太陽(yáng)的資料

【專(zhuān)家解說(shuō)】：太陽(yáng)是自己發(fā)光發(fā)熱的熾熱的氣體星球。它表面的溫度約6000攝氏度，中心溫度高達(dá)1500萬(wàn)攝氏度。太陽(yáng)的半徑約為696000公里，約是地球半徑的109倍。它的質(zhì)量為1.989×1027噸，約是地球的332000倍。太陽(yáng)的平均密度為1.4克每立方厘米，約為地球密度的1／4。太陽(yáng)與我們地球的平均距離約1.5億公里。 太陽(yáng)是銀河系中的一顆普通恒星，位于銀道面之北的獵戶(hù)座旋臂上，距銀心約2.3光年，它以每秒250公里的速度繞銀心轉(zhuǎn)動(dòng)，公轉(zhuǎn)一周約需2.5億年。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。 通過(guò)對(duì)太陽(yáng)光譜的分析，得知太陽(yáng)的化學(xué)成分與地球幾乎相同，只是比例有所差異。太陽(yáng)上最豐富的元素是氫，其次是氦，還有碳、氮、氧和各種金屬。 太陽(yáng)的結(jié)構(gòu) 太陽(yáng)的結(jié)構(gòu)從里向外主要分為：中心為熱核反應(yīng)區(qū)，核心之外是輻射層，輻射層外為對(duì)流層，對(duì)流層之外是太陽(yáng)大氣層。 從核物理學(xué)理論推知，太陽(yáng)中心是熱核反應(yīng)區(qū)。太陽(yáng)中心區(qū)占整個(gè)太陽(yáng)半徑的1／4，約為整個(gè)太陽(yáng)質(zhì)量的一半以上。這表明太陽(yáng)中心區(qū)的物質(zhì)密度非常高。每立方厘米可達(dá)160克。太陽(yáng)在自身強(qiáng)大重力吸引下，太陽(yáng)中心區(qū)處于高密度、高溫和高壓狀態(tài)。是太陽(yáng)巨大能量的發(fā)祥地。 太陽(yáng)中心區(qū)產(chǎn)生的能量的傳遞主要靠輻射形式。太陽(yáng)中心區(qū)之外就是輻射層，輻射層的范圍是從熱核中心區(qū)頂部的0.25個(gè)太陽(yáng)半徑向外到0.86個(gè)太陽(yáng)半徑，這里的溫度、密度和壓力都是從內(nèi)向外遞減。從體積來(lái)說(shuō)，輻射層占整個(gè)太陽(yáng)體積的絕大部分。 太陽(yáng)內(nèi)部能量向外傳播除輻射，還有對(duì)流過(guò)程。即從太陽(yáng)0.86個(gè)太陽(yáng)半徑向外到達(dá)太陽(yáng)大氣層的底部，這一區(qū)間叫對(duì)流層。這一層氣體性質(zhì)變化很大，很不穩(wěn)定，形成明顯的上下對(duì)流運(yùn)動(dòng)。這是太陽(yáng)內(nèi)部結(jié)構(gòu)的最外層。太陽(yáng)對(duì)流層外是太陽(yáng)大氣層。太陽(yáng)大氣層從里向外又可分光球、色球和日冕。我們看到耀眼的太陽(yáng)，就是太陽(yáng)大氣層中光球發(fā)出的強(qiáng)烈的可見(jiàn)光。光球?qū)游挥趯?duì)流層之外，屬太陽(yáng)大氣層中的最低層或最里層，光球?qū)拥暮穸燃s500公里，與約70萬(wàn)公里的太陽(yáng)半徑相比，好似人的皮膚和肌肉之比。我們說(shuō)太陽(yáng)表現(xiàn)的平均溫度約6000攝氏度，指的就是這一層。光球之外便是色球。平時(shí)由于地球大氣把強(qiáng)烈的光球可見(jiàn)散射開(kāi)，色球便被淹沒(méi)在藍(lán)天之中。只有在日全食的時(shí)候才有機(jī)會(huì)直接飽覽色球紅艷的姿容。太陽(yáng)色球是充滿(mǎn)磁場(chǎng)的等離子體層，厚約2500公里。其溫度從里向外增加，與光球頂銜接的部分約4500攝氏度，到外層達(dá)幾萬(wàn)攝氏度。密度則隨高度增加而減低。整個(gè)色球?qū)拥慕Y(jié)構(gòu)不均勻，由于磁場(chǎng)的不穩(wěn)定性，太陽(yáng)高層大氣經(jīng)常產(chǎn)生爆發(fā)活動(dòng)，產(chǎn)生耀斑現(xiàn)象。 日冕是太陽(yáng)大氣的最外層。日冕中的物質(zhì)也是等離子體，它的密度比色球?qū)痈?，而它的溫度反比色球?qū)痈撸蛇_(dá)上百萬(wàn)攝氏度。日全食時(shí)在日面周?chē)吹椒派錉畹姆浅Ｃ髁恋你y白色光芒即是日冕。 太陽(yáng)的能量 地球上除原子能和火山、地震以外，太陽(yáng)能是一切能量的總源泉。那么，整個(gè)地球接收的有多少呢？太陽(yáng)發(fā)射出大的能量呢？科學(xué)家們?cè)O(shè)想在地球大氣層外放一個(gè)測(cè)量太陽(yáng)總輻射能量的儀器，在每平方厘米的面積上，每分鐘接收的太陽(yáng)總輻射能量為8.24焦。