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太阳

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太阳太阳是距离地球最近的恒星,是太阳系的中心天体。体积是地球的130万倍。在银河系内一千多亿颗恒星中,太阳只是普通的一员,它位于银河系的对称平面附近,距离银河系中心约26000光年,在银道面以北约26光年, 它一方面绕着银心以每秒250公里的速度旋转,另一方面又相对于周围恒星以每秒19.7公里的速度朝着织女星附近方向运动。

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简介编辑本段回目录

(图)太阳太阳
太阳是银河系的一颗普通恒星。与地球平均距离14960万千米,直径139万千米,平均密度1.409克/,质量1.989×10^33克,表面温度5770开,中心温度1500万开。由里向外分别为太阳核反应区、太阳对流层、太阳大气层。其中心区不停地进行热核反应,所产生的能量以辐射方式向宇宙空间发射。其中二十二亿分之一的能量辐射到地球,成为地球上光和热的主要来源。恒星也有自己的生命史,它们从诞生、成长到衰老,最终走向死亡。它们大小不同,色彩各异,演化的历程也不尽相同。恒星与生命的联系不仅表现在它提供了光和热。实际上构成行星和生命物质的重原子就是在某些恒星生命结束时发生的爆发过程中创造出来的。


太阳的年龄约为46亿年,它还可以继续燃烧约50亿年。在其存在的最后阶段,太阳中的将转变成重元素,太阳的体积也将开始不断膨胀,直至将地球吞没。在经过一亿年的红巨星阶段后,太阳将突然坍缩成一颗白矮星--所有恒星存在的最后阶段。再经历几万亿年,它将最终完全冷却,然后慢慢地消失在黑暗里。

物理参数编辑本段回目录

天文符号:☉   直径:1 392 000公里(地球直径的109倍)   体积:1.412 ×10^18立方千米(地球的130万倍)   质量:1.989×10^30 千克(地球的333 400倍)   温度:约6000K(表面) ,1560万K (核心),5百万K(日冕)   平均密度:1.409克/立方厘米   宇宙年:225百万年   自转会合周期: 赤道=26.9天 ,极区=31.1天   太阳年龄:约 4.57×10^9 年   太阳活动周期: 11.04 年   总辐射功率:3.86×10^26 瓦特(焦耳/秒)   太阳常数 f = 1.97 卡·厘米^2·分^-1   光谱型: G2V   目视星等 = -26.74 等   绝对目视星等 = 4.83 等   热星等 =-26.82 等   绝对热星等 = 4.75 等   太阳表面重力加速度 = 2.74×10^2米/秒^2 (为地球表面重力加速度的27.9倍)   太阳表面脱离速度 = 618 公里/秒   地球附近太阳风的速度: 450公里/秒   太阳运动速度 (方向α=18h07m,δ=+30°) = 19.7 公里/秒   
日地距离
   日地平均距离 (1天文单位) = 1.49597870×10^11 米(1亿5千万公里)   日地最远距离 = 1.5210×10^11 米   日地最近距离 = 1.4710×10^11 米

到达地球大气上界的太阳辐射能量称为天文太阳辐射量。在地球位于日地平均距离处时,地球大气上界垂直于太阳光线的单位面积在单位时间内所受到的太阳辐射的全谱总能量,称为太阳常数。太阳常数的常用单位为瓦/米2。因观测方法和技术不同,得到的太阳常数值不同。世界气象组织 (WMO)1981年公布的太阳常数值是1368瓦/米2。地球大气上界的太阳辐射光谱的99%以上在波长 0.15~4.0微米之间。大约50%的太阳辐射能量在可见光谱区(波长0.4~0.76微米),7%在紫外光谱区(波长0.76微米),最大能量在波长 0.475微米处。由于太阳辐射波长较地面和大气辐射波长(约3~120微米)小得多,所以通常又称太阳辐射为短波辐射,称地面和大气辐射为
长波辐射。太阳活动和日地距离的变化等会引起地球大气上界太阳辐射能量的变化。

(图)太阳太阳黑子
太阳(Sun)是一颗普通的恒星,目前在赫-罗图上度过了主序生涯的一半左右。它是一个质量为1989.1亿亿亿吨(约为地球质量的33万倍)、直径139.2万km(约为地球直径的109倍)的热气体(严格说是等离子体)球。其平均密度为水的1.4倍,但这一平均密度隐含着很宽的密度范围,从超高密的核心到稀薄的外层。

