太陽(yáng)(Sun)是太陽(yáng)系的中心天體,占有太陽(yáng)系總體質(zhì)量的99.86%。太陽(yáng)系中的八大行星、小行星、流星、彗星、外海王星天體以及星際塵埃等,都圍繞著太陽(yáng)公轉(zhuǎn),而太陽(yáng)則圍繞著銀河系的中心公轉(zhuǎn)。
太陽(yáng)是位于太陽(yáng)系中心的恒星,它幾乎是熱等離子體與磁場(chǎng)交織著的一個(gè)理想球體。太陽(yáng)直徑大約是1392000(1.392×10?)千米,相當(dāng)于地球直徑的109倍;體積大約是地球的130萬(wàn)倍;其質(zhì)量大約是2×103?千克(地球的330000倍)。從化學(xué)組成來(lái)看,現(xiàn)在太陽(yáng)質(zhì)量的大約四分之三是氫,剩下的幾乎都是氦,包括氧、碳、氖、鐵和其他的重元素質(zhì)量少于2%,采用核聚變的方式向太空釋放光和熱。
太陽(yáng)目前正在穿越銀河系內(nèi)部邊緣獵戶臂的本地泡區(qū)中的本星際云。在距離地球17光年的距離內(nèi)有50顆最鄰近的恒星系(與太陽(yáng)距離最近的恒星是稱作比鄰星的紅矮星,大約4.2光年)。
太陽(yáng)是一顆黃矮星(光譜為G2V),黃矮星的壽命大致為100億年,目前太陽(yáng)大約45.7億歲。在大約50至60億年之后,太陽(yáng)內(nèi)部的氫元素幾乎會(huì)全部消耗盡,太陽(yáng)的核心將發(fā)生坍縮,導(dǎo)致溫度上升,這一過(guò)程將一直持續(xù)到太陽(yáng)開始把氦元素聚變成碳元素。雖然氦聚變產(chǎn)生的能量比氫聚變產(chǎn)生的能量少,但溫度也更高,因此太陽(yáng)的外層將膨脹,并且把一部分外層大氣釋放到太空中。當(dāng)轉(zhuǎn)向新元素的過(guò)程結(jié)束時(shí),太陽(yáng)的質(zhì)量將稍微下降,外層將延伸到地球或者火星目前運(yùn)行的軌道處(這時(shí)由于太陽(yáng)質(zhì)量的下降,這兩顆行星將會(huì)離太陽(yáng)更遠(yuǎn))。
太陽(yáng)是在大約45.7億年前在一個(gè)坍縮的氫分子云內(nèi)形成。太陽(yáng)形成的時(shí)間以兩種方法測(cè)量:太陽(yáng)目前在主序帶上的年齡,使用恒星演化和太初核合成的電腦模型確認(rèn),大約就是45.7億年。這與放射性定年法得到的太陽(yáng)最古老的物質(zhì)是45.67億年非常的吻合。太陽(yáng)在其主序的演化階段已經(jīng)到了中年期,在這個(gè)階段的核聚變是在核心將氫聚變成氦。每秒中有超過(guò)400萬(wàn)噸的物質(zhì)在太陽(yáng)的核心轉(zhuǎn)化成能量,產(chǎn)生中微子和太陽(yáng)輻射。以這個(gè)速率,到目前為止,太陽(yáng)大約轉(zhuǎn)化了100個(gè)地球質(zhì)量的物質(zhì)成為能量,太陽(yáng)在主序帶上耗費(fèi)的時(shí)間總共大約為100億年。
太陽(yáng)沒(méi)有足夠的質(zhì)量爆發(fā)成為超新星,替代的是,在約50億年后它將進(jìn)入紅巨星的階段,氦核心為抵抗引力而收縮,同時(shí)變熱;緊挨核心的氫包層因溫度上升而加速聚變,結(jié)果產(chǎn)生的熱量持續(xù)增加,傳導(dǎo)到外層,使其向外膨脹。當(dāng)核心的溫度達(dá)到1億K時(shí),氦聚變將開始進(jìn)行并燃燒生成碳。由于此時(shí)的氦核心已經(jīng)相當(dāng)于一個(gè)小型“白矮星”(電子簡(jiǎn)并態(tài)),熱失控的氦聚變將導(dǎo)致氦閃,釋放的巨大能量使太陽(yáng)核心大幅度膨脹,解除了電子簡(jiǎn)并態(tài),然后核心剩余的氦進(jìn)行穩(wěn)定的聚變。從外部看,太陽(yáng)將如新星般突然增亮5~10個(gè)星等(相比于此前的“紅巨星”階段),接著體積大幅度縮小,變得比原先的紅巨星暗淡得多(但仍將比現(xiàn)在的太陽(yáng)亮),直到核心的碳逐步累積,再次進(jìn)入核心收縮、外層膨脹階段。這就是漸近巨星分支階段。
地球的命運(yùn)是不確定的,當(dāng)太陽(yáng)成為紅巨星時(shí),其半徑大約會(huì)是現(xiàn)在的200倍,表面可能將膨脹至地球現(xiàn)在的軌道——1AU(1.5×1011m)。然而,當(dāng)太陽(yáng)成為漸近巨星分支的恒星時(shí),由于恒星風(fēng)的作用,它大約已經(jīng)流失30%的質(zhì)量,所以地球的軌道會(huì)向外移動(dòng)。如果只是這樣,地球或許可以幸免,但新的研究認(rèn)為地球可能會(huì)因?yàn)槌毕南嗷プ饔枚惶?yáng)吞噬掉。但即使地球能逃脫被太陽(yáng)焚毀的命運(yùn),地球上的水仍然都會(huì)沸騰,大部分的氣體都會(huì)逃逸入太空。
即使太陽(yáng)仍在主序帶的現(xiàn)階段,太陽(yáng)的光度仍然在緩慢的增加(每10億年約增加10%),表面的溫度也緩緩的提升。太陽(yáng)過(guò)去的光度比較暗淡,這可能是生命在10億年前才出現(xiàn)在陸地上的原因。太陽(yáng)的溫度若依照這樣的速率增加,在未來(lái)的10億年,地球可能會(huì)變得太熱,使水不再能以液態(tài)存在于地球表面,而使地球上所有的生物趨于滅絕。
繼紅巨星階段之后,激烈的熱脈動(dòng)將導(dǎo)致太陽(yáng)外層的氣體逃逸,形成行星狀星云。在外層被剝離后,唯一留存下來(lái)的就是恒星炙熱的核心——白矮星,并在數(shù)十億年中逐漸冷卻和黯淡。這是低質(zhì)量與中質(zhì)量恒星演化的典型。
太陽(yáng)是一個(gè)巨大而熾熱的氣體星球。知道了日地距離,再?gòu)牡厍蛏蠝y(cè)得太陽(yáng)圓面的視角直徑,從簡(jiǎn)單的三角關(guān)系就可以求出太陽(yáng)的半徑為69.6萬(wàn)千米,是地球半徑的109倍。由此可以算出太陽(yáng)的體積為地球的130萬(wàn)倍。
