Word第第頁太陽的天文科學(xué)小知識有哪些太陽的天文小學(xué)問

1.太陽只是銀河系2000億星球中的一員。

2.太陽擁有巨大的能量。地球每年都要從太陽汲取940億兆瓦能量，相當(dāng)于美國全年總耗能的4萬倍。

3.太陽的質(zhì)量正在以每秒500萬噸的速度削減。

4.太陽的溫度很高，其核心區(qū)域的溫度超過了1400萬K。

5.太陽是一個特別古老的星球。其內(nèi)部中心區(qū)域產(chǎn)生的能量要經(jīng)過5000萬年才能到達(dá)太陽外表。即使太陽如今就停止產(chǎn)生能量，那么在將來的5000萬年間，地球始終能感受到太陽的巨大能量。

6.太陽體型巨大，其直徑相當(dāng)于地球直徑的109倍。

7.更形象點，假如把太陽比作游泳池里面的大型充氣球的話，那么木星就是個高爾夫球了，而地球就只是一顆小豌豆了。

8.太陽不是由固體組成的。和地球不同的是，太陽是由氣體組成的，其外表沒有任何固態(tài)物質(zhì)。

9.太陽和地球相距遙遠(yuǎn)，就算以光速穿行也要8分鐘30秒才能到達(dá)。

10.太陽的逃逸速度約為383英里/秒。

11.太陽距離冥王星的距離特別遠(yuǎn)，以光速穿行也要5個半小時。

12.太陽的自轉(zhuǎn)周期為25.38天。

太陽的概況

地球圍繞太陽公轉(zhuǎn)的軌道是橢圓形的，每年7月離太陽最遠(yuǎn)(稱為遠(yuǎn)日點)，每年1月最近(稱為近日點)，平均距離是1億4960萬公里(天文學(xué)上稱這個距離為1天文單位)。以平均距離算，光從太陽到地球大約需要經(jīng)過8分19秒。太陽光中的能量通過光合作用等方式支持著地球上全部生物的生長，也支配了地球的氣候和天氣。人類從史前時代就始終認(rèn)為太陽對地球有巨大影響，有很多文化將太陽當(dāng)成神來崇拜。對太陽的正確科學(xué)熟悉進(jìn)展得很慢，直到19世紀(jì)初期，杰出的科學(xué)家才對太陽的物質(zhì)組成和能量來源有了一點熟悉。人類對太陽的理解始終在不斷進(jìn)展中，還有大量有關(guān)太陽活動機(jī)制方面的未解之謎等待著人們來破解。

太陽圓面在天空的角直徑為32角分，與從地球所見的月球的角直徑很接近，是一個奇異的巧合(太陽直徑約為月球的400倍而離我們的距離恰是地月距離的400倍)，使日食看起來特殊壯麗。由于太陽比其他恒星離我們近得多，其視星等到達(dá)-26.8，成為地球上看到最光明的天體。太陽每25.4天自轉(zhuǎn)一周(隨緯度有所差異，赤道快，極點慢些，約30.2天)，每2.5億年繞銀河系中心公轉(zhuǎn)一周。太陽因自轉(zhuǎn)而呈稍微扁平狀，與完善球形相差0.001%，相當(dāng)于赤道半徑與極半徑相差6km(地球這一差值為21km，月球為9km，木星9000km，土星5500km)。差異雖然很小，但測量這一扁平性卻很重要，由于任何稍大一點的扁平程度(哪怕是0.005%)將轉(zhuǎn)變太陽引力對水星軌道的影響，而使依據(jù)水星近日點進(jìn)動對廣義相對論所做的檢驗成為不行信。

在其存在的最終階段，太陽中的氦將轉(zhuǎn)變成重元素，太陽的體積也將開頭不斷膨脹，直至將地球淹沒。在經(jīng)過一億年的紅巨星階段后，太陽將突然坍縮成一顆白矮星--全部恒星存在的最終階段。再經(jīng)受幾萬億年，它將最終完全冷卻,然后漸漸地消逝在黑暗里。太陽是距離地球最近的恒星，是太陽系的中心天體。體積是地球的130萬倍。在銀河系內(nèi)一千多億顆恒星中，太陽只是一般的一員，它位于銀河系的對稱平面四周，距離銀河系中心約26000光年，在銀道面以北約26光年,它一方面圍著銀心以每秒250公里的速度旋轉(zhuǎn)，另一方面又相對于四周恒星以每秒19.7公里的速度朝著織女星四周方向運動。其中心區(qū)不停地進(jìn)行熱核反應(yīng)，所產(chǎn)生的能量以輻射方式向宇宙空間放射。

