太阳

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太阳是什么？

☉︎ 太阳事实
警告： 切勿直接注视太阳；这会伤害并损害你的眼睛。
如果你通过望远镜看太阳，可能会导致失明。
太阳离地球约为1.5亿千米（9300万英里）。
太阳的光需要8分钟才能到达地球。这意味着，如果太阳爆炸，我们将延迟8分钟才看到它爆炸！
每秒钟，太阳将400万公吨的气体转化为能量。那相当于881,849,000,000磅！
太阳的直径相当于109个地球的大小。

太阳是一颗恒星——离地球最近的恒星。它是一个巨大的、非常热的气体球（等离子态）。我们呼吸的空气和气球中的氦气都是气体。太阳表面温度超过5500°C，中心温度更高，约为1500万°C。太阳主要由氢（70%）和氦（28%）组成。它每秒将大量的氢转化为氦，从而产生热量和光。

太阳产生的光和热温暖了地球的表面，并使植物生长。我们可以从植物中获得食物，还可以燃烧木材和其他植物部分来做饭、取暖和驱动汽车。没有太阳，地球上的生命就无法存在。

太阳有多大？
太阳非常大——比地球大得多！即使是强大的行星木星与之相比也是小得多。太阳的直径超过一百万千米（相当于109个地球），它包含了太阳系99.86%的质量。如果你能站在太阳表面，你的体重将是地球上的28倍，因为太阳的质量更大，因此它的引力也比地球强。

超过一百万个地球可以容纳在太阳表面下。然而，从地球上看它并不显得那么大。这是因为太阳离我们非常远。与其他恒星相比，太阳的大小算是中等的。还有比太阳更大的恒星，也有更小的恒星。

太阳向太阳系边缘吹送着非常稀薄的带电粒子太阳风。当它到达边缘时，这些气体与来自其他恒星的气体混合。

太阳表面是什么样的？
太阳没有像地球那样可以站立的地壳。整个太阳都是由气体、火焰和等离子体组成的。随着离太阳中心越来越远，气体变得越来越稀薄。当我们观察太阳时，看到的外层叫做光球，意为“光球”。我们称之为太阳的表面，因为我们看到的大部分光来自这里。实际上，光球上方还有大量来自太阳的物质，部分气体甚至被爆发到极远的地方。

太阳如何产生光和热？
太阳是地球的主要能源。这些能量是在太阳内部深处通过一种叫做核聚变的过程产生的。四个氢原子聚合成一个氦原子。部分剩余的物质转化为能量。这与氢弹释放能量的方式相同。

太阳内部的结构：
核心： 太阳的核心非常密集，密度约为铅的12倍。这意味着如果从太阳核心提取一加仑气体，它将重达半吨。它的温度也非常高——大约1500万°C。这个区域是大多数核反应发生的地方。

辐射区： 在这个区域，核心产生的光和热努力向外传播。构成这一区域的气体非常密集，不断地吸收和发射光线。你是否曾经尝试过在水中跑步？这就像光波在太阳的这一部分区域中的传播。光无法传播太远，每次都会遇到障碍并改变方向。光在这里传播得非常缓慢。一束光从这一层穿透出来可能需要一百万年。

对流区： 你是否曾经看到火上方的空气闪烁？你可能被告知这是因为热气上升？实际上，是热气上升。热气体变得不那么密集并上升，冷气体变得更加密集并下沉。在这个区域，气体比较稀薄。它们像壁炉中的空气一样运动。底部的气体从下面被加热，升到表面，将热量释放到太空中，然后再次下沉。对流区中的气体形成了类似地球海洋和大气的流动，这些流动叫做对流单元。

太阳黑子是什么？

太阳黑子是太阳上的黑暗斑点，但它们仍然比闪电亮。太阳黑子看起来比太阳的其他部分更暗，因为它们稍微凉一些。尽管太阳黑子比太阳的其他部分要冷，但它们仍然很热——大约4000°C（7000°F）。太阳黑子是由太阳磁场变化引起的。磁场会阻止对流，这导致太阳黑子的区域变冷并变暗。太阳黑子通常成群出现，随着太阳的自转而移动。

我们看到的太阳黑子数量在大约11年的周期内上下波动。

太阳内部发生了什么。不同的颜色表示不同的区域。

太阳大气是什么样的？
在光球层上方，太阳的气体并不密集。我们可以用特殊的望远镜看到两层结构。再往上，气体以太阳风的形式流出，达到太阳系的边缘。

耀斑和日珥

黑色区域是太阳黑子

如果你有一台带有特殊滤光片的望远镜，你可以看到太阳边缘的凸起。这些凸起叫做日珥。它们看起来像火山爆发。它们的长度有几百到几千公里，有些比地球还要大。它们通常似乎来源于太阳黑子。有时它们会远离太阳，飞向太空，这时它们被称为太阳耀斑。

色球层
色球层意为“色彩球”。它位于光球层之上。它不像光球那样明亮，通常看不见。但在日全食前，你可以看到它（仅通过特殊滤光片！）。它看起来像是一闪而过的五光十色的光芒。令人惊讶的是，色球层的温度比光球层还高，某些区域的温度超过20,000°C。