天文學(xué)家根據(jù)開普勒行星運(yùn)動(dòng)的第三定律,利用地球的質(zhì)量和它環(huán)繞太陽(yáng)運(yùn)轉(zhuǎn)的軌道半徑及周期,還可以推算出太陽(yáng)的質(zhì)量為1.989×103?千克,這個(gè)質(zhì)量是地球的33萬(wàn)倍。并且集中了太陽(yáng)系99.86%的質(zhì)量。但是,即使這樣一個(gè)龐然大物,在茫茫宇宙之中,卻也不過(guò)只是一顆質(zhì)量中等的普通恒星而已。
由太陽(yáng)的體積和質(zhì)量,可以計(jì)算出太陽(yáng)平均密度為1.409克/厘米3,約為地球平均密度的0.26倍。太陽(yáng)表面的重力加速度等于273.9810米/秒2,約為地球表面重力加速度的28倍,如果一個(gè)人站在太陽(yáng)表面,那么他的體重將會(huì)是在地球上的20倍。太陽(yáng)表面的逃逸速度約617.7公里/秒,任何一個(gè)中性粒子的速度必須大于這個(gè)值,才能脫離太陽(yáng)的吸引力而跑到宇宙空間中去。
太陽(yáng)只是宇宙中一顆十分普通的恒星,但它卻是太陽(yáng)系的中心天體。太陽(yáng)系中,包含我們的地球在內(nèi)的八大行星、一些矮行星、彗星和其它無(wú)數(shù)的太陽(yáng)系小天體,都在太陽(yáng)的強(qiáng)大引力作用下環(huán)繞太陽(yáng)運(yùn)行。太陽(yáng)系的疆域龐大,僅以冥王星為例,其運(yùn)行軌道距離太陽(yáng)就將近40個(gè)天文單位,也就是60億千米之遙遠(yuǎn),而實(shí)際上太陽(yáng)系的范圍還要數(shù)十倍于此。
但是這樣一個(gè)龐大的太陽(yáng)系家族,在銀河系中卻僅僅只是十分普通的滄海一粟。銀河系擁有至少1000億顆以上的恒星,直徑約10萬(wàn)光年。太陽(yáng)位于銀道面之北的獵戶座旋臂上,距離銀河系中心約30000光年,在銀道面以北約26光年,它一方面繞著銀心以每秒250公里的速度旋轉(zhuǎn),周期大概是2.5億年,另一方面又相對(duì)于周圍恒星以每秒19.7公里的速度朝著織女星附近方向運(yùn)動(dòng)。太陽(yáng)也在自轉(zhuǎn),其周期在日面赤道帶約25天;兩極區(qū)約為35天。
太陽(yáng)正在穿越銀河系內(nèi)部邊緣獵戶臂的本地泡區(qū)中的本星際云。在距離地球17光年的距離內(nèi)有50顆最鄰近的恒星系(距離最近的一顆恒星是紅矮星,被稱為比鄰星,距太陽(yáng)大約4.2光年),太陽(yáng)的質(zhì)量在這些恒星中排在第四。太陽(yáng)在距離銀河中心24000至26000光年的距離上繞著銀河公轉(zhuǎn),從銀河北極鳥瞰,太陽(yáng)沿順時(shí)針軌道運(yùn)行,大約2億2500萬(wàn)至2億5000萬(wàn)年繞行一周。由于銀河系在宇宙微波背景輻射(CMB)中以550公里/秒的速度朝向長(zhǎng)蛇座的方向運(yùn)動(dòng),這兩個(gè)速度合成之后,太陽(yáng)相對(duì)于CMB的速度是370公里/秒,朝向巨爵座或獅子座的方向運(yùn)動(dòng)。
在南門二(比鄰星所在的三合星系統(tǒng))的位置觀看我們的太陽(yáng)時(shí),太陽(yáng)則會(huì)成為仙后座中一顆視星等為0.5等的恒星。大體來(lái)說(shuō),仙后座的外形將會(huì)從//變成///,太陽(yáng)將會(huì)位在仙后座ε星的尾端。
太陽(yáng)繞銀河系中心公轉(zhuǎn),繞銀河系中心公轉(zhuǎn)周期約2.5×10?年。銀河系中心可能有巨大黑洞,但它周圍布滿了恒星,所以看上去象“銀盤”。這些恒星都繞“銀核”公轉(zhuǎn)。與地球公轉(zhuǎn)不同,這些恒星公轉(zhuǎn)每繞一周離“銀核”會(huì)更近。
太陽(yáng)和其它天體一樣,也在圍繞自己的軸心自西向東自轉(zhuǎn),但觀測(cè)和研究表明,太陽(yáng)表面不同的緯度處,自轉(zhuǎn)速度不一樣。在赤道處,太陽(yáng)自轉(zhuǎn)一周需要25.4天,而在緯度40處需要27.2天,到了兩極地區(qū),自轉(zhuǎn)一周則需要35天左右。這種自轉(zhuǎn)方式被稱為“較差自轉(zhuǎn)”。
根據(jù)太陽(yáng)活動(dòng)的相對(duì)強(qiáng)弱,太陽(yáng)可分為寧?kù)o太陽(yáng)和活動(dòng)太陽(yáng)兩大類。寧?kù)o太陽(yáng)是一個(gè)理論上假定寧?kù)o的球?qū)ΨQ熱氣體球,其性質(zhì)只隨半徑而變,而且在任一球?qū)又卸际蔷鶆虻?,其目的在于研究太?yáng)的總體結(jié)構(gòu)和一般性質(zhì)。在這種假定下,按照由里往外的順序,太陽(yáng)是由核心、輻射區(qū)、對(duì)流層、光球?qū)?、色球?qū)印⑷彰釋訕?gòu)成。光球?qū)又路Q為太陽(yáng)內(nèi)部;光球?qū)又戏Q為太陽(yáng)大氣。
太陽(yáng)圈電流片延伸到太陽(yáng)系外,結(jié)果是來(lái)自太陽(yáng)的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)影響到星際物質(zhì)中的等離子體。