自轉(zhuǎn)

太陽地球自轉(zhuǎn)不能以云層或海洋為根據(jù)，太陽自轉(zhuǎn)也不能看外表，但人們無法知道其內(nèi)部狀況，所以無法知道太陽自轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)。人們只看到太陽是流體星球，其它都是推想。

公轉(zhuǎn)

太陽繞銀河系中心公轉(zhuǎn)。銀河系中心可能有巨大黑洞,但它四周布滿了恒星,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”會更近。

太陽的構(gòu)造

構(gòu)造概述

組成太陽的物質(zhì)大多是些一般的氣體，其中氫約占71.3%、氦約占27%，其它元素占2%。太陽從中心向外可分為核反應(yīng)區(qū)、輻射區(qū)和對流區(qū)、太陽大氣。太陽的大氣層，像地球的大氣層一樣，可按不同的高度和不同的性質(zhì)分成各個圈層，即從內(nèi)向外分為光球、色球和日冕三層。我們平?？吹降奶柾獗?，是太陽大氣的最底層，溫度約是6000開。它是不透亮的，因此我們不能直接觀察太陽內(nèi)部的結(jié)構(gòu)。但是，天文學(xué)家依據(jù)物理理論和對太陽外表各種現(xiàn)象的討論，建立了太陽內(nèi)部結(jié)構(gòu)和物理狀態(tài)的的模型。

內(nèi)部構(gòu)造

太陽的內(nèi)部主要可以分為三層：核心區(qū)、輻射層和對流層。太陽的核心區(qū)域半徑是太陽半徑的1/4，約為整個太陽質(zhì)量的一半以上。太陽核心的溫度極高，到達(dá)1500萬℃，壓力也極大，使得由氫聚變?yōu)楹さ臒岷朔磻?yīng)得以發(fā)生，從而釋放出極大的能量。這些能量再通過輻射層和對流層中物質(zhì)的傳遞，才得以傳送到達(dá)太陽光球的底部，并通過光球向外輻射出去。太陽中心區(qū)的物質(zhì)密度特別高。每立方厘米可達(dá)160克。太陽在自身強(qiáng)大重力吸引下，太陽中心區(qū)處于高密度、高溫柔高壓狀態(tài)。是太陽巨大能量的發(fā)源地。太陽中心區(qū)產(chǎn)生的能量的傳遞主要靠輻射形式。太陽中心區(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個太陽半徑向外到0.71個太陽半徑，這里的溫度、密度和壓力都是從內(nèi)向外遞減。從體積來說，輻射層占整個太陽體積的絕大部分。太陽內(nèi)部能量向外傳播除輻射，還有對流過程。即從太陽0.71個太陽半徑向外到達(dá)太陽大氣層的底部，這一區(qū)間叫對流層。這一層氣體性質(zhì)改變很大，很不穩(wěn)定，形成明顯的上下對流運動。這是太陽內(nèi)部結(jié)構(gòu)的最外層。