作为一颗恒星太阳,其总体外观性质是,光度为383亿亿亿瓦,绝对星等为4.8,他是一颗黄色G2型矮星,有效温度等于开氏5800度。太阳与在轨道上绕它公转的地球的平均距离为149597870km(499.005光秒或1天文单位)。按质量计,它的物质构成是71%的、26%的氦和少量重元素。太阳圆面在天空的角直径为32角分,与从地球所见的月球的角直径很接近,是一个奇妙的巧合(太阳直径约为月球的400倍而离我们的距离恰是地月距离的400倍),使日食看起来特别壮观。由于太阳比其他恒星离我们近得多,其视星等达到-26.8,成为地球上看到最明亮的天体。太阳每25.4天自转一周(平均周期;赤道比高纬度自转得快),每2亿年绕银河系中心公转一周。太阳因自转而呈轻微扁平状,与完美球形相差0.001%,相当于赤道半径与极半径相差6km(地球这一差值为21km,月球为9km,木星9000km,土星5500km)。差异虽然很小,但测量这一扁平性却很重要,因为任何稍大一点的扁平程度(哪怕是0.005%)将改变太阳引力对水星轨道的影响,而使根据水星近日点进动对广义相对论所做的检验成为不可信。

结构组成编辑本段回目录

太阳氢约占71%,氦约占27%,其它元素占2%

太阳从中心向外可分为核反应区辐射区对流层大气层。由于太阳外层气体的透明度极差,人类能够直接观测到的是太阳大气层,从内向外分为光球、色球和日冕3层。
太阳核心
详见:太阳核心

在太阳的中心,密度高达150,000 Kg/m3 (是地球上水的密度的150倍),热核反应 (核聚变) 将 氢 变成氦,释放出的能量使太阳保持稳定的状态。 每秒钟大约有 3.4 ×1038 质子转换变成氦原子核(太阳中的自由质子约为 8.9 ×1056),这个过程中大约426万吨质量经由质-能转换,释放出3.83 ×1026 焦耳 或相当于 9.15 ×1010百万吨TNT爆炸当量。核聚变的速率在自我修正下保持平衡:温度只要略微上升,核心就会膨胀,增加抵挡外围重量的力量,这会造成核聚变的扰动而修正反应速率;温度略微下降,核心就会收缩一些,使核聚变的速率提高,使温度能回复。 由中心至0.2太阳半径的距离是核心的范围,是太阳内唯一能进行核聚变释放出能量的场所。太阳其余的部份则被这些能量加热,并将能量向外传送,途中要经过许多相连的层次,才能到达表面的光球层,然后进入太空之中。 高能量的光子 (γ和X-射线)由核聚变从核心释放出来后,要经过漫长的时间才能到达表面,缓慢的速度和不断改变方向的路径,还有反覆的吸收和再辐射,使到达外围的光子能量都降低了。估计每个光子抵达表面的旅程平均需要花费5,000万年的时间 ,最快的也要经历17,000年 。在穿过对流层到达旅程的终点,进入透明的表面光球层时,光子就以可见光的型态逃逸进入太空。每一个在核心的γ射线光子在进入太空前,都已经转化成数百万个可见光的光子。中微子也是在核心的核聚变时被释放出来的,但是与光子不同的是他不会与其它的物质作用,因此几乎是立刻就由太阳表面逃逸出来。多年来,测量来自太阳的中微子数量都低于理论的数值,因而产生了太阳中微子问题,直到我们对中微子有了更多的认识,才以中微子振荡解开了这个谜题。 在非常接近太阳中心的地区,温度大约在15,000,000K,密度大约是150g/cc(大约十倍于金或铅的密度)。当由中心向太阳表面移动时,温度和密度同时都会降低。核心边缘的温度只有中心的一半,约为7,000,000K,同时密度也降至大约20g/cc(与黄金的密度近似)。由于核反应对温度和密度非常敏感,核聚变在核心的边缘几乎完全停止。

辐射层
从 0.2至约 0.7 太阳半径,太阳的物质是热且黏稠的,虽然仍然能够将热辐射向外传输,但是在这个区域内没有热对流的运动,所以离中心距离越远的地方,温度就会越低。这种温度梯度低于绝下降率,所以不会造成物质的流动。热能的传输全靠氢和氦的辐射-离子发射的光子,但只能传递很短的距离就会被其他的离子再吸收。 核心外缘的密度约为20g/cc,至辐射层顶的密度则只有0.2g/cc,远小于地球上水的密度,在相同的距离中温度亦从7,000,000K降至2,000,000K。