太陽(yáng)是磁力活躍的恒星,它支撐一個(gè)強(qiáng)大、年復(fù)一年在變化的磁場(chǎng),并且大約每11年環(huán)繞著太陽(yáng)極大期反轉(zhuǎn)它的方向太陽(yáng)磁場(chǎng)會(huì)導(dǎo)致很多影響,稱為太陽(yáng)活動(dòng),包括在太陽(yáng)表面的太陽(yáng)黑子、太陽(yáng)耀斑、和攜帶著物質(zhì)穿越太陽(yáng)系且不斷變化的太陽(yáng)風(fēng)。太陽(yáng)活動(dòng)對(duì)地球的影響包括在高緯度的極光,和擾亂無(wú)線電通訊和電力。太陽(yáng)活動(dòng)被認(rèn)為在太陽(yáng)系的形成和演化扮演了很重要的角色,太陽(yáng)因?yàn)楦邷氐木壒?,所有的物質(zhì)都是氣體和等離子體,這使得太陽(yáng)的轉(zhuǎn)速可能在赤道(大約25天)較快,而不是高緯度(在兩極約為35天)太陽(yáng)因緯度不同的較差自轉(zhuǎn)造成它的磁場(chǎng)線隨著時(shí)間而糾纏在一起,造成磁場(chǎng)圈從太陽(yáng)表面噴發(fā)出來(lái),并觸發(fā)太陽(yáng)形成系距性的太陽(yáng)黑子和日珥(參見(jiàn)磁重聯(lián))。隨著太陽(yáng)每11年反轉(zhuǎn)它本身的磁場(chǎng),這種糾纏創(chuàng)造了太陽(yáng)發(fā)電機(jī)和11年的太陽(yáng)磁場(chǎng)活動(dòng)太陽(yáng)周期。
太陽(yáng)磁場(chǎng)朝太陽(yáng)本體外更遠(yuǎn)處延伸,磁化的太陽(yáng)風(fēng)等離子體攜帶著太陽(yáng)的磁場(chǎng)進(jìn)入太空,形成所謂的行星際磁場(chǎng)由于等離子體只能沿著磁場(chǎng)線移動(dòng),離開太陽(yáng)的行星際磁場(chǎng)起初是沿著徑向伸展的。因位在太陽(yáng)赤道上方和下方離開太陽(yáng)的磁場(chǎng)具有不同的極性,因此在太陽(yáng)的赤道平面存在著一層薄薄的電流層,稱為太陽(yáng)圈電流片。太陽(yáng)的自轉(zhuǎn)使得遠(yuǎn)距離的磁場(chǎng)和電流片旋轉(zhuǎn)成像是阿基米德螺旋結(jié)構(gòu),稱為派克螺旋。行星際磁場(chǎng)的強(qiáng)度遠(yuǎn)比太陽(yáng)的偶極性磁場(chǎng)強(qiáng)大。太陽(yáng)50-400μT的磁偶極(在光球)隨著距離的三次方衰減,在地球的距離上只有0.1nT。然而依據(jù)太空船的觀測(cè),在地球附近的行星際磁場(chǎng)是這個(gè)數(shù)值的100倍,大約是5nT。
從中心到0.25太陽(yáng)半徑是太陽(yáng)發(fā)射巨大能量的真正源頭,也稱為核反應(yīng)區(qū)。在這里,太陽(yáng)核心處溫度高達(dá)1500萬(wàn)度,壓力相當(dāng)于3000億個(gè)大氣壓,隨時(shí)都在進(jìn)行著四個(gè)氫核聚變成一個(gè)氦核的熱核反應(yīng)。根據(jù)原子核物理學(xué)和愛(ài)因斯坦的質(zhì)能轉(zhuǎn)換關(guān)系式E=mc2,每秒鐘有質(zhì)量為6億噸的氫經(jīng)過(guò)熱核聚變反應(yīng)為5.96億噸的氦,并釋放出相當(dāng)于400萬(wàn)噸氫的能量,正是這巨大的能源帶給了我們光和熱,但這損失的質(zhì)量與太陽(yáng)的總質(zhì)量相比,卻是不值一提的。根據(jù)對(duì)太陽(yáng)內(nèi)部氫含量的估計(jì),太陽(yáng)至少還有50億年的正常壽命。
0.25太陽(yáng)半徑~0.86太陽(yáng)半徑是太陽(yáng)輻射區(qū),它包含了各種電磁輻射和粒子流。輻射從內(nèi)部向外部傳遞過(guò)程是多次被物質(zhì)吸收而又再次發(fā)射的過(guò)程。從核反應(yīng)區(qū)到太陽(yáng)表面的行程中,能量依次以X射線、遠(yuǎn)紫外線、紫外線,最后是可見(jiàn)光的形式向外輻射。太陽(yáng)是一個(gè)取之難盡,用之不竭的能量源泉。
對(duì)流層是輻射區(qū)的外側(cè)區(qū)域,其厚度約有十幾萬(wàn)千米,由于這里的溫度、壓力和密度梯度都很大,太陽(yáng)氣體呈對(duì)流的不穩(wěn)定狀態(tài)。使物質(zhì)的徑向?qū)α鬟\(yùn)動(dòng)強(qiáng)烈,熱的物質(zhì)向外運(yùn)動(dòng),冷的物質(zhì)沉入內(nèi)部,太陽(yáng)內(nèi)部能量就是靠物質(zhì)的這種對(duì)流,由內(nèi)部向外部傳輸。
太陽(yáng)光球以上的部分統(tǒng)稱為太陽(yáng)大氣層,跨過(guò)整個(gè)電磁頻譜,從無(wú)線電、可見(jiàn)光到伽馬射線,都可以觀察它們分為5個(gè)主要的部分:溫度極小區(qū)、色球、過(guò)渡區(qū)、日冕、和太陽(yáng)圈,太陽(yáng)圈可能是太陽(yáng)大氣層最稀薄的外緣并且延伸到冥王星軌道之外與星際物質(zhì)交界,交界處稱為日鞘,并且在那兒形成剪切的激波前緣。色球、過(guò)渡區(qū)和日冕的溫度都比太陽(yáng)表面高,原因還沒(méi)有獲得證實(shí),但證據(jù)指向阿爾文波可能攜帶了足夠的能量將日冕加熱。
對(duì)流層上面的太陽(yáng)大氣,稱為太陽(yáng)光球。光球是一層不透明的氣體薄層,厚度約500千米。它確定了太陽(yáng)非常清晰的邊界,幾乎所有的可見(jiàn)光都是從這一層發(fā)射出來(lái)的。
色球位于光球之上。厚度約2000千米。太陽(yáng)的溫度分布從核心向外直到光球?qū)?,都是逐漸下降的,但到了色球?qū)樱瑓s又反常上升,到色球頂部時(shí)已達(dá)幾萬(wàn)度。由于色球?qū)影l(fā)出的可見(jiàn)光總量不及光球的1%,因此人們平??床坏剿?。只有在發(fā)生日全食時(shí),即食既之前幾秒種或者生光以后幾秒鐘,當(dāng)光球所發(fā)射的明亮光線被月影完全遮掩的短暫時(shí)間內(nèi),在日面邊緣呈現(xiàn)出狹窄的玫瑰紅色的發(fā)光圈層,這就是色球?qū)?。平時(shí),科學(xué)家們要通過(guò)單色光(波長(zhǎng)為6563埃)色球望遠(yuǎn)鏡才能觀測(cè)到太陽(yáng)色球?qū)印?/p>
