太阳的基本知识

太阳的基本知识A.太阳是一颗恒星。半径为696000公里，是地球半径的109倍，体积为1.437×1018公里，相当地球的130万倍。质量为1.989×1033克，是地球的33万倍。平均密度1.41克/厘米3，球心密度约160克/厘米3。表面重力加速度为27.4×104厘米/秒2，逃逸速度为617.7公里/秒。日地平均距离为149600000公里（称为一个天文单位），太阳视半径约16分，与月球半径相当。表面平均温度约5770度，中心温度达15000000度。组成太阳的物质，最丰富的元素是氢，约占71%，其次是氦，约占27%。这些物质，在极高温度的环境下发生电离，变成电子和离子，称为等离子体。所以组成太阳的物质，同90%以上的宇宙物质一样，都是等离子态。太阳是距离我们最近的一颗恒星，它的目视星等为27.8，绝对星等4.83。太阳进行着自转运动，它的自转轴与黄极倾角为7度15分，自转周期在赤道上为26.9日，离赤道愈远，自转周期愈长，在极区长达30日以上。太阳位于银河系赤道平面的一条旋臂上，距银心约30000光年。它带着太阳系所有成员环绕银心旋转，运行一周为2.5亿年，称做一个宇宙年。地球自形成之日起已跟随太阳绕银心旋转了约18圈，即度过18个宇宙年了。太阳大约形成于50亿年前，现在正处于旺盛的中年时期，是一颗稳定的恒星。长期以来比较稳定地进行着氢氦聚变的热核反应，从而产生大量的热能，并以辐射的方式向外传播，成为地球的能量源泉。在它的局部也存在着不稳定和不平衡，经常发生局部爆发现象，称为太阳活动，这些活动会对地球产生巨大的影响。B.耀斑太阳色球中局部小区域的突然增亮，位置在谱斑或光斑附近，且常在黑子群周围。耀斑在几分钟内形成，可持续存在几个小时。能量大多是紫外辐射，也发出强X射线，还有宇宙线和非高能粒子。粒子的运动速度比耀斑的光速慢得多，因而一二天后才能到达地球附近。耀斑发出的辐射和粒子同地球磁场和电离层相互作用，会使地球上的短波无线电通讯中断并出现极光。色球层上空突然发亮并迅速增强的现象，又叫色球爆发。这种爆发十分猛烈，它是各种太阳活动中最为剧烈的现象。一次爆发，时间很短，由数分钟到几小时。但所释放的能量极大，最大可达到1025焦耳，相当于百万吨级氢弹威力的100亿倍。能使太阳辐射出的粒子流和各种射线迅速增强。当这些粒子流和射线到达地球时，就会引起磁暴、极光和短波无线电通讯中断等现象。所以，耀斑是太阳活动最主要的标志。耀斑和黑子有密切关系，它多出现在黑子区的上空，并有同一兴衰过程，活动周期为11年。宇宙的奥秘C.日珥是从色球层向日冕层抛出的火焰状物质，又名红焰。日珥物质从色球层抛出后，在很短时间内可以迅速上升到80万公里的高空，然后又跌落下来。其运动速度，每秒可达数百公里。日珥温度低于周围的日冕层，密度则大于日冕层，呈绯红色，故名红焰。日全食时可以看到它，平时使用仪器也能观察到。日珥的出没也是太阳活动的明显标志，它与黑子、耀斑一样，也以11年为活跃周期。其原因仍不明，也许同磁力有关。日珥的大小有很大差别，而且有活动日珥和宁静日珥两种主要类型，活动日珥快速喷发，持续几分钟至几小时，宁静日珥喷发平缓，减退也慢，可延续几个月。日珥的形态万千，有弧状的、舌状的、环状的和树枝状的等等。D.光斑太阳表面的亮颗粒状结构，比周围的光球略热或略冷。光斑可离开黑子单独存在，而太阳黑子则总有一个同它有关的光斑。在日面边缘附近，用通常的白光就可以看到光斑。因为在该处，光球背景比日面中心暗。在用氢或电离钙蒸气拍摄的太阳单色像上还可以看出，光斑一直延伸到色球并遍及整个日面。在日面边缘以外的区域所看到的光斑则称为色球光斑或谱斑。E.光球光球是太阳的可见圆面，在太阳大气底层，厚度约500公里，由于它光亮夺目，故称光球。太阳的形状和大小都是根据它测定的，太阳表面温度实际上也是指光球的表面温度而言的。因此，人们常把光球看作太阳的整体。光球的光热是从太阳内部热核反应区所释放出来的能量，通过辐射区传输至日表所致。从地球上观察发现，光球表面的亮度是不均的，中部最亮，从中部向边缘逐渐减弱。光球表面是太阳黑子、光斑、米粒状组织等现象的活动舞台。F.色球在光球之上，日冕之下，是太阳大气的一个薄层。因为它呈玫瑰色，故称色球或色球层。其平均厚度约2000公里，亮度仅及光球的千分之一。因此，在看到光球的情况下，是无法看到色球的，只有在日全食时，才能在日轮边缘看到它。色球的温度，低层较低，约4600度，自低向上逐渐增高。在色球表面有许多针状喷射物质，称为针状体，整个色球表面约有20多万个，但其寿命很短，只有5分钟左右。G.日冕太阳大气的最外层，呈银白色或淡黄色的光辉物质。它由高温、低密度的等离子体所组成，其中主要是质子、高度电离的离子和高速运动的自由电子。其亮度仅及色球的千分之一，光球的万分之一。厚度很大，由色球层向外伸展几个太阳半径远。温度极高，可达100万度。这种高温机制虽未彻底揭晓，但据分析和日冕物质的高速运动有关。当黑子极盛时期，日冕射线是朝着所有方向的，黑子宇宙的奥秘极少时期，日冕射线在太阳赤道一带伸展较长，而在两极处则较短。所以，日冕形状是随着黑子盛衰而变化着的。平时，日冕光辉被光球的光辉所淹没，只有在日全食或使用日冕进行观察，才能看到它。注：黄极：天球上与黄道角距离都是90o的两点天球：为方便研究天体的位置和运动而引进的一个假想球体，通常是以地球为中心，无限长为半径的大圆球球面黄道：太阳一年在星座中穿行的视轨迹大圆