太阳系的中心--太阳

对于人类来说,光辉的太阳无疑是宇宙中最重要的天体。万物生长靠太阳,没有太阳,地球上就不可能有姿态万千的生命现象,当然也不会孕育出作为智能生物的人类。太阳给人们以光明和温暖,它带来了日夜和季节的轮回,左右着地球冷暖的变化,为地球生命提供了各种形式的能源。那么,太阳,作为一个既令人生畏又备受人们尊敬的星球,它究竟是由什么物质组成的呢,其内部结构又是怎样的呢?

其实,在广袤浩瀚的宇宙大世界里,太阳只是一颗非常普通的恒星,其亮度、大小和物质密度都只处于中等。由于太阳离地球的距离最近,所以它成为了地球上所能见的天空中最大、最亮的天体。其他恒星距离我们都非常遥远,即使是最近的恒星,也比太阳远27万倍,因此,只能隐约看到一个闪烁的光点。

太阳体积虽然不大,但其质量却已经占据了整个太阳系总质量的99.85%;余下的极微小的质量中则包括了行星与它们的卫星、行星环,还有小行星、彗星、外海王星天体、理论中的奥尔特云、行星间的尘埃、气体和粒子等行星际物质。太阳以其强大的引力将太阳系中所有的天体紧紧地控制在它周围,这些天体井然有序地围绕着太阳旋转。同时,太阳又引领着太阳系的全体成员围绕银河系的中心运动。

太阳是由71%的氢、26%的氦和少量重元素物质构成的。其平均密度为水的1.4倍,但这一平均密度隐含着极宽的密度范围,从超高密的核心到稀薄的外层。它的质量约为地球质量的33万倍;直径139.2万千米,约为地球直径的109倍。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,太阳的直径约为月球的400倍,而太阳离人类的距离恰好是地球到月球的距离的400倍,这真是个奇妙的巧合。由于太阳离我们的距离比其他恒星近很多,所以太阳也成为了地球上所能见的最明亮的天体。

太阳从中心向外可分为核反应区、辐射区和对流区、太阳大气。太阳的大气层就好像地球的大气层一样,按不同的高度和不同的性质可分成三个圈层,即光球、色球和日冕。由于太阳的温度高达约6000 ,所以我们平常只能看到太阳的表面,也就是太阳大气的最底层。而它又不是透明的,因此我们不能直接看见太阳内部的结构。为了能弄清太阳内部结构,天文学家根据物理理论和对太阳表面各种现象的研究,建立了太阳内部结构和物理状态的模型。这一模型也已经被对于其他恒星的研究证实是可信的。

太阳的核心区域半径只有太阳半径的1/4,但却是太阳那巨大能量的真正源头。太阳核心的温度可高达1500万度。同时,内核压力也极大,使得由氢聚变为氦的热核反应得以发生,从而释放出极大的能量。这些能量通过辐射层和对流层中物质的传递,传送到达太阳光球的底部,再通过光球向外辐射出去。

太阳光球就是我们用肉眼所能看到的太阳圆面,通常所说的太阳半径指的就是光球的半径。光球层的大气中存在着激烈的活动,透过望远镜可以看到光球表面有许多如米粒般的密密麻麻的斑点状结构,亦称之为米粒组织。这些米粒组织极不稳定,据推测是由光球下面的气体剧烈对流造成的,一般持续时间仅为5~10分钟,其温度比光球的平均温度高出300 ~400 。

光球表面还有另一种著名的活动现象,那便是太阳黑子。太阳黑子是光球层上的巨大气流旋涡,大多呈近椭圆形,因其在明亮的光球背景反衬下显得比较暗黑,所以才有黑子一名的由来。但实际上太阳黑子的温度高达4000 左右,倘若把黑子单独取出,一个大黑子发出的光相当于满月时的光芒。日面上黑子的出现会不断发生变化,这种变化主要是由于太阳辐射能量变化造成的,其变化有着复杂的周期,平均活动周期约为11.2年。





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