太陽光球

太陽光球就是我們平常所看到的太陽圓面，通常所說的太陽半徑也是指光球的半徑。光球?qū)游挥趯α鲗又猓瑢偬柎髿鈱又械淖畹蛯踊蜃罾飳?。光球的外表是氣態(tài)的，其平均密度只有水的幾億分之一，但由于它的厚度達(dá)500千米，所以光球是不透亮的。光球?qū)拥拇髿庵写嬖谥ち业幕顒?，用望遠(yuǎn)鏡可以看到光球外表有很多密密麻麻的斑點狀結(jié)構(gòu)，很象一顆顆米粒，稱之為米粒組織。它們極不穩(wěn)定，一般持續(xù)時間僅為5-10分鐘，其溫度要比光球的平均溫度高出300-400℃。截止到2023年認(rèn)為這種米粒組織是光球下面氣體的猛烈對流造成的現(xiàn)象。光球外表另一種有名的活動現(xiàn)象便是太陽黑子。黑子是光球?qū)由系木薮髿饬餍郎u，大多呈現(xiàn)近橢圓形，在光明的光球背景反襯下顯得比較暗黑，但事實上它們的溫度高達(dá)4000℃左右，如果能把黑子單獨取出，一個大黑子便可以發(fā)出相當(dāng)于滿月的光輝。日面上黑子消失的狀況不斷改變，這種改變反映了太陽輻射能量的改變。太陽黑子的改變存在冗雜的周期現(xiàn)象，平均活動周期為11.2年。

太陽色球

緊貼光球以上的一層大氣稱為色球?qū)?，平常不易被觀測到，過去這一區(qū)域只是在日全食時才能被看到。當(dāng)月亮遮掩了光球光明光芒的一瞬間，人們能發(fā)覺日輪邊緣上有一層玫瑰紅的絢麗光榮，那就是色球。色球?qū)雍窦s8000千米，它的化學(xué)組成與光球基本上相同，但色球?qū)觾?nèi)的.物質(zhì)密度和壓力要比光球低得多。日常生活中，離熱源越遠(yuǎn)處溫度越低，而太陽大氣的狀況卻截然相反，光球頂部接近色球處的溫度差不多是4300℃，到了色球頂部溫度竟高達(dá)幾萬度，再往上，到了日冕區(qū)溫度陡然升至上百萬度。人們對這種反常增溫現(xiàn)象感到懷疑不解，至今也沒有找到準(zhǔn)確的緣由。

在色球上人們還能夠看到很多騰起的火焰，這就是天文上所謂的“日珥”。日珥是快速改變著的活動現(xiàn)象，一次完好的日珥過程一般為幾非常鐘。同時，日珥的樣子也可說是千姿百態(tài)，有的如浮云煙霧，有的似飛瀑噴泉，有的好像一彎拱橋，也有的酷似團(tuán)團(tuán)草叢，真是不勝枚舉。天文學(xué)家依據(jù)形態(tài)改變規(guī)模的大小和改變速度的快慢將日珥分成安靜日珥、活動日珥和爆發(fā)日珥三大類。最為壯麗的要屬爆發(fā)日珥，原來安靜或活動的日珥，有時會突然“怒火沖天”，把氣體物質(zhì)舍命往上拋射，然后回轉(zhuǎn)著返回太陽外表，形成一個環(huán)狀，所以又稱環(huán)狀日珥。

太陽日冕

日冕是太陽大氣的最外層。日冕中的物質(zhì)也是等離子體，它的密度比色球?qū)痈?，?023年10月在不同黑子上方觀察的日冕構(gòu)造它的溫度反比色球?qū)痈?，可達(dá)上百萬攝氏度。在日全食時在日面四周看到放射狀的特別光明的銀白色光輝即是日冕。日冕的范圍在色球之上，始終延長到好幾個太陽半徑的地方。日冕還會有向外膨脹運動，并使得冷電離氣體粒子連續(xù)地從太陽向外流出而形成太陽風(fēng)。

日冕：日冕的范圍在色球之上，始終延長到好幾個太陽半徑的地方。日冕里的物質(zhì)更加淡薄，它還會有向外膨脹運動，并使得熱電離氣體粒子連續(xù)地從太陽向外流出而形成太陽風(fēng)。太陽黑子：通過一般光學(xué)望遠(yuǎn)鏡觀測太陽，觀測到的是光球?qū)?太陽大氣層的最里層)的活動。在光球上常?？梢钥吹胶芏嗪谏唿c，叫太陽黑子。太陽黑子在日面上的大小、多少、位置和形態(tài)等，每日都不一樣。太陽黑子是光球?qū)游镔|(zhì)猛烈運動形成的局部強(qiáng)磁場區(qū)域，是光球?qū)踊顒拥闹匾獦?biāo)志。長期觀測太陽黑子就會發(fā)覺，有的年份黑子多，有的年份黑子少，有時甚至幾天，幾十天日面上都沒有黑子。

