太阳及其耀斑与日饵



太阳H-Alpha射线照片



美国“天空实验室”
1973年拍摄的太阳日饵



1996年SOHO探测器拍
摄到的太阳高温大气

太阳 (Sun)

  尽管太阳是太阳系的中心,地球上万物生长所需光和热的源泉,但在广袤的宇宙中,太阳谈不上有任何的特殊性。在组成银河系的2000亿颗恒星中,太阳只是一颗中等大小的天体,大体上处于一生中的中年时期。

  然而,在我们太阳系里,太阳则是一个有着巨大影响而占支配地位的天体。太阳的质量占整个太阳系的99.8%,直径达865000英尺(1400000千米),是地球直径的100多倍。需要109个地球才能填满太阳的横截面,而它的内部则能容纳130万个以上的地球。我们看到的太阳其实只是它表面的光球层,温度约为6000摄氏度,属比较“凉爽”部分。光球层非常活跃,在其表面可以看到许多极富戏剧性的特征。

  太阳的能源来自于其核心部分。太阳内核的温度高达1500万摄氏度,压力超过地球气压的340亿倍。内核的气体密度极高,是水的150倍。太阳每秒钟向外辐射约28600亿亿兆瓦的能量,这么高的能量是由其内核的核聚变反应产生的。在聚变中,四个质子聚合成一个氦原子核。氦原子核的质量比四个质子小0.7%,失去的质量转换成了能量,以伽玛射线的形式被释放到太阳的表面,并向宇宙空间辐射出去。太阳每秒钟约有七亿吨的氢被转化成氦。在此过程中,约有五百万吨的净能量被释放。能量在对流过程中不断地发出光和热,使太阳发光。从太阳内核释放出的能量需要经过几百万年才能到达表面。

  在光球层的某些部位,局部温度比周围低,在可见光范围内这些部位显得比其它部位黑暗,人们称之为“黑子”。光球层外面是色球层。太阳能量通过这一层自内核向外传递。在这一层可以见到太阳耀斑。耀斑是太阳黑子形成之前在色球层产生的灼热氢云。

  太阳大气的最外层是日冕。日冕非常庞大,可以向太空绵延数百万公里。人们可以在这一日冕中看到“日饵”:日饵是色球层上部产生的巨大火焰。人们仅在日全食的时候可以见到日冕。

  除了光和热,太阳也向宇宙空间辐射一种低密度的粒子流——太阳风。太阳风以每秒450公里的速度在太阳系中驰骋。太阳风异常强大时便形成了太阳风暴,它会对人类的无线电通讯造成影响。地球和其他一些行星两极的极光也是太阳风带来的。太阳的磁场极其强大且极其复杂,其磁层范围甚至越过了冥王星的轨道。

  太阳已经46亿岁了,现在已步入中年。它还可以继续平静地燃烧约50亿年。太阳在临终时,内部的氦将转变成更重的元素,亮度会增加到现在的一倍,体积也将不断膨胀,所有近日行星包括地球都将融入它的怀抱。这时的太阳将变得十分不稳定,在它周围会出现一个新的行星状星云。这为新太阳系的诞生创造了条件。在经历一亿年的红巨星阶段后,太阳将耗尽它所有的能量而猛然坍缩成一颗白矮星。几万亿年后,它最终将在黑暗中完全冷却。



黑子


耀斑


太阳磁极,黑为正,白为负


1977年日全食


1991年日全食


1994年日全食