对流层
从0.7太阳半径至可见的太阳表面是对流层。此处的太阳物质不再是高热与黏滞的,电子也开始被原子核束缚住,所以热能由内向外的传递不再依靠辐射,而是经由热对流产生热柱,让热的物质将能量携带至太阳的表面。一旦表面温度下降,这些物质便会往下沉降,再回到对流层内,甚至会回到最深处,从辐射层的顶端再接收热能。在辐射层顶与对流层底之间,被认为还存在着对流超越区(Convective overshoot),由一些骚乱的湍流将能量由辐射层顶带进对流层底。 这几年来,在更多的细节被发现后,这个薄层变得非常引人注意。现在这一层也被认为是产生太阳磁场的磁发电机,流体在横越这一层时流动速度的改变,能够扩展磁力线的力量并且增强磁场,同时在经过这一层之后,化学成分好像也突然改变了。 在对流层的热柱会在太阳的表面形成一种特征,也就是在观测时看见的米粒组织和超米粒组织。在对流层内,由内部向外的小湍流,在向表面升起时,就像一部部 "小规模"的发电机,在太阳表面各处引发小区域的磁南极和磁北极。 在对流层底部的温度大约是2,000,000K,这已经冷得足够让较重的离子(如碳、氮、氧、钙和铁)能捕捉住一些电子,使得物质变得更不透明,因此辐射线变得更难以穿透。伴随着辐射被阻挡的热能,最后终将使流体被加热然后沸腾,或说是产生对流。对流运动能迅速的将热量带至表面,同时流体在上升的过程中膨胀和冷却,到达可见的表面时,温度已经降至6,000K,密度则仅仅只有0.0000002g/cc(大约是海平面空气密度的万分之一)。

光球层
详见:光球

光球表面另一种著名的活动现象便是太阳黑子。黑子是光球层上的巨大气流旋涡,大多呈现近椭圆形,在明亮的光球背景反衬下显得比较暗黑,但实际上它们的温度高达4000℃左右,倘若能把黑子单独取出,一个大黑子便可以发出相当于满月的光芒。日面上黑子出现的情况不断变化,这种变化反映了太阳辐射能量的变化。太阳黑子的变化存在复杂的周期现象,平均活动周期为11.2年。

色球层
详见:色球
紧贴光球以上的一层大气称为色球层,平时不易被观测太阳到,过去这一区域只是在日全食时才能被看到。当月亮遮掩了光球明亮光辉的一瞬间,人们能发现日轮边缘上有一层玫瑰红的绚丽光彩,那就是色球。色球层厚约8000千米,它的化学组成与光球基本上相同,但色球层内的物质密度和压力要比光球低得多。日常生活中,离热源越远处温度越低,而太阳大气的情况却截然相反,光球顶部接近色球处的温度差不多是4300℃,到了色球顶部温度竟高达几万度,再往上,到了日冕区温度陡然升至上百万度。人们对这种反常增温现象感到疑惑不解,至今也没有找到确切的原因。
过渡区
详见:过渡区

色球之上是过渡区,温度从100,000K快速的增加到与日冕相同的1,000,000K的高温。温度的增加使得过渡区中的氦发生相变,完全被游离。过渡区没有明确的高度界线,无疑的,这在色球上造成了一种被称为针状体( spicule)和色球暗条( filament),持续却混乱的运动好似光轮运转不止。从地球上很难观察到过渡区,但是在太空中使用对电磁频谱的远紫外线灵敏的仪器,就可以观察到了。

日冕层
详见:日冕

日冕的范围在色球之上,一直延伸到好几个太阳半径的地方。日冕里的物质更加稀薄,它还会有向外膨胀运动,并使得热电离气体粒子连续地从太阳向外流出而形成太阳风

太阳圈
详见:太阳圈

从20 个太阳半径(0.1天文单位)往外一直到最外围都是太阳圈的范围。他的内侧边界是太阳风的速度超过阿耳芬波的位置,因为讯息只能以阿耳芬波的速度传递,所以在这个界限之外的湍流和动力学的力量不再能影响到内部的日冕形状。太阳风源源不断的进入太阳圈之中并向外吹拂,使得太阳的磁场形成螺旋状的派克螺旋(Parker spirl),直到50天文单位之外撞击到日鞘为止。在2004年12月,航海家1号已穿越过被认为是日鞘的激波前缘,两艘航海家太空船在穿越边界时都侦测与记录到能量超过一般微粒的高能粒子。

太阳的卫星编辑本段回目录

太阳

卫星是指围绕行星所运行的天体。卫星分为天然卫星和人造卫星,其中,木星的天然卫星最多。在太阳系里,除水星和金星以外,其他行星都有天然卫星。行星的气体和尘埃会碰撞、合并。没有组成行星的天体除了天然卫星,还有小行星彗星等。