日冕是太陽(yáng)大氣的最外層,由高溫、低密度的等離子體所組成。亮度微弱,在白光中的總亮度比太陽(yáng)圓面亮度的百分之一還低,約相當(dāng)于滿月的亮度,因此只有在日全食時(shí)才能展現(xiàn)其光彩,平時(shí)觀測(cè)則要使用專門的日冕儀。日冕的溫度高達(dá)百萬(wàn)度,其大小和形狀與太陽(yáng)活動(dòng)有關(guān),在太陽(yáng)活動(dòng)極大年時(shí),日冕接近圓形;在太陽(yáng)寧?kù)o年則呈橢圓形。自古以來(lái),觀測(cè)日冕的傳統(tǒng)方法都是等待一次罕見(jiàn)的日全食——在黑暗的天空背景上,月面把明亮的太陽(yáng)光球面遮掩住,而在日面周圍呈現(xiàn)出青白色的光區(qū),就是人們期待觀測(cè)的太陽(yáng)最外層大氣——日冕。
太陽(yáng)圈,從大約20太陽(yáng)半徑(0.1天文單位)到太陽(yáng)系的邊緣,這一大片環(huán)繞著太陽(yáng)的空間充滿了伴隨太陽(yáng)風(fēng)離開太陽(yáng)的等離子體。他的內(nèi)側(cè)邊界是太陽(yáng)風(fēng)成為超阿耳芬波的那層位置-流體的速度超過(guò)阿耳芬波。因?yàn)橛嵪⒅荒芤园⒍也ǖ乃俣葌鬟f,所以在這個(gè)界限之外的湍流和動(dòng)力學(xué)的力量不再能影響到內(nèi)部的日冕形狀。太陽(yáng)風(fēng)源源不斷的進(jìn)入太陽(yáng)圈之中并向外吹拂,使得太陽(yáng)的磁場(chǎng)形成螺旋的形狀,直到在距離太陽(yáng)超過(guò)50天文單位之外撞擊到日鞘為止。
在2004年12月,旅行者1號(hào)探測(cè)器已穿越過(guò)被認(rèn)為是日鞘部分的激波前緣。兩艘航海家太空船在穿越邊界時(shí)都偵測(cè)與記錄到能量超過(guò)一般微粒的高能粒子。
陽(yáng)光是地球能量的主要來(lái)源。太陽(yáng)常數(shù)是在距離太陽(yáng)1天文單位的位置(也就是在或接近地球),直接暴露在陽(yáng)光下的每單位面積接收到的能量,其值約相當(dāng)于1,368W/m2(瓦每平方米)。經(jīng)過(guò)大氣層的吸收后,抵達(dá)地球表面的陽(yáng)光已經(jīng)衰減——在大氣清澈且太陽(yáng)接近天頂?shù)臈l件下也只有約1,000W/m2。
有許多種天然的合成過(guò)程可以利用太陽(yáng)能-光合作用是植物以化學(xué)的方式從陽(yáng)光中擷取能量(氧的釋出和碳化合物的減少),直接加熱或使用太陽(yáng)電池轉(zhuǎn)換成電的儀器被使用在太陽(yáng)能發(fā)電的設(shè)備上,或進(jìn)行其他的工作;有時(shí)也會(huì)使用集光式太陽(yáng)能(也就是凝聚陽(yáng)光)。儲(chǔ)存在原油和其它化石燃料中的能量是來(lái)自遙遠(yuǎn)的過(guò)去經(jīng)由光合作用轉(zhuǎn)換的太陽(yáng)能。
太陽(yáng)的外層,從它的表面向下至大約200,000公里(或是70%的太陽(yáng)半徑),太陽(yáng)的等離子體已經(jīng)不夠稠密或不夠熱不再能經(jīng)由傳導(dǎo)作用有效的將內(nèi)部的熱向外傳送;換言之,它已經(jīng)不夠透明了。結(jié)果是,當(dāng)熱柱攜帶熱物質(zhì)前往表面(光球)產(chǎn)生了熱對(duì)流。一旦這些物質(zhì)在表面變冷,它會(huì)向下切入對(duì)流帶的底部,再?gòu)妮椛鋷У捻敳揩@得更多的熱量在可見(jiàn)的太陽(yáng)表面,溫度已經(jīng)降至5700K,而且密度也只有0.2公克/立方米(大約是海平面密度的六千分之一)。
在對(duì)流帶的熱柱形成在太陽(yáng)表面上非常重要的,像是米粒組織和超米粒組織。在對(duì)流帶的湍流會(huì)在太陽(yáng)內(nèi)部的外圍部分造成“小尺度”的發(fā)電機(jī),這會(huì)在太陽(yáng)表面的各處產(chǎn)生磁南極和磁北極。太陽(yáng)的熱柱是貝納得穴流因此往往像六角型的棱鏡。
作為一顆恒星,太陽(yáng),其總體外觀性質(zhì)是,光度為383億億億瓦,絕對(duì)星等為4.8。是一顆黃色G2型矮星,有效溫度等于開氏5800度。太陽(yáng)與在軌道上繞它公轉(zhuǎn)的地球的平均距離為149597870千米(499.005光秒或1天文單位)。按質(zhì)量計(jì),它的物質(zhì)構(gòu)成是71%的氫、26%的氦和少量較重元素。它們都是通過(guò)核聚變來(lái)釋放能量的,根據(jù)理論太陽(yáng)最后核聚變反應(yīng)產(chǎn)生的物質(zhì)是鐵和銅等金屬。
日地平均的距離(1天文單位):1.49597870×1011米(1億5千萬(wàn)公里)
日地最遠(yuǎn)的距離:1.5210×1011米
日地最近的距離:1.4710×1011米
遠(yuǎn)日點(diǎn)與近日點(diǎn)距離相差500萬(wàn)千米
視星等:-26.74等
絕對(duì)星等:4.83等
熱星等:-26.82等
絕對(duì)熱星等:4.75等
太陽(yáng)
日地平均距離 149,598,000千米
半徑 696,000千米
質(zhì)量 1.989×1033克
平均密度 1.409克/立方厘米
有效溫度 5,770K
自轉(zhuǎn)會(huì)合周期 26.9日(赤道);31.1日(極區(qū))
光譜型 G2V
目視星等 -26.74等
目視絕對(duì)星等 4.83等
表面重力加速度 27,400厘米/平方秒
表面逃逸速度 617.7千米/秒
中心溫度 約15,000,000K
