!” 后来查清,这次无线电中断,“罪魁祸首”是耀斑。布鲁克的死,实在冤枉。他的死,在于人们当时对耀斑还不了解。
[编辑本段]光斑(谱斑)
太阳光球层上比周围更明亮的斑状组织。用天文望远镜对它观测时,常常可以发现:在光球层的表面有的明亮有的深暗。这种明暗斑点是由于这里的温度高低不同而形成的,比较深暗的斑点叫做“太阳黑子”,比较明亮的斑点叫做“光斑”。光斑常在太阳表面的边缘“表演”,却很少在太阳表面的中心区露面。因为太阳表面中心区的辐射属于光球层的较深气层,而边缘的光主要来源光球层较高部位,所以,光斑比太阳表面高些,可以算得上是光球层上的“高原”。
光斑也是太阳上一种强烈风暴,天文学家把它戏称为“高原风暴”。不过,与乌云翻滚,大雨滂沱,狂风卷地百草折的地面风暴相比,“高原风暴”的性格要温和得多。光斑的亮度只比宁静光球层略强一些,一般只大10%;温度比宁静光球层高300℃。许多光斑与太阳黑子还结下不解之缘,常常环绕在太阳黑子周围“表演”。少部分光斑与太阳黑子无关,活跃在70°高纬区域,面积比较小,光斑平均寿命约为15天,较大的光斑寿命可达三个月。
光斑不仅出现在光球层上,色球层上也有它活动的场所。当它在色球层上“表演”时,活动的位置与在光球层上露面时大致吻合。不过,出现在色球层上的不叫“光斑”,而叫“谱斑”。实际上,光斑与谱斑是同一个整体,只是因为它们的“住所”高度不同而已,这就好比是一幢楼房,光斑住在楼下,谱斑住在楼上。
[编辑本段]米粒组织
米粒组织是太阳光球层上的一种日面结构。呈多角形小颗粒形状,得用天文望远镜才能观测到。米粒组织的温度比米粒间区域的温度约高300℃,因此,显得比较明亮易见。虽说它们是小颗粒,实际的直径也有1000公里--2000公里。
明亮的米粒组织很可能是从对流层上升到光球的热气团,不随时间变化且均匀分布,且呈现激烈的起伏运动。米粒组织上升到一定的高度时,很快就会变冷,并马上沿着上升热气流之间的空隙处下降;寿命也非常短暂,来去匆匆,从产生到消失,几乎比地球大气层中的云消烟散还要快,平均寿命只有几分钟,此外,近年来发现的超米粒组织,其尺度达3万公里左右,寿命约为20小时。
有趣的是,在老的米粒组织消逝的同时,新的米粒组织又在原来位置上很快地出现,这种连续现象就像我们日常所见到的沸腾米粥上不断地上下翻腾的热气泡。
[编辑本段]太阳相关数据
日冕:厚度数百万千米
温度:大约2000000℃
色球层:厚度2000~3000千米
温度5000℃~10000℃
光球层:厚度400千米
温度5000~8000℃
日核:温度达15000000℃
[编辑本段]太阳发光原因
1.组成的物质
2.核聚变,以电磁波的形式发射
体积是地球的130万倍,太阳系的中心天体。银河系的一颗普通恒星。与地球平均距离14960万千米,直径139万千米,平均密度1.409克/厘米^3,质量1.989×10^33克,表面温度5770开,中心温度1500万开。由里向外分别为太阳核反应区、太阳对流层、太阳大气层。其中心区不停地进行热核反应,所产生的能量以辐射方式向宇宙空间发射。其中二十二亿分之一的能量辐射到地球,成为地球上光和热的主要来源。恒星也有自己的生命史,它们从诞生、成长到衰老,最终走向死亡。它们大小不同,色彩各异,演化的历程也不尽相同。恒星与生命的联系不仅表现在它提供了光和热。实际上构成行星和生命物质的重原子就是在某些恒星生命结束时发生的爆发过程中创造出来的。
详解:
太阳(Sun)是一颗普通的恒星,目前在赫-罗图上度过了主序生涯的一半左右。它是一个质量为1989.1亿亿亿吨(约为地球质量的33万倍)、直径139.2万km(约为地球直径的109倍)的热气体(严格说是等离子体)球。其平均密度为水的1.4倍,但这一平均密度隐含着很宽的密度范围,从超高密的核心到稀薄的外层。
作为一颗恒星太阳,其总体外观性质是,光度为383亿亿亿瓦,绝对星等为4.8,他是一颗黄色G2型矮星,有效温度等于开氏5800度。太阳与在轨道上绕它公转的地球的平均距离为149597870km(499.005光秒或1天文单位)。按质量计,它的物质构成是71%的氢、26%的氦和少量重元素。太阳圆面在天空的角直径为32角分,与从地球所见的月球的角直径很接近,是一个奇妙的巧合(太阳直径约为月球的400倍而离我们的距离恰是地月距离的400倍),使日食看起来特别壮观。由于太阳比其他恒星离我们近得多,其视星等达到-26.8,成为地球上看到最明亮的天体。太阳每25.4天自转一周(平均周期;赤道比高纬度自转得快),每2亿年绕银河系中心公转一周。太阳因自转而呈轻微扁平状,与完美球形相差0.001%,相当于赤道半径与极半径相差6km(地球这一差值为21km,月球为9km,木星9000km,土星5500km)。差异虽然很小,但测量这一扁平性却很重要,因为任何稍大一点的扁平程度(哪怕是0.005%)将改变太阳引力对水星轨道的影响,而使根据水星近日点进动对广义相对论所做的检验成为不可信。
半径: 696295 千米.
