太阳的基本概况

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1、太阳的基本概况1．太阳概况太阳是太阳系的中心天体，它的质量占了太阳系总质量的99.865％，它的强大引力是控制着太阳系天体的运动，它的辐射是太阳系内天体的主要能源，是地球上光和热的主要来源。地球沿椭圆轨道围绕太阳运行，日地距离最大为1.52亿千米，最小为1.47亿千米，平均为1.4960亿千米，在天文学上将它作为1天文单位。太阳的平均半径为69.599万千米，是地球半径的109倍；表面积是地球表面积的12000倍，体积是地球体积的130万倍。太阳的质量为1.989×1030千克，是地球质量的33万倍。它的密度

2、并不均匀，越靠近中心，密度越大，中心密度为1.60克×105千克/米3，平均密度为1.409×103千克/米3，约为地球平均密度的0.26倍。太阳距银河系中心大约3万光年，绕银核的旋转速度约为220千米/秒，2亿多年（也称为银河年）转一圈。太阳本身也在不停地自转，从对太阳黑子的观测及光谱研究都可以计算出太阳自转的速度。通过太阳光谱分析，可知它的化学成分，其中，氢和氦分别占71％和27％，其他是一些较重的元素，主要为碳、氮、氧和各种金属。太阳表面源源不断地以电磁波的形式向外辐射能量，称为太阳辐射。太阳辐射能量主

3、要集中在可见光波段，太阳总辐射能功率为3.86×1026焦耳/秒。根据太阳表层光面的颜色推知太阳表面温度为5770K。2．太阳结构太阳是一个炽热的气体球，从太阳中心到边缘可分为核反应区、辐射区、对流区和太阳大气四层。核反应区从太阳中心至大约0.25太阳半径的区域。体积大约只占总体积的1/64，但集中了太阳质量的一半，太阳能量的99﹪是在这里产生的。核反应区的温度高达1.5×107K，压强高达2.5×1011个大气压。在这里高温、高压的环境下，4个氢原子核经过一连串的核反应，变成1个氦原子核。在核聚变反应过程中

4、，释放出大量的能量。太阳每秒钟由于核聚变而损耗的质量大约为400万吨。按照这种消耗速度，太阳在50亿年的漫长时间中，只消耗了0.03%的质量。5/5太阳结构图辐射区在核反应区的外面大约0.25～0.86太阳半径的区域。其密度和温度都很快向外减少，核反应区产生的能量经此区以辐射转移的方式向外传播。对流区在辐射区的上面至太阳表面附近的区域（也叫对流层）。在这里，密度和温度进一步向外减少，主要以对流方式向外传播能量。由于外层氢的电离造成此层内气体比热增加，破坏了辐射平衡要求的温度梯度，从而使物质难以平衡，产生流动，

5、进而发展为湍流。太阳大气对流区及其下面部分是看不见的，合称为太阳内部或太阳本体，其性质靠理论计算来确定。而对流区上面的太阳大气，其性质可以由观测来确定。太阳大气大致可以分为光球、色球、日冕三个层次，各层的物理性质具有显著差别。光球层在太阳大气的最下层。厚度约500千米，相对于太阳半径，光球层很薄，有时就被称为太阳的表面。光球层的底层温度较高，约为5800K，上层的温度较低，约为4400K，所有的太阳辐射都是从这一层产生的。光球中布满米粒组织，它们实际上是对流层里上升的热气团冲击太阳表面形成的。在光球的活动区，

6、有太阳黑子、光斑等。色球层光球层外面是色球层，平均厚度约为2500千米。由于光球层太亮了，只有在日全食时，观测者才能用肉眼看到太阳视圆面周围的这一层玫瑰色的光辉，平时只能用专门仪器(色球望远镜)才能看到。色球层的物质很稀薄，大约只有109千克/米3，并且随高度增加，密度急剧下降。在色球层内，温度从光球顶部的4600K增加到色球顶部的几万度。由于磁场的不稳定性，色球层经常产生激烈的耀斑爆发以及与耀斑共生的日珥等。5/5太阳的分层结构日冕日冕是太阳大气的最外层，也是最厚的一层。在日全食时，在色球层之外可以看到广延

7、的白色微弱光辉，这就是“日冕”，日冕主要由高度电离的离子和高速的自由电子组成。日冕物质以很高的速度向外膨胀，形成所谓的“太阳风”。在地球附近，太阳风的速度约为450千米/秒。日冕的温度最高可达200万K，其中气体的平均密度为每立方米1011个气体原子，接近真空。日冕的形状非常不规则，随太阳活动的强弱而变，当太阳活动剧烈时，日冕接近于圆形，当太阳活动较弱时，形状较扁。图1-7 日冕　3．太阳活动5/5太阳活动是指太阳局部的激烈运动，最明显的标志是太阳黑子、耀斑以及日冕物质的抛射等，这些现象密切相关，并集中在一定

8、区域里，常称这一区域为太阳活动区。太阳黑子在太阳光球层上，经常有一些小黑点，这就是太阳黑子。一般由较暗的核（本影）和围绕它的较亮部分（半影）组成，这里是光球层较暗、温度较低（4000—5000K）的强磁场区域。太阳黑子的大小由1000千米到20万千米不等，寿命也从几小时到几个月，有的长达一年以上。太阳活动的程度，通常用太阳黑子的多少和大小来表示。黑子数目多时表示太阳活动较强，黑子数目少时表示太阳活动