日蚀时的日冕

日冕
日冕意为“皇冠”。从日冕的图片来看，它确实像是一个皇冠。它位于色球层之上。它比光球层更热，并且会发光。它由稀薄的气体组成，随着太阳风被吹走。它不断变化，但即使用特殊望远镜，也很难观察到。

太阳风
在日冕的顶部，一些气体被吹出，形成太阳风。它吹得非常快——约60千米每秒（超过10万英里每小时）。但它的数量并不多。太阳风足够强大，能够将彗星上的尘埃和气体吹走，形成彗尾。

太阳风甚至能够推动大型物体。1960年，回声I号卫星被送入轨道。它是一个大型气球。由于它非常大且轻，太阳风将其推动，使其在轨道中运动。未来，一些航天器可能会利用太阳风通过太阳帆在行星之间旅行，就像帆船利用地球的风力在海洋中航行一样。

日球层
日球层是太阳风与其他恒星的风相遇的地方。在这里，太阳风突然减慢。2005年5月，旅行者I号太空船穿过这个区域，感受到了一次大冲击。它现在就在日球层内。由于这一事件发生在离地球非常远的地方，研究起来非常困难！

极光

太阳天气是什么？
你知道太阳有天气吗？地球天气是指地球大气中的情况。太阳天气是指太阳大气中的情况。太阳天气会影响我们在地球上的生活。太阳天气（也叫太空天气）包括阳光和太阳风。

太阳耀斑会从太阳喷射出大量非常热的气体。如果太阳耀斑指向地球，带正电荷的质子——亚原子粒子——可能会以高速射向地球，并可能引发太阳风暴。这可能会导致电力中断或阻碍无线电信号传播。它还可能损坏在轨道上的卫星。来自强烈太阳风暴的辐射对宇航员来说可能非常危险，因此他们必须受到保护。地球的磁场和大气通常能保护我们免受耀斑的影响。

太阳耀斑还可以引发极光。极光看起来像美丽的光幕。如果它们出现在北极附近，就叫做北极光（极光）。如果它们出现在南极附近，则叫做南极光。太阳天气也会影响其他行星。我们在每颗行星上都有极光的照片，除了水星和冥王星。

就像我们能获得地球天气预报一样，我们也能获得太阳天气预报。预报员通过研究太阳来预测何时会发生耀斑。他们努力预测太阳风暴何时会袭击地球。也试图预测太阳风暴何时会影响太阳系的其他部分。

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恒星的生命周期

我们太阳的生命周期
一个形成中的太阳生命开始时是一个星云；它是由主要是氢气的气体云组成。随着时间的推移，星云收缩；它的核心变得越来越紧密，温度也越来越高，直到它能够将氢转化为氦。这个核聚变成为太阳的能量来源。之后，太阳会非常像我们现在的太阳。它们将氢原子结合形成氦原子。

对比太阳现在的大小和它成为红巨星后的大小。

太阳作为红巨星的大小比较
经过数十亿年，这颗恒星将死亡。恒星将耗尽核心中的氢气，这样就不再有任何热源来抵抗重力，维持核心的稳定。核心开始收缩，氢气开始在核心周围的外层燃烧。恒星的外层膨胀并冷却，形成一个红巨星。这是普通恒星的生命周期，也是我们太阳的生命周期，尽管不同的恒星过程可能不同。当我们的太阳成为红巨星时，它将吞噬水星、金星，甚至可能是地球。太阳将开始一个扩展和收缩的周期，在太阳系成为行星状星云的过程中，它将吹掉自己的外大气层。一旦太阳无法继续维持核聚变，它将塌缩并凝聚成一颗白矮星。此时，它发出的光是我们死去的太阳的剩余能量，发射出剩余的热量，直到最终白矮星冷却并变暗。

太阳的探索

舒梅克-列维9号碎片落回木星。

早期的太空探测器，旨在收集关于太阳的信息，包括美国NASA的先驱5号到9号和太阳探测器1号与2号。它们收集了大量关于太阳的数据。其他项目通过地球轨道观测太阳，例如1991年发射的日本卫星“耀光号”（Yohkoh，意为“太阳光”）。它为科学家提供了关于太阳耀斑和太阳表面活动的更多信息。感谢耀光号，科学家们了解了如何分类太阳耀斑，以及它们是否会导致地球上的电气干扰。两个重要的太阳研究任务分别是“太阳与日球层观测台”（SHO）和“太阳动力学观测台”（SDO）。它们拍摄了太阳的许多照片，并发现了许多靠近太阳的彗星。所有这些观察都在太阳的赤道区域进行。第一颗观察太阳极区的太空探测器是“尤利西斯号”，它以一位著名希腊国王的名字命名，尤利西斯曾进行了一次非常漫长的航行。尤利西斯号探测器一路到达木星，然后开始接近太阳。它拍摄了著名的照片，记录了Shoemaker-Levy-9彗星与木星的碰撞。