這個(gè)數(shù)值叫太陽(yáng)常數(shù)。如果將太陽(yáng)常數(shù)乘上以日地平均距離作半徑的球面面積，這就得到太陽(yáng)在每分鐘發(fā)出的總能量，這個(gè)能量約為每分鐘2.273×1028焦。而地球上僅接收到這些能量的22億分之一。太陽(yáng)每年送給地球的能量相當(dāng)于100億億度電的能量。太陽(yáng)能取之不盡，用之不竭，又無(wú)污染，是最理想的能源。 太陽(yáng)黑子 通過(guò)一般光學(xué)望遠(yuǎn)鏡觀(guān)測(cè)太陽(yáng)，觀(guān)測(cè)到的是光球?qū)樱ㄌ?yáng)大氣層的最里層）的活動(dòng)。在光球上經(jīng)?？梢钥吹皆S多黑色斑點(diǎn)，叫太陽(yáng)黑子。太陽(yáng)黑子在日面上的大小、多少、位置和形態(tài)等，每日都不一樣。太陽(yáng)黑子是光球?qū)游镔|(zhì)劇烈運(yùn)動(dòng)形成的局部強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域，是光球?qū)踊顒?dòng)的重要標(biāo)志。長(zhǎng)期觀(guān)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)缫炎⒁獾?，太?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)黑了最多的年份稱(chēng)為“太陽(yáng)活動(dòng)峰年”，把太陽(yáng)黑子最少的年份稱(chēng)為“太陽(yáng)活動(dòng)寧?kù)o年”。 太陽(yáng)耀斑 太陽(yáng)耀斑是一種最劇烈的太陽(yáng)活動(dòng)。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(guān)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?lài)嵓?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10～25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(xiàn)的輻射通量的突然增強(qiáng)；耀斑所發(fā)射的輻射種類(lèi)繁多，除可見(jiàn)光外，有紫外線(xiàn)、X射線(xiàn)和伽瑪射線(xiàn)，有紅外線(xiàn)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(xiàn)。 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ǎ厍虼髿鈱蛹纯坛霈F(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(xiàn)電電波的功能。無(wú)線(xiàn)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?，人們?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(kāi)耀斑迷宮的奧秘。 傳說(shuō)，第二次世界大戰(zhàn)時(shí)，有一天，德國(guó)前線(xiàn)戰(zhàn)事吃緊，后方德軍司令部報(bào)務(wù)員布魯克正在繁忙地操縱無(wú)線(xiàn)電臺(tái)，傳達(dá)命令。突然，耳機(jī)里的聲音沒(méi)有了。他檢查機(jī)器，電臺(tái)完整無(wú)損；撥動(dòng)旋鈕，改變頻率，仍然無(wú)濟(jì)于事。結(jié)果，前線(xiàn)推動(dòng)聯(lián)系，像群龍無(wú)首似的陷入一片混亂，戰(zhàn)役以失敗而告終。布魯克因此受到軍事法庭判處死刑。他仰天呼喊“冤枉！冤枉！” 后來(lái)查清，這次無(wú)線(xiàn)電中斷，“罪魁禍?zhǔn)住笔且摺２剪斂说乃?，?shí)在冤枉。他的死，在于人們當(dāng)時(shí)對(duì)耀斑還不了解。 光斑（譜斑） 太陽(yáng)光球?qū)由媳戎車(chē)髁恋陌郀罱M織。用天文望遠(yuǎn)鏡對(duì)它觀(guān)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? 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(chēng)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?chē)氨硌荨?。