中心密度 約160克/立方厘米
年齡 50億年
表面面積 大約6.09×1012平方千米
體積 大約1.412×101?立方千米
日冕層溫度 5×200K
發(fā)光度(LS) 大約3.827×102?Js?1
太陽(yáng)壽命 約100億年
天文符號(hào) ☉
太陽(yáng)活動(dòng)周期 11.04年
總輻射功率 3.86×102?瓦特
光球成分(質(zhì)量)
名稱 所占百分比
氫 73.46%
氦 24.85%
氧 0.77%
碳 0.29%
鐵 0.16%
氖 0.12%
氮 0.09%
硅 0.07%
鎂 0.05%
硫 0.04%
太陽(yáng)輻射的峰值波長(zhǎng)(500納米)介于光譜中藍(lán)光和綠光的過(guò)渡區(qū)域。恒星的溫度與其輻射中占主要地位的波長(zhǎng)有密切關(guān)系。就太陽(yáng)來(lái)說(shuō),其表面的溫度大約在5800K。然而,由于人的眼睛對(duì)峰值波長(zhǎng)周圍的其它顏色更敏感,所以太陽(yáng)看起來(lái)呈現(xiàn)出白色或是黃白色。
核心是太陽(yáng)內(nèi)唯一能經(jīng)由核聚變產(chǎn)生大量能量的區(qū)域,溫度高達(dá)1570萬(wàn)K。99%的能量產(chǎn)生在太陽(yáng)半徑的24%以內(nèi),而在30%半徑處,核聚變反應(yīng)幾乎完全停止。
光球?qū)由献铒@著的現(xiàn)象就是太陽(yáng)黑子,所謂太陽(yáng)黑子,只指太陽(yáng)光球?qū)由系臏囟认鄬?duì)較低的區(qū)域,其溫度約為4500K,而光球其余部分的溫度約為5777K。
色球厚度約2000千米,太陽(yáng)的溫度分布從核心向外直到光球?qū)樱际侵饾u下降的,但到了色球?qū)?,卻又反常上升,到接近頂端的溫度大約在20000K。
日冕是太陽(yáng)大氣的最外層,它由高溫、低密度的等離子體所組成,日冕的溫度高達(dá)百萬(wàn)度。
太陽(yáng)看起來(lái)很平靜,實(shí)際上無(wú)時(shí)無(wú)刻不在發(fā)生劇烈的活動(dòng)。太陽(yáng)由里向外分別為太陽(yáng)核反應(yīng)區(qū)、太陽(yáng)對(duì)流層、太陽(yáng)大氣層。其中22億分之一的能量輻射到地球,成為地球上光和熱的主要來(lái)源。太陽(yáng)表面和大氣層中的活動(dòng)現(xiàn)象,諸如太陽(yáng)黑子、耀斑和日冕物質(zhì)噴發(fā)(日珥)等,會(huì)使太陽(yáng)風(fēng)大大增強(qiáng),造成許多地球物理現(xiàn)象──例如極光增多、大氣電離層和地磁的變化。
太陽(yáng)活動(dòng)和太陽(yáng)風(fēng)的增強(qiáng)還會(huì)嚴(yán)重干擾地球上無(wú)線電通訊及航天設(shè)備的正常工作,使衛(wèi)星上的精密電子儀器遭受損害,地面通訊網(wǎng)絡(luò)、電力控制網(wǎng)絡(luò)發(fā)生混亂,甚至可能對(duì)航天飛機(jī)和空間站中宇航員的生命構(gòu)成威脅。因此,監(jiān)測(cè)太陽(yáng)活動(dòng)和太陽(yáng)風(fēng)的強(qiáng)度,適時(shí)作出“空間氣象”預(yù)報(bào),越來(lái)越顯得重要。
4000年前古時(shí)候祖先肉眼都看到了像3條腿的烏鴉的黑子,通過(guò)一般的光學(xué)望遠(yuǎn)鏡觀測(cè)太陽(yáng),觀測(cè)到的是光球?qū)拥幕顒?dòng)。在光球上常??梢钥吹胶芏嗪谏唿c(diǎn),它們叫做“太陽(yáng)黑子”。太陽(yáng)黑子在日面上的大小、多少、位置和形態(tài)等,每天都不同。太陽(yáng)黑子是光球?qū)游镔|(zhì)劇烈運(yùn)動(dòng)而形成的局部強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域,也是光球?qū)踊顒?dòng)的重要標(biāo)志。長(zhǎng)期觀測(cè)太陽(yáng)黑子就會(huì)發(fā)現(xiàn),有的年份黑子多,有的年份黑子少,有時(shí)甚至幾天,幾十天日面上都沒(méi)有黑子。天文學(xué)家們?cè)缇妥⒁獾剑?yáng)黑子從最多或最少的年份到下一次最多或最少的年份,大約相隔11年。也就是說(shuō),太陽(yáng)黑子有平均11年的活動(dòng)周期,這也是整個(gè)太陽(yáng)的活動(dòng)周期。天文學(xué)家把太陽(yáng)黑子最多的年份稱之為“太陽(yáng)活動(dòng)峰年”,把太陽(yáng)黑子最少的年份稱之為“太陽(yáng)活動(dòng)谷年”。
經(jīng)過(guò)數(shù)世紀(jì)的研究,人類對(duì)太陽(yáng)黑子的研究已經(jīng)有了一定的成果。
分為以下幾點(diǎn):
1.太陽(yáng)黑子是太陽(yáng)表面溫度相對(duì)較低而顯得黑的區(qū)域。
2.黑子會(huì)對(duì)地球的磁場(chǎng)和電離層產(chǎn)生干擾,指南針不能正確指示方向,動(dòng)物迷路,無(wú)線電通訊受到嚴(yán)重影響或中斷,直接危害飛機(jī)、輪船、人造衛(wèi)星等通訊系統(tǒng)安全。
太陽(yáng)黑子活動(dòng)的高峰期,太陽(yáng)會(huì)發(fā)射大量的高能粒子流與X射線,引起地球磁暴現(xiàn)象,導(dǎo)致氣候異常,地球上微生物因此大量繁殖,這就為流行疾病提供了溫床。
同時(shí),太陽(yáng)黑子的活動(dòng),還會(huì)引起生物體物質(zhì)出現(xiàn)電離現(xiàn)象,引起感冒病毒中遺傳因子變異,或者發(fā)生突變性的遺傳,產(chǎn)生強(qiáng)感染力的亞型流感病毒,形成流行性感冒,或者導(dǎo)致人體的生理發(fā)生其他復(fù)雜的生化反應(yīng),影響健康。
