太陽的天文科學(xué)小知識(shí)有哪些

　　沒有太陽，地球上就不會(huì)有生命。那么大家對(duì)太陽了解多少呢?下面為您精心推薦了太陽的天文科學(xué)小知識(shí)，希望對(duì)您有所幫助。

　　太陽的天文小知識(shí)

　　1.太陽只是銀河系2000億星球中的一員。

　　2.太陽擁有巨大的能量。地球每年都要從太陽吸收940億兆瓦能量，相當(dāng)于美國全年總耗能的4萬倍。

　　3.太陽的質(zhì)量正在以每秒500萬噸的速度減少。

　　4.太陽的溫度很高，其核心區(qū)域的溫度超過了1400萬K。

　　5.太陽是一個(gè)非常古老的星球。其內(nèi)部中心區(qū)域產(chǎn)生的能量要經(jīng)過5000萬年才能到達(dá)太陽表面。即使太陽現(xiàn)在就停止產(chǎn)生能量，那么在未來的5000萬年間，地球始終能感受到太陽的巨大能量。

　　6.太陽體型巨大，其直徑相當(dāng)于地球直徑的109倍。

　　7.更形象點(diǎn)，如果把太陽比作游泳池里面的大型充氣球的話，那么木星就是個(gè)高爾夫球了，而地球就只是一顆小豌豆了。

　　8.太陽不是由固體組成的。和地球不同的是，太陽是由氣體組成的，其表面沒有任何固態(tài)物質(zhì)。

　　9.太陽和地球相距遙遠(yuǎn)，就算以光速穿行也要8分鐘30秒才能到達(dá)。

　　10.太陽的逃逸速度約為383英里/秒。

　　11.太陽距離冥王星的距離非常遠(yuǎn)，以光速穿行也要5個(gè)半小時(shí)。

　　12.太陽的自轉(zhuǎn)周期為25.38天。

　　太陽的概況

　　地球圍繞太陽公轉(zhuǎn)的軌道是橢圓形的，每年7月離太陽最遠(yuǎn)(稱為遠(yuǎn)日點(diǎn))，每年1月最近(稱為近日點(diǎn))，平均距離是1億4960萬公里(天文學(xué)上稱這個(gè)距離為1天文單位)。以平均距離算，光從太陽到地球大約需要經(jīng)過8分19秒。太陽光中的能量通過光合作用等方式支持著地球上所有生物的生長，也支配了地球的氣候和天氣。人類從史前時(shí)代就一直認(rèn)為太陽對(duì)地球有巨大影響，有許多文化將太陽當(dāng)成神來崇拜。 對(duì)太陽的正確科學(xué)認(rèn)識(shí)進(jìn)展得很慢，直到19世紀(jì)初期，杰出的科學(xué)家才對(duì)太陽的物質(zhì)組成和能量來源有了一點(diǎn)認(rèn)識(shí)。人類對(duì)太陽的理解一直在不斷進(jìn)展中，還有大量有關(guān)太陽活動(dòng)機(jī)制方面的未解之謎等待著人們來破解。

　　太陽圓面在天空的角直徑為32角分，與從地球所見的月球的角直徑很接近，是一個(gè)奇妙的巧合(太陽直徑約為月球的400倍而離我們的距離恰是地月距離的400倍)，使日食看起來特別壯觀。由于太陽比其他恒星離我們近得多，其視星等達(dá)到-26.8，成為地球上看到最明亮的天體。太陽每25.4天自轉(zhuǎn)一周(隨緯度有所差異，赤道快，極點(diǎn)慢些，約30.2天)，每2.5億年繞銀河系中心公轉(zhuǎn)一周。太陽因自轉(zhuǎn)而呈輕微扁平狀，與完美球形相差0.001%，相當(dāng)于赤道半徑與極半徑相差6km(地球這一差值為21km，月球?yàn)?km，木星9000km，土星5500km)。差異雖然很小，但測量這一扁平性卻很重要，因?yàn)槿魏紊源笠稽c(diǎn)的扁平程度(哪怕是0.005%)將改變太陽引力對(duì)水星軌道的影響，而使根據(jù)水星近日點(diǎn)進(jìn)動(dòng)對(duì)廣義相對(duì)論所做的檢驗(yàn)成為不可信。

　　在其存在的最后階段，太陽中的氦將轉(zhuǎn)變成重元素，太陽的體積也將開始不斷膨脹，直至將地球吞沒。在經(jīng)過一億年的紅巨星階段后，太陽將突然坍縮成一顆白矮星--所有恒星存在的最后階段。再經(jīng)歷幾萬億年，它將最終完全冷卻,然后慢慢地消失在黑暗里。太陽是距離地球最近的恒星，是太陽系的中心天體。體積是地球的130萬倍。在銀河系內(nèi)一千多億顆恒星中，太陽只是普通的一員，它位于銀河系的對(duì)稱平面附近，距離銀河系中心約26000光年，在銀道面以北約26光年, 它一方面繞著銀心以每秒250公里的速度旋轉(zhuǎn)，另一方面又相對(duì)于周圍恒星以每秒19.7公里的速度朝著織女星附近方向運(yùn)動(dòng)。其中心區(qū)不停地進(jìn)行熱核反應(yīng)，所產(chǎn)生的能量以輻射方式向宇宙空間發(fā)射。