火星的两颗卫星是霍尔在海军天文台发现的。以往的观测没能发现它们是因为这两颗卫星异常得渺小。霍尔把外层的卫星叫做火卫二,内层的叫做火卫一。

木星是太阳系卫星较多的一颗行星,木星的卫星是按照发现的先后顺序编号的。1610年,伽利略用自制的天文望远镜观测到4颗卫星。天文家门为了纪念伽利略的这一重大发现,将这4颗卫星命名为伽利略卫星。这4颗卫星由内到外依次是依奥欧罗拔嘉里美卡利斯托。它们分别被简称为木卫一,木卫二,木卫三,木卫四,它们的表面特征很不一样。木卫一是至今在太阳系所观测到的火山活动最为频繁的激烈的天体,这一发现给天文学家们对太阳系天体研究提供了新的启示。木卫二体积比月球小,但密度和月球差不多。木卫三是木星最大的一颗卫星。木卫四的表面布满了密密麻麻的损石坑。

木星的卫星形态各种各样、五花八门。最著名的土卫六上有大气,是目前发现的太阳系卫星中,唯一存在大气的天体。土星是太阳系卫星最多的一颗行星,周围有很多大大小小的卫星围绕着它旋转,就像一个家族。目前为止,一共发现了23颗。

天王星与太阳系中的其他天体不同,天王星的卫星并不是以古代神话中的人物而命名的,而是用莎士比亚罗马教皇作品中人物的名字命名的。天王星也有很多卫星,其中有直径470公里的很大的卫星。

海王星是环绕太阳运行的一颗淡蓝色的行星,是典型的气体行星。海王星有8颗卫星。以前认为海王星只有2颗卫星,即海卫一和海卫二。通过探测发现了6颗较小的卫星,从而海王星的卫星达到了8颗。

卫星查龙的大小,占冥王星的一半以上。冥王星与卫星查龙之间的距离仅有2万公里。冥王星的公转周期和卫星查龙的公转周期是一样的。

太阳的传说编辑本段回目录

(图)太阳太阳的传说
希腊太阳神话

太阳神阿波罗是天神宙斯和女神勒托(Leto)所生之子。神后赫拉(Hera)由于妒忌宙斯和勒托的相爱,残酷地迫害勒托,致使她四处流浪。后来总算有一个浮岛德罗斯收留了勒托,她在岛上艰难地生下了日神和月神。于是赫拉就派巨蟒皮托前去杀害勒托母子,但没有成功。后来,勒托母子交了好运,赫拉不再与他们为敌,他们又回到众神行列之中。阿波罗为替母报仇,就用他那百发百中的神箭射死了给人类带来无限灾难的巨蟒皮托,为民除了害。阿波罗在杀死巨蟒后十分得意,在遇见小爱神厄洛斯(Eros)时讥讽他的小箭没有威力,于是厄洛斯就用一枝燃着恋爱火焰的箭射中了阿波罗,而用一枝能驱散爱情火花的箭射中了仙女达佛涅(Daphne),要令他们痛苦。达佛涅为了摆脱阿波罗的追求,就让父亲把自己变成了月桂树,不料阿波罗仍对她痴情不已,这令达佛涅十分感动。而从那以后,阿波罗就把月桂作为饰物,桂冠成了胜利与荣誉的象征。每天黎明,太阳神阿波罗都会登上太阳金车,拉着缰绳,高举神鞭,巡视大地,给人类送来光明和温暖。所以,人们把太阳看作是光明和生命的象征。

北欧太阳神话

弗蕾 丰侥、兴旺、爱情、和平之神,美丽的仙国阿尔弗海姆的国王。一说他与巴尔德尔同为光明之神,或称太阳神。他属下的小精灵在全世界施言行善。他常骑一只长着金黄色鬃毛的野猪出外巡视。人人都享受着他恩赐的和平与幸福。他有一把宝剑,光芒四射,能腾云驾雾。他还有一只袖珍魔船,必要时可运载所有的神和他们的武器。

中国太阳神话

后羿射日
相传上古时期,夏代有穷国的国王是一个名叫后羿的英俊男子。那后羿不仅长得潇洒,而且文武双全,天文、地理无所不知,谋略、武艺无所不精,尤其还射得一手好箭。有穷国在后羿的英明治理下,蒸蒸日上,威震四方。人们丰衣足食,安居乐业,日出而作,日落而息,呈现一派丰盛祥和的景象。