因此,太陽(yáng)黑子量達(dá)到高峰期時(shí),人類要及早預(yù)防流行性疾病。
有趣的是,一位瑞士天文學(xué)家發(fā)現(xiàn),太陽(yáng)黑子多的時(shí)候,氣候干燥,農(nóng)業(yè)豐收,黑子少的時(shí)候,暴雨成災(zāi)。地震工作者發(fā)現(xiàn),太陽(yáng)黑子數(shù)目增多的時(shí)候,地球上的地震也多。植物學(xué)家發(fā)現(xiàn),植物的生長(zhǎng)也隨著太陽(yáng)黑子的出現(xiàn)而呈現(xiàn)11年周期的變化,黑子多長(zhǎng)得快,黑子少長(zhǎng)得慢。
太陽(yáng)耀斑是一種劇烈的太陽(yáng)活動(dòng),是太陽(yáng)能量高度集中釋放的過(guò)程。一般認(rèn)為發(fā)生在色球?qū)又?,所以也叫“色球爆發(fā)”。其主要觀測(cè)特征是,日面上(常在黑子群上空)突然出現(xiàn)迅速發(fā)展的亮斑閃耀,其壽命僅在幾分鐘到幾十分鐘之間,亮度上升迅速,下降較慢。特別是在太陽(yáng)活動(dòng)峰年,耀斑出現(xiàn)頻繁且強(qiáng)度變強(qiáng)。
別看它只是一個(gè)亮點(diǎn),一旦出現(xiàn),簡(jiǎn)直是一次驚天動(dòng)地的大爆發(fā)。這一增亮釋放的能量相當(dāng)于10萬(wàn)至100萬(wàn)次強(qiáng)火山爆發(fā)的總能量,或相當(dāng)于上百億枚百噸級(jí)氫彈的爆炸;而一次較大的耀斑爆發(fā),在一二十分鐘內(nèi)可釋放10的25次冪焦耳的巨大能量。
除了日面局部突然增亮的現(xiàn)象外,耀斑更主要表現(xiàn)在從射電波段直到X射線的輻射通量的突然增強(qiáng);耀斑所發(fā)射的輻射種類繁多,除可見(jiàn)光外,有紫外線、X射線和伽瑪射線,有紅外線和射電輻射,還有沖擊波和高能粒子流,甚至有能量特高的宇宙射線。
耀斑對(duì)地球空間環(huán)境造成很大影響。太陽(yáng)色球?qū)又幸宦暠?,地球大氣層即刻出現(xiàn)繚繞余音。耀斑爆發(fā)時(shí),發(fā)出大量的高能粒子到達(dá)地球軌道附近時(shí),將會(huì)嚴(yán)重危及宇宙飛行器內(nèi)的宇航員和儀器的安全。當(dāng)耀斑輻射來(lái)到地球附近時(shí),與大氣分子發(fā)生劇烈碰撞,破壞電離層,使它失去反射無(wú)線電電波的功能。無(wú)線電通信尤其是短波通信,以及電視臺(tái)、電臺(tái)廣播,會(huì)受到干擾甚至中斷。耀斑發(fā)射的高能帶電粒子流與地球高層大氣作用,產(chǎn)生極光,并干擾地球磁場(chǎng)而引起磁暴。
此外,耀斑對(duì)氣象和水文等方面也有著不同程度的直接或間接影響正因?yàn)槿绱耍藗儗?duì)耀斑爆發(fā)的探測(cè)和預(yù)報(bào)的關(guān)切程度與日俱增,正在努力揭開耀斑的奧秘。
太陽(yáng)光球?qū)由媳戎車髁恋陌郀罱M織。用天文望遠(yuǎn)鏡對(duì)它觀測(cè)時(shí),常??梢园l(fā)現(xiàn):在光球?qū)拥谋砻嬗械拿髁劣械纳畎?。這種明暗斑點(diǎn)是由于這里的溫度高低不同而形成的,比較深暗的斑點(diǎn)叫做“太陽(yáng)黑子”,比較明亮的斑點(diǎn)叫做“光斑”。光斑常在太陽(yáng)表面的邊緣“表演”,卻很少在太陽(yáng)表面的中心區(qū)露面。因?yàn)樘?yáng)表面中心區(qū)的輻射屬于光球?qū)拥妮^深氣層,而邊緣的光主要來(lái)源光球?qū)虞^高部位,所以,光斑比太陽(yáng)表面高些,可以算得上是光球?qū)由系摹案咴薄?/p>
光斑也是太陽(yáng)上一種強(qiáng)烈風(fēng)暴,天文學(xué)家把它戲稱為“高原風(fēng)暴”。不過(guò),與烏云翻滾,大雨滂沱,狂風(fēng)卷地百草折的地面風(fēng)暴相比,“高原風(fēng)暴”的性格要溫和得多。光斑的亮度只比寧?kù)o光球?qū)勇詮?qiáng)一些,一般只大10%;溫度比寧?kù)o光球?qū)痈?00℃。許多光斑與太陽(yáng)黑子還結(jié)下不解之緣,常常環(huán)繞在太陽(yáng)黑子周圍“表演”。少部分光斑與太陽(yáng)黑子無(wú)關(guān),活躍在70°高緯區(qū)域,面積比較小,光斑平均壽命約為15天,較大的光斑壽命可達(dá)三個(gè)月。光斑不僅出現(xiàn)在光球?qū)由?,色球?qū)由弦灿兴顒?dòng)的場(chǎng)所。當(dāng)它在色球?qū)由稀氨硌荨睍r(shí),活動(dòng)的位置與在光球?qū)由下睹鏁r(shí)大致吻合。不過(guò),出現(xiàn)在色球?qū)由系牟唤小肮獍摺?,而叫“譜斑”。實(shí)際上,光斑與譜斑是同一個(gè)整體,只是因?yàn)樗鼈兊摹白∷备叨炔煌?,這就好比是一幢樓房,光斑住在樓下,譜斑住在樓上。
米粒組織是太陽(yáng)光球?qū)由系囊环N日面結(jié)構(gòu)。呈多角形小顆粒形狀,得用天文望遠(yuǎn)鏡才能觀測(cè)到。米粒組織的溫度比米粒間區(qū)域的溫度約高300℃,因此,顯得比較明亮易見(jiàn)。雖說(shuō)它們是小顆粒,實(shí)際的直徑也有1000公里~2000公里。
明亮的米粒組織很可能是從對(duì)流層上升到光球的熱氣團(tuán),不隨時(shí)間變化且均勻分布,且呈現(xiàn)激烈的起伏運(yùn)動(dòng)。米粒組織上升到一定的高度時(shí)很快就會(huì)變冷,并馬上沿著上升熱氣流之間的空隙處下降;壽命也非常短暫來(lái)去匆匆,從產(chǎn)生到消失,幾乎比地球大氣層中的云消煙散還要快平均壽命只有幾分鐘,此外,發(fā)現(xiàn)的超米粒組織,其尺度達(dá)3萬(wàn)公里左右,壽命約為20小時(shí)。