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)由希驅(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眩@就好比是一幢樓房，光斑住在樓下，譜斑住在樓上。 米粒組織 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(guān)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，近年來(lái)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)。 有趣的是，在老的米粒組織消逝的同時(shí)，新的米粒組織又在原來(lái)位置上很快地出現(xiàn)，這種連續(xù)現(xiàn)象就像我們?nèi)粘Ｋ?jiàn)到的沸騰米粥上不斷地上下翻騰的熱氣泡。 太陽(yáng)活動(dòng)－－日珥 日珥是突出在日面邊緣外面的一種太陽(yáng)活動(dòng)現(xiàn)象。日珥出現(xiàn)時(shí)，大氣層的色球酷似燃燒著的草原，玫瑰紅色的舌狀氣體如烈火升騰，形狀千資百態(tài)，有的如浮云，有的似拱橋，有的像噴泉，有的酷似團(tuán)團(tuán)草叢，有的美如節(jié)日禮花，而整體看來(lái)它們的形狀恰似貼附在太陽(yáng)邊緣的耳環(huán)，由此得名為“日珥”。 日珥的上升高度約幾萬(wàn)公里，大的日珥可高于日面幾十萬(wàn)公里，一般長(zhǎng)約20萬(wàn)公里，個(gè)別的可達(dá)150萬(wàn)公里。日珥的亮度要比太陽(yáng)光球?qū)影等醯枚?，所以平時(shí)不能用肉眼觀(guān)測(cè)到它，只有在日全食時(shí)才能直接看到。 日珥是非常奇特的太陽(yáng)活動(dòng)現(xiàn)象，其溫度在5000～8000K之間，大多數(shù)日珥物質(zhì)升到一定高度后，慢慢地降落到日面上，但也有一些日珥物質(zhì)漂浮在溫度高達(dá)200萬(wàn)K的日冕低層，即不附落，也不瓦解，就像爐火熊熊的煉鋼爐內(nèi)居然有一塊不化的冰一樣奇怪，而且，日珥物質(zhì)的密度比日冕高出1000～10000倍，兩者居然能共存幾個(gè)月，實(shí)在令人費(fèi)解。 沖浪 沖浪又稱(chēng)“日浪”。太陽(yáng)光球?qū)游镔|(zhì)的一種拋射現(xiàn)象。通常發(fā)生在太陽(yáng)黑子上空，具有很強(qiáng)的重復(fù)出現(xiàn)的本領(lǐng)，當(dāng)一次沖浪沿上升的路徑下落后，又會(huì)觸發(fā)新的沖浪騰空而起，如此重復(fù)不斷，但其規(guī)模和高度則一次比一次小，直至消失。 位于日面邊緣的沖浪表現(xiàn)為一個(gè)小而明亮的小丘，頂部以尖釘形狀向外急速增長(zhǎng)。上升的高度各不相等，小沖浪只有區(qū)區(qū)幾百公里，大沖浪則可達(dá)5000公里，最大的竟達(dá)1～2萬(wàn)公里。拋射的最大速度每秒可達(dá)100～200公里，要比最快的偵察機(jī)快100多倍。當(dāng)它們到達(dá)最高點(diǎn)后，受太陽(yáng)引力的影響，便開(kāi)始下降，直至返回到太陽(yáng)表面。人們從高分辯率的觀(guān)測(cè)資料中發(fā)現(xiàn)，沖浪是由非常小的一束纖維組成，每條纖維間相距很小，作為整體一起發(fā)亮，一起運(yùn)動(dòng)。 針狀物 在色球上更普遍存在的是無(wú)數(shù)針狀的稱(chēng)為“針狀物”的高溫等離子體的小日珥，觀(guān)察日輪邊緣，可看到許多細(xì)小而明亮的“火舌”，宛如在日面上簇簇燃燒著的草叢。針狀物寬度約800公里，高度4400～9800公里，平均壽命約5分鐘。 在色球?qū)又胁?，針狀物?shù)目約25萬(wàn)個(gè)；在離日面3000公里處，則減少到9.3萬(wàn)個(gè)；在離日面1.5萬(wàn)公里只剩下約200來(lái)個(gè)。針狀物以約25公里每秒的速度從色球?qū)訃姵?，有的勻速上升，有的跳躍上升，升到一定高度，受太陽(yáng)引力影響，開(kāi)始下降。 20世紀(jì)70年代中期，美國(guó)發(fā)射的“天空實(shí)驗(yàn)室”發(fā)現(xiàn)超針狀物現(xiàn)象，寬度1.8萬(wàn)公里，高度4.3萬(wàn)公里，都比普通針狀物大10來(lái)倍。超針狀物能上升到3.5萬(wàn)公里的高度，竄到日冕區(qū)游蕩一陣后，再落回色球?qū)?，存在時(shí)間長(zhǎng)達(dá)40分鐘