后羿每天处理完国事后,就带上心爱的弓箭(听说此箭乃神灵所赐),到射箭场进行练习,日复一日,年复一年,从未间断。他的箭术已到出神入化、无人能比的地步。

日子在和平、美满中一天天过去,有穷国日趋繁荣。就在人们沉浸在幸福、满足之中时,突然,祸从天降。

那是仲夏的一天,那天早晨和往日并无不同,可到了日出时候,东方一下子升出来十个太阳。人们看着眼前的一切,目瞪口呆。大家清楚,天上挂着十个太阳意味着什么。立时,哭喊着、祈祷声一片。人们用尽各种办法祈求上天开恩,收回多出的九颗太阳,但一切无济于事。一天又一天,田里的庄稼渐渐枯萎,河里的水慢慢干涸,老弱病残者一个接一个地倒下……后羿看着眼前的一切,心如刀绞,可是无计可施。他愁肠欲断,焦虑万分,人日渐憔憔。一天,困倦不已的他刚搭上眼,忽梦见一白胡老人,老人指点他,将九个箭靶做成太阳形状,每天对准靶心,练上七七四十九天后,便可射落天上的太阳,并嘱咐他,此事不可外扬,只有到了第五十天才可让人知道。后羿睁开眼,惊喜不已,立刻动手做箭靶,箭靶做好后,便带上箭躲到深山里,没日没夜地练起来。到了第五十天,国王要射日的消息传出后,在死亡线上挣扎的人们精神顿时振奋起来,仿佛看到了生的希望。人们唯恐后羿的箭射不落太阳,男女老幼顶着火一般的烈日,用最短的时间,搭起一座数米高的楼台,并抬来战鼓,为后羿呐喊助威。后羿在震耳欲聋的鼓声里,一步步登上楼台,在他身后,是无数双渴求、期盼的眼睛,在他周围,是痛苦呻吟的土地,在他头顶,是炽热、张狂的太阳。他告诉自己只能成功,不许失败。尽管知道走的是一条不归路,但为了救出受苦受难的民众,他无怨无悔

终于到达楼顶了,后羿回首最后一次看了看他的臣民,他的王宫,然后抬起头,举起手中的箭,缓缓拉开弓。“嗖”,只听一声巨响,被击中的太阳应声坠下,随即不知去向。台下一片欢呼,呐喊声、战鼓声穿透云霄。后羿一鼓作气,连连拉弓,又射落了七颗。还剩最后两颗了,此时,他已精疲力尽,可他知道,天上只能留下一颗太阳,如果此时放弃,就意味着前功尽弃。他再一次举起箭,用尽全身力气,将第九颗太阳击落后,便一头栽倒在地,再也没起来。一切恢复了原样,而勇敢、可敬的后羿却永远闭上了眼睛……

被射中的九颗太阳,坠落到九个不同的地方。其中的一颗,掉到了黄海边上,并砸出了一个湖,这个湖后人称作射阳湖。不久,从射阳湖里流出一条河,人称射阳河
《山海经》中关于太阳的神话传说

在遥远的东南海外,有一个羲和国,国中有一个异常美丽的女子叫羲和,她每天都在甘渊中洗太阳。太阳在经过夜晚之后就会被污染,经过羲和的洗涤,那被污染了的太阳,在第二天升起的时候仍会皎洁如初。这个羲和,实际上是传说中的上古帝王帝俊的妻子,她生了十个太阳,并且让这十个太阳轮流在空中执勤,把光明与温暖送到人间。这十个太阳的出发地十分荒凉偏僻,那地方有座山,山上有棵扶桑树,树高三百里,但它的叶子却像芥子一般大小。树下有个深谷叫汤谷,这是太阳洗浴的地方。它们洗浴完了,就藏在树枝上擦摩身子。每天由最上边的那一个骑着鸟儿巡游天空,其他的便依次上登,准备出发……

太阳的能量编辑本段回目录

太阳

地球上除原子能和火山、地震以外,太阳能是一切能量的总源泉。那么,整个地球接收的有多少呢?太阳发射出大的能量呢?科学家们设想在地球大气层外放一个测量太阳总辐射能量的仪器,在每平方厘米的面积上,每分钟接收的太阳总辐射能量为8.24焦。这个数值叫太阳常数。如果将太阳常数乘上以日地平均距离作半径的球面面积,这就得到太阳在每分钟发出的总能量,这个能量约为每分钟2.273×10^28焦。(太阳每秒辐射到太空的热量相当于一亿亿吨煤炭完全燃烧产生热量的总和,相当于一个具有5200万亿亿马力的发动机的功率。太阳表面每平方米面积就相当于一个85000马力的动力站。)而地球上仅接收到这些能量的22亿分之一。太阳每年送给地球的能量相当于100亿亿度电的能量。太阳能取之不尽用之不竭,又无污染,是最理想的能源。


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参考资料编辑本段回目录

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