太陽(yáng)風(fēng)是一種連續(xù)存在,來(lái)自太陽(yáng)并以200-800km/s的速度運(yùn)動(dòng)的等離子體流這種物質(zhì)雖然與地球上的空氣不同,不是由氣體的分子組成,而是由更簡(jiǎn)單的比原子還小一個(gè)層次的基本粒子——質(zhì)子和電子等組成,但它們流動(dòng)時(shí)所產(chǎn)生的效應(yīng)與空氣流動(dòng)十分相似,所以稱它為太陽(yáng)風(fēng)。
當(dāng)然,太陽(yáng)風(fēng)的密度與地球上的風(fēng)的密度相比,是非常非常稀薄而微不足道的,一般情況下,在地球附近的行星際空間中,每立方厘米有幾個(gè)到幾十個(gè)粒子。而地球上風(fēng)的密度則為每立方厘米有2687億億個(gè)分子。太陽(yáng)風(fēng)雖然十分稀薄,但它刮起來(lái)的猛烈勁卻遠(yuǎn)遠(yuǎn)勝過(guò)地球上的風(fēng)。在地球上,12級(jí)臺(tái)風(fēng)的風(fēng)速是每秒32.5米以上而太陽(yáng)風(fēng)的風(fēng)速,在地球附近卻經(jīng)常保持在每秒350~450千米,是地球風(fēng)速的上萬(wàn)倍,最猛烈時(shí)可達(dá)每秒800千米以上。
太陽(yáng)風(fēng)從太陽(yáng)大氣最外層的日冕,向空間持續(xù)拋射出來(lái)的物質(zhì)粒子流。這種粒子流是從冕洞中噴射出來(lái)的,其主要成分是氫粒子和氦粒子。太陽(yáng)風(fēng)有兩種:一種持續(xù)不斷地輻射出來(lái),速度較小,粒子含量也較少,被稱為“持續(xù)太陽(yáng)風(fēng)”;另一種是在太陽(yáng)活動(dòng)時(shí)輻射出來(lái),速度較大,粒子含量也較多,這種太陽(yáng)風(fēng)被稱為“擾動(dòng)太陽(yáng)風(fēng)”。擾動(dòng)太陽(yáng)風(fēng)對(duì)地球的影響很大,當(dāng)它抵達(dá)地球時(shí),往往引起很大的磁暴與強(qiáng)烈的極光,同時(shí)也產(chǎn)生電離層騷擾。
冕洞的分布區(qū)域可達(dá)太陽(yáng)表面多數(shù)地區(qū),尤其是在太陽(yáng)的兩極地區(qū),科學(xué)家已經(jīng)發(fā)現(xiàn)冕洞內(nèi)部存在磁場(chǎng)線的閉合和開放,如果磁場(chǎng)線突然打開或者閉合,那么太陽(yáng)表面就會(huì)出現(xiàn)較大范圍的冕洞覆蓋現(xiàn)象,其分布區(qū)域遠(yuǎn)大于兩極地區(qū),冕洞形成時(shí)可攜帶大量的炙熱等離子體,磁場(chǎng)線開放的區(qū)域可以看到冕洞的一些細(xì)節(jié)上變化,比如冕洞周圍出現(xiàn)類似浪花狀的結(jié)構(gòu)等。
事實(shí)上,冕洞分布在日冕物質(zhì)中密度較低的空間,而且溫度極高,可達(dá)到數(shù)百萬(wàn)度。
太陽(yáng)動(dòng)力學(xué)天文臺(tái)目前正在監(jiān)視太陽(yáng)表面的異常變化,太陽(yáng)正處于為期11年的活動(dòng)周期高峰時(shí)段,未來(lái)我們還將看到強(qiáng)烈的太陽(yáng)耀斑以及日冕物質(zhì)拋射等現(xiàn)象。
這些太陽(yáng)活動(dòng)的背后都有磁場(chǎng)因素的介入,對(duì)太陽(yáng)活動(dòng)的判斷似乎較為困難。科學(xué)家還發(fā)現(xiàn)如果冕洞發(fā)生的區(qū)域分布在太陽(yáng)表面的高緯度地區(qū),那么可形成速度較快的太陽(yáng)風(fēng)。
太陽(yáng)上絕大多數(shù)的氫正逐漸燃燒轉(zhuǎn)變?yōu)楹?,可以說(shuō)太陽(yáng)正處于最穩(wěn)定的主序星階段。對(duì)太陽(yáng)這樣質(zhì)量的恒星而言,主序星階段約可持續(xù)110億年。恒星由于放出光而慢慢地在收縮,而在收縮過(guò)程中,中心部分的密度就會(huì)增加,壓力也會(huì)升高,使得氫會(huì)燃燒得更厲害,這樣一來(lái)溫度就會(huì)升高,太陽(yáng)的亮度也會(huì)逐漸增強(qiáng)。太陽(yáng)自從45億年前進(jìn)入主序星階段到如今,太陽(yáng)光的亮度增強(qiáng)了30%,預(yù)計(jì)今后還會(huì)繼續(xù)增強(qiáng),使地球溫度不斷升高。
65億年后,當(dāng)太陽(yáng)的主序星階段結(jié)束時(shí),預(yù)計(jì)太陽(yáng)光的亮度將是如今的2.2倍,而地球的平均溫度要比如今高60℃左右。屆時(shí)就算地球上仍有海水,恐怕也快被蒸發(fā)光了。若僅從平均溫度來(lái)看,火星反而會(huì)是最適宜人類居住的星球。在主序星階段,因恒星自身引力而造成收縮的這股向內(nèi)的力和因燃燒而引起的向外的力會(huì)互相牽制而達(dá)到平衡。但在65億年后,太陽(yáng)中心部分的氫會(huì)燃盡,最后只剩下其周圍的球殼狀部分有氫燃燒。在球殼內(nèi)不再燃燒的區(qū)域,由于抵消引力的向外的力減弱而開始急速收縮,此時(shí)太陽(yáng)會(huì)越來(lái)越亮,球殼外側(cè)部分因受到影響而導(dǎo)致溫度升高并開始膨脹,這便是另一個(gè)階段--紅巨星階段的開始。紅巨星階段會(huì)持續(xù)數(shù)億年,其間太陽(yáng)的亮度會(huì)達(dá)到如今的2000倍,木星和土星周圍的溫度也會(huì)升高,木星的冰衛(wèi)星以及作為土星特征的環(huán)都會(huì)被蒸發(fā)得無(wú)影無(wú)蹤,最后,太陽(yáng)的外層部分甚至?xí)蛎浀饺缃竦牡厍蜍壍栏浇?/p>
