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太阳 |
| ⊙ |
| 观测数据 |
| 到地球的平均距离 | 149,597,870 千米 |
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| 视星等 (V) | -26.8m |
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| 绝对星等 | 4.8m |
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| 物理数据 |
| 直径 | 1,392,000公里 |
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| 相对直径(dS/dE) | 109.1 |
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| 表面面积 | 6.09 × 1012 千米2 |
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| 体积 | 1.41 × 1027 米3 |
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| 质量 | 1.9891 × 1030
千克 |
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| 相对于地球质量 | 333,400 |
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| 密度 | 1411 千克/米3 |
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| 相对于地球密度 | 0.26 |
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| 相对于水的密度 | 1.409 |
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| 表面重力加速度 | 274 米/秒2 |
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| 相对表面重力加速度 | 27.9 倍 |
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| 表面温度 | 5780 开 |
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| 中心温度 | 约1500万 开 |
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| 日冕层温度 | 5 × 106 开 |
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| 发光度 (LS) | 3.827 × 1026 J s-1 |
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| 轨道数据 |
| 自转周期 | |
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| 赤道处: | 27天6小时36分钟 |
| 纬度30°: | 28天4小时48分钟 |
| 纬度60°: | 30天19小时12分钟 |
| 纬度75°: | 31天19小时12分钟 |
绕银河系中心 公转周期 | 2.2 × 108年 |
| 光球层成分 |
| 氢 | 73.46 % |
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| 氦 | 24.85 % |
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| 氧 | 0.77 % |
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| 碳 | 0.29 % |
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| 铁 | 0.16 % |
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| 氖 | 0.12 % |
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| 氮 | 0.09 % |
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| 硅 | 0.07 % |
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| 镁 | 0.05 % |
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| 硫 | 0.04 % |
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太阳是距离地球最近的
恒星,是
太阳系的中心
天体。太阳系质量的99.87%都集中在太阳。太阳系中的
八大行星、
小行星、
流星、
彗星、
外海王星天体以及
星际尘埃等,都围绕着太阳运行(
公转)。
太阳的构成
太阳从中心向外可分为核反应区、辐射区、对流层和大气层。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。
物理特性以及其他特性
太阳是一个
主序星,
光谱类型为G2V,G2表明它的温度不高,只在5,500K左右,V代表是
主序星,体积也不会太大。G2V恒星具有大约100亿年的
主序星寿命,通过
核子宇宙年代学测定,太阳年龄大约50亿年。
在太阳中心,
密度为1.5×10
5kg/m
3,
核聚变将
氢转变为
氦。每秒钟有3.9×10
45个
原子参与核反应。产生的
能量以
光的形式从太阳表面散发出去。而地球只获得了太阳总辐射量的22亿分之一,为1367瓦/平方公尺(
太阳常数)。
由於
温度高,太阳上的所有
物质都处於
电浆态,由於太阳不是
固体,因此太阳的
赤道可以比高纬度地区旋转得更快。太阳不同
纬度的
自转差别造成了它的
磁力线随
时间扭曲,引起
磁场回路(magnetic field loops)以太阳表面喷发,并引发形成
太阳黑子和
日珥。
日冕层密度为10
11个原子/m
3,
光球层为10
23个原子/m
3。
一段时间以来,人们一直为太阳核反应产生的
中微子数量仅仅是理论值的1/3而困惑,即所谓的
太阳中微子问题。最近发现中微子具有质量,并且在以太阳发到地球的过程中可能转变为难以检测到的中微子变种,测量值和理论值一致了。
观测太阳可以发现以下现象:
注意:请不要用眼睛直视太阳,否则极有可能会损伤视网膜并造成视力损伤。
结构
太阳在银河系里的恒星是一个近乎完美的
球体,其
扁率约为900万分之一,即是说其南北两极的直径值比东西直径短10公里。在自转周期方面,由於太阳并非以固态形式存在,因此其两极和赤道的自转周期并不相同(
赤道约为25天,
两极则约为35天),整体平均自转周期约为28天,其缓慢自转所产生的离心力,以赤道位置计算,还不到其自身重力的1,800万分之一。虽然太阳本身是太阳系的
中心,大质量的
木星使
质心之偏离中心达一个太阳半径,但所有行星的总质量还不到太阳的百分之五,因此来自行星的潮汐力并不足以改变太阳的形状。
太阳不像
类地行星般拥有固态表面,其气体密度从表面至中心会成
指数增长。太阳的半径计法是以
光球层的边缘为终点,其内部的高密度气体足以令可见光无法通过,而肉眼看见的是太阳的光球层,在0.7太阳半径范围内的气体占整个太阳总质量的大多数。
太阳的内部并不能直接观测,因高密度的气体阻隔了电磁辐射,但就像
地震学能利用
地震产生的震波能研究地球的内部,
日震学这个学门,也能利用横断过太阳内部的波的压力,来测量和描绘出太阳内部的构造。配合
计算机模拟的辅助,人们便可一览太阳深处。
核心
在太阳的中心,
密度高达150,000 Kg/m
3 (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 8.9
质子,也就是426公吨氢原子核经由质-能转换变成氦原子核,每秒钟释放出383
焦耳 或相当於 9.15
百万吨的
TNT 爆炸的能量。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,然後进入太空之中。
高能量的
光子 (γ和X-射线)由核聚变从核心释放出来後,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。
-(zh-hans:中微子;zh-hant:微中子)-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,测量来自太阳的微中子数量都低於理论的数值,因而产生了
太阳中微子问题,直到我们对微中子有了更多的认识,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(大约十倍於金或铅的密度)。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)。由於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
梯度低於
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,远小於地球上水的密度,在相同的距离中温度亦从7,000,000K降至2,000,000K。