天文學(xué)家們早已留意到，太陽黑子從最多(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，太陽黑子有平均11的活動周期，這也是整個太陽的活動周期。天文學(xué)家把太陽黑了最多的年份稱為“太陽活動峰年”，把太陽黑子最少的年份稱為“太陽活動安靜年”。

太陽質(zhì)量體積

太陽是一個巨大而酷熱的氣體星球。知道了日地距離，再從地球上測得太陽圓面的視角直徑，從簡潔的三角關(guān)系就可以求出太陽的半徑為69.6萬千米，是地球半徑的109倍。由此可以算出太陽的體積為地球的130萬倍。

天文學(xué)家依據(jù)開普勒行星運動的第三定律，利用地球的質(zhì)量和它環(huán)繞太陽運轉(zhuǎn)的軌道半徑及周期，還可以推算出太陽的質(zhì)量為1.989×10千克，這個質(zhì)量是地球的33萬倍。并且集中了太陽系99.86%的質(zhì)量。但是，即使這樣一個龐然大物，在茫茫宇宙之中，卻也不過只是一顆質(zhì)量中等的一般恒星而已。

由太陽的體積和質(zhì)量，可以計算出太陽平均密度為1.409克/厘米3，約為地球平均密度的0.26倍。太陽外表的重力加速度等于273.9810米/秒2，約為地球外表重力加速度的28倍，假如一個人站在太陽外表，那么他的體重將會是在地球上的20倍[3]。太陽外表的逃逸速度約617.7公里/秒，任何一個中性粒子的速度必需大于這個值，才能脫離太陽的吸引力而跑到宇宙空間中去。

旋轉(zhuǎn)

公轉(zhuǎn)

太陽繞銀河系中心公轉(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，但它四周布滿了恒星，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”會更近。

自轉(zhuǎn)

太陽和其它天體一樣，也在圍繞自己的軸心自西向東自轉(zhuǎn)，但觀測和討論說明，太陽外表不同的緯度處，自轉(zhuǎn)速度不一樣。在赤道處，太陽自轉(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)”。

太陽圈

太陽圈，從大約20太陽半徑〔0.1天文單位〕到太陽系的邊緣，這一大片環(huán)圍著太陽的空間布滿了伴隨太陽風(fēng)離開太陽的等離子體。他的內(nèi)側(cè)邊界是太陽風(fēng)成為超阿耳芬波的那層位置-流體的速度超過阿耳芬波。由于訊息只能以阿耳芬波的速度傳遞，所以在這個界限之外的湍流和動力學(xué)的力氣不再能影響到內(nèi)部的日冕樣子。太陽風(fēng)源源不斷的進(jìn)入太陽圈之中并向外吹拂，使得太陽的磁場形成螺旋的樣子，直到在距離太陽超過50天文單位之外撞擊到日鞘為止。

在2023年12月，旅行者1號探測器已穿越過被認(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都偵測與記錄到能量超過一般微粒的高能粒子。

太陽光

陽光是地球能量的主要來源。太陽常數(shù)是在距離太陽1天文單位的位置〔也就是在或接近地球〕，直接暴露在陽光下的每單位面積接收到的能量，其值約相當(dāng)于1,368W/m3〔瓦每平方米〕。經(jīng)過大氣層的汲取后，抵達(dá)地球外表的陽光已經(jīng)衰減——在大氣清亮且太陽接近天頂?shù)臈l件下也只有約1,000W/m3。

有很多種自然?的合成過程可以利用太陽能-光合作用是植物以化學(xué)的方式從陽光中擷取能量〔氧的釋出和碳化合物的削減〕，直接加熱或使用太陽電池轉(zhuǎn)換成電的儀器被使用在太陽能發(fā)電的設(shè)備上，或進(jìn)行其他的工作；有時也會使用集光式太陽能〔也就是分散陽光〕。儲存在原油和其它化石燃料中的能量是來自遙遠(yuǎn)的過去經(jīng)由光合作用轉(zhuǎn)換的太陽能。

對流層

太陽的外層，從它的外表向下至大約200,000公里〔或是70%的太陽半徑〕，太