另一方面,從外層部分會(huì)不斷放出氣體,最終太陽(yáng)的質(zhì)量會(huì)減至主序星階段的60%。因太陽(yáng)引力減弱之故,行星開始遠(yuǎn)離太陽(yáng)。當(dāng)太陽(yáng)質(zhì)量減至原來(lái)的60%時(shí),行星和太陽(yáng)的距離要比現(xiàn)在擴(kuò)大70%。這樣一來(lái),雖然水星和金星被吞沒(méi)的可能性極大,但地球在太陽(yáng)外層部分到達(dá)之前應(yīng)該會(huì)拉大距離而存活下來(lái),火星和木星型行星(木星,土星,天王星,海王星)也會(huì)存活下來(lái)。
像太陽(yáng)這般質(zhì)量的星球,在其密度已變得非常高的中心部分只會(huì)收縮到一定程度,也就是溫度只會(huì)升高到某種程度,中心部分的火會(huì)漸漸消失。太陽(yáng)逐漸失去光芒,膨脹的外層部分將收縮,冷卻成致密的白矮星。通過(guò)紅巨星時(shí)代考驗(yàn)而存留下來(lái)的行星將會(huì)繼續(xù)圍繞太陽(yáng)運(yùn)行,所有一切都將被凍結(jié),最后太陽(yáng)系迎接的將會(huì)是寂靜狀態(tài)的結(jié)束。
若太陽(yáng)這種恒星變?yōu)榘装?,每秒自轉(zhuǎn)一周。密度至少為1.41×1011kg/m3。
太陽(yáng)受探測(cè)歷史
時(shí)間(年) 探測(cè)器名稱 國(guó)家 成就
1960-1968 先驅(qū)者5-9號(hào) 美國(guó) 繞太陽(yáng)運(yùn)行,研究太陽(yáng)風(fēng)、耀斑
1974-1976 太陽(yáng)神1-2號(hào) 美德合作 近距離高速掠過(guò)太陽(yáng)表面,測(cè)量太陽(yáng)風(fēng)與磁場(chǎng)
1980 太陽(yáng)極大使者 美國(guó) 收集了耀斑、太陽(yáng)黑子和日珥發(fā)出的X射線。伽馬射線、紫外輻射的資料。
1990 尤利西斯 美歐合作 在太陽(yáng)極區(qū)上方的太陽(yáng)風(fēng)以及太陽(yáng)磁場(chǎng)
1991 陽(yáng)光 日英美合作 測(cè)量了太陽(yáng)耀斑發(fā)出的X射線和伽馬射線以及耀斑爆發(fā)前的狀況
1995 SOHO 美歐合作 研究太陽(yáng)內(nèi)部結(jié)構(gòu)和表面發(fā)生的事件
1998 TRACE 美國(guó) 了解太陽(yáng)磁場(chǎng)與日冕加熱之間的聯(lián)系
2006 STEREO 美國(guó) 全方位提供太陽(yáng)爆發(fā)和太陽(yáng)風(fēng)的星系
2010 SDO 美國(guó) 預(yù)測(cè)太陽(yáng)活動(dòng)對(duì)地球的影響
2018 Parker Solar Probe 美國(guó) 探索太陽(yáng)運(yùn)行機(jī)制
2021 羲和號(hào) 中國(guó) 2021年10月14日18時(shí)51分,中國(guó)在太原衛(wèi)星發(fā)射中心采用長(zhǎng)征二號(hào)丁運(yùn)載火箭,成功發(fā)射首顆太陽(yáng)探測(cè)科學(xué)技術(shù)試驗(yàn)衛(wèi)星“羲和號(hào)”,實(shí)現(xiàn)中國(guó)太陽(yáng)探測(cè)零的突破。
2021 風(fēng)云三號(hào)E星 中國(guó) 空間日冕探測(cè)
2022 空間新技術(shù)試驗(yàn)衛(wèi)星 中國(guó) 太陽(yáng)過(guò)渡區(qū)的探測(cè)
2021年9月2日,中國(guó)“黎明星”風(fēng)云三號(hào)E星(以下簡(jiǎn)稱“E星”)發(fā)布首批高精度、多波段太陽(yáng)圖像。在太陽(yáng)極紫外動(dòng)畫圖像上,太陽(yáng)最外層大氣——日冕數(shù)天內(nèi)的變化被精準(zhǔn)捕捉,太陽(yáng)活動(dòng)區(qū)、冕洞等也清晰可見(jiàn)。
這段風(fēng)云三號(hào)E星太陽(yáng)極紫外圖像做成的動(dòng)畫展示了日冕2021年8月24日至31日的變化,隨著太陽(yáng)緩緩地自轉(zhuǎn),太陽(yáng)上的活動(dòng)區(qū)、冕洞等特征也一一呈現(xiàn)在我們面前,宛若一幅壯美的畫卷。耀斑類似于地球上的閃電。
2022年3月,歐洲航天局發(fā)布了一張?zhí)?yáng)的高分辨率圖像,號(hào)稱有史以來(lái)最高分辨率的太陽(yáng)圖像,大小為56.26MB。這是太陽(yáng)軌道飛行器在大約7500萬(wàn)公里的距離在極紫外光下看到的太陽(yáng)。該圖像是3月7日由極紫外成像儀(EUI)儀器的高分辨率望遠(yuǎn)鏡拍攝,將25張單幅圖像進(jìn)行了拼接,每張圖像拍攝耗時(shí)10分鐘,總共花了4個(gè)多小時(shí)。
2022年8月30日,中國(guó)首顆太陽(yáng)探測(cè)科學(xué)技術(shù)試驗(yàn)衛(wèi)星“羲和號(hào)”在國(guó)際上首次實(shí)現(xiàn)了對(duì)太陽(yáng)Hα(氫阿爾法)波段的光譜掃描成像,記錄了太陽(yáng)活動(dòng)在光球?qū)雍蜕驅(qū)拥捻憫?yīng)過(guò)程,通過(guò)一次掃描,可獲取376個(gè)波長(zhǎng)位置的太陽(yáng)圖像,不同波長(zhǎng)對(duì)應(yīng)了光球和色球不同層次的太陽(yáng)大氣。根據(jù)這些譜線的精細(xì)結(jié)構(gòu),可反演出高精度的全日面色球和光球多普勒速度場(chǎng),發(fā)生在太陽(yáng)大氣中的活動(dòng)可被詳細(xì)記錄到,進(jìn)而研究太陽(yáng)活動(dòng)的物理過(guò)程。