质量: 1.989×10^30 千克
温度: 5800 ℃ (表面) 1560万℃ (核心)
总辐射功率: 3.83×10^26 焦耳/秒
平均密度: 1.409 克/立方厘米
日地平均距离: 1亿5千万 千米
年龄: 约50亿年
到达地球大气上界的太阳辐射能量称为天文太阳辐射量。在地球位于日地平均距离处时,地球大气上界垂直于太阳光线的单位面积在单位时间内所受到的太阳辐射的全谱总能量,称为太阳常数。太阳常数的常用单位为瓦/米2。因观测方法和技术不同,得到的太阳常数值不同。世界气象组织 (WMO)1981年公布的太阳常数值是1368瓦/米2。地球大气上界的太阳辐射光谱的99%以上在波长 0.15~4.0微米之间。大约50%的太阳辐射能量在可见光谱区(波长0.4~0.76微米),7%在紫外光谱区(波长<0.4微米),43%在红外光谱区(波长>0.76微米),最大能量在波长 0.475微米处。由于太阳辐射波长较地面和大气辐射波长(约3~120微米)小得多,所以通常又称太阳辐射为短波辐射,称地面和大气辐射为
长波辐射。太阳活动和日地距离的变化等会引起地球大气上界太阳辐射能量的变化。
【太阳常用数据表】
太阳质量 = 1.9891×10^33克
日地距离:
日地平均距离 (天文单位) = 1.49597870×1011 米(1亿5千万公里)
日地最远距离 = 1.5210×10^11 米
日地最近距离 = 1.4710×10^11 米
太阳常数 f = 1.97 卡·厘米^2·分^-1
太阳半径 R = 696265 公里
太阳表面积 = 6.087×1012 平方公里
太阳体积 = 1.412×1018 立方公里
太阳平均密度 = 1.409 克·厘米^3
太阳表面有效温度 = 5770 K
自转会合周期:
赤道=26.9天
极区=31.1天
光谱型: G2V
目视星等 = -26.74 等
绝对目视星等 = 4.83 等
热星等 =--26.82 等
绝对热星等 = 4.75 等
太阳表面重力加速度 = 2.74×104 厘米/秒^2 (为地球表面重力加速度的27.9倍)
太阳表面脱离速度 = 618 公里/秒
太阳中心温度:1.5×107 K
太阳中心密度:160 ·厘米^3
地球附近太阳风的速度: 450公里/秒
太阳运动速度 (方向α=18h07m,δ=+30°) = 19.7 公里/秒
太阳主要化学成分:氢(71%)、氮(27%),氧、碳、氮、氖;硅、铁等
太阳年龄 ~ 5×109 年
太阳活动周期 = 11.04 年
太阳的六个秘密,你都知道吗?
虽然太阳只是银河系里2000多亿颗星球里的其中一颗,但太阳的存在对于我们所处的太阳系,我们的地球有着非凡的意义。所以下面关于太阳的6个秘密,你一定得知道!
一、太阳有多大?
关于太阳有多大这个问题,对于现在的人们来说已经不是什么难题了,科学家已经测出了太阳的大小,它的直径约有1392000千米,看到这个数字,可能只是觉得它很长,但还没有一个概念吧!我们再来举几个例子说明下。
地球的直径是12756千米,太阳的直径是地球直径的109倍多,而体积是地球的130万倍,即太阳可以容得下130万个地球。
珠穆朗玛峰的海拔高度约是8844米,而太阳的直径就相当于157394座珠峰的高度。
二、太阳有多重
太阳的质量是1.989X10^30亿千克,占了整个太阳系总质量的99.86%,而地球的质量仅有5.965*10^24千克,太阳是地球的33万倍,即33万颗地球的质量,才约等于一个太阳的质量。
有网友提出了个有趣的说法:如果每个人每天吃1公斤的太阳,那么地球如果60亿人都在吃的话,也需要90.8亿亿年才可以吃完。
三、太阳有多热
小学的你一定用过太阳像个大火球这个比喻吧!太阳通过不断地核聚变产生高温高热,产生的热量通过光的形式从太阳表面散发出去,辐射到地球,所以我们会觉得太阳时而“温暖”、时而“毒辣”。
太阳的表面温度达到了6000摄氏度,中心温度高达1500万摄氏度。因为太阳的温度实在是太高了,以至于其表面的物质都是处于等离子态的。
四、太阳离地球有多远
众所周知,地球是距离太远第3远的行星,“太地”距离大约有1.5亿千米远,如果我们乘坐每小时2000千米的超音速飞机的话,那走完这段距离最少也得花上8.5年的时间。
五、太阳能活多久
我们都知道,太阳的寿命大概有100亿年,而太阳诞生至今约有46亿年了,现在的太阳正处于中年阶段,所以在往后的50多亿年里,太阳还能稳定地发光发热。
而在这之后,太阳将步入老年阶段,迅速膨胀变成红巨星,可能会吞没水星,金星,甚至是地球,之后变成一颗白矮星,知道自身内部能量都辐射完,最终形成黑矮星,结束了一生的“光辉”。
六、太阳是红色的吗?
其实太阳不是红色的,也不是黄色的,而是白色的。
而我们之所以会觉得太阳是红色的,那是因为太阳在早上和傍晚时的角度比中午小,而光线在大气中的形成很长,所以就会过多的散射掉蓝紫光,而留下红光。
而因为傍晚大气中的灰尘杂质会比早晨多,所以傍晚的日落会比早晨的日出更加绚丽。
太阳对我们非常重要,如果没有太阳,世界不仅是一片黑暗,更是无比寒冷,让人无法生存。而整个太阳系的一切都会化为泡影。
以上就是关于太阳有哪些小秘密全部的内容,如果了解更多相关内容,可以关注我们,你们的支持是我们更新的动力!



