　　自轉(zhuǎn)

　　太陽地球自轉(zhuǎn)不能以云層或海洋為依據(jù)，太陽自轉(zhuǎn)也不能看表面，但人們無法知道其內(nèi)部情況，所以無法知道太陽自轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)。人們只看到太陽是流體星球，其它都是推測。

　　公轉(zhuǎn)

　　太陽繞銀河系中心公轉(zhuǎn)。銀河系中心可能有巨大黑洞,但它周圍布滿了恒星,所以看上去象“銀盤”。這些恒星都繞“銀核”公轉(zhuǎn)。與地球公轉(zhuǎn)不同，這些恒星公轉(zhuǎn)每繞一周離“銀核”會(huì)更近。

　　太陽的構(gòu)造

　　構(gòu)造概述

　　組成太陽的物質(zhì)大多是些普通的氣體，其中氫約占71.3%、 氦約占27%， 其它元素占2%。太陽從中心向外可分為核反應(yīng)區(qū)、輻射區(qū)和對(duì)流區(qū)、太陽大氣。太陽的大氣層，像地球的大氣層一樣，可按不同的高度和不同的性質(zhì)分成各個(gè)圈層，即從內(nèi)向外分為光球、色球和日冕三層。我們平�？吹降奶�陽表面，是太陽大氣的最底層，溫度約是6000開。它是不透明的，因此我們不能直接看見太陽內(nèi)部的結(jié)構(gòu)。但是，天文學(xué)家根據(jù)物理理論和對(duì)太陽表面各種現(xiàn)象的研究，建立了太陽內(nèi)部結(jié)構(gòu)和物理狀態(tài)的的模型。

　　內(nèi)部構(gòu)造

　　太陽的內(nèi)部主要可以分為三層：核心區(qū)、輻射層和對(duì)流層。太陽的核心區(qū)域半徑是太陽半徑的1/4，約為整個(gè)太陽質(zhì)量的一半以上。太陽核心的溫度極高，達(dá)到1500萬℃，壓力也極大，使得由氫聚變?yōu)楹さ臒岷朔磻?yīng)得以發(fā)生，從而釋放出極大的能量。這些能量再通過輻射層和對(duì)流層中物質(zhì)的傳遞，才得以傳送到達(dá)太陽光球的底部，并通過光球向外輻射出去。太陽中心區(qū)的物質(zhì)密度非常高。每立方厘米可達(dá)160克。太陽在自身強(qiáng)大重力吸引下，太陽中心區(qū)處于高密度、高溫和高壓狀態(tài)。是太陽巨大能量的發(fā)源地。 太陽中心區(qū)產(chǎn)生的能量的傳遞主要靠輻射形式。太陽中心區(qū)之外就是輻射層，輻射層的范圍是從熱核中心區(qū)頂部的0.25個(gè)太陽半徑向外到0.71個(gè)太陽半徑，這里的溫度、密度和壓力都是從內(nèi)向外遞減。從體積來說，輻射層占整個(gè)太陽體積的絕大部分。 太陽內(nèi)部能量向外傳播除輻射，還有對(duì)流過程。即從太陽0.71個(gè)太陽半徑向外到達(dá)太陽大氣層的底部，這一區(qū)間叫對(duì)流層。這一層氣體性質(zhì)變化很大，很不穩(wěn)定，形成明顯的上下對(duì)流運(yùn)動(dòng)。這是太陽內(nèi)部結(jié)構(gòu)的最外層。

　　太陽光球

　　太陽光球就是我們平常所看到的太陽圓面，通常所說的太陽半徑也是指光球的半徑。光球?qū)游挥趯?duì)流層之外，屬太陽大氣層中的最低層或最里層。光球的表面是氣態(tài)的，其平均密度只有水的幾億分之一，但由于它的厚度達(dá)500千米，所以光球是不透明的。光球?qū)拥拇髿庵写嬖谥�激烈的活�?dòng)，用望遠(yuǎn)鏡可以看到光球表面有許多密密麻麻的斑點(diǎn)狀結(jié)構(gòu)，很象一顆顆米粒，稱之為米粒組織。它們極不穩(wěn)定，一般持續(xù)時(shí)間僅為5-10分鐘，其溫度要比光球的平均溫度高出300-400℃。截止到2013年認(rèn)為這種米粒組織是光球下面氣體的劇烈對(duì)流造成的現(xiàn)象。光球表面另一種著名的活動(dòng)現(xiàn)象便是太陽黑子。黑子是光球?qū)由系木薮髿饬餍郎u，大多呈現(xiàn)近橢圓形，在明亮的光球背景反襯下顯得比較暗黑，但實(shí)際上它們的溫度高達(dá)4000℃左右，倘若能把黑子單獨(dú)取出，一個(gè)大黑子便可以發(fā)出相當(dāng)于滿月的光芒。日面上黑子出現(xiàn)的情況不斷變化，這種變化反映了太陽輻射能量的變化。太陽黑子的變化存在復(fù)雜的周期現(xiàn)象，平均活動(dòng)周期為11.2年。

　　太陽色球

　　緊貼光球以上的一層大氣稱為色球?qū)樱�平時(shí)不易被觀測到，過去這一區(qū)域只是在日全食時(shí)才能被看到。當(dāng)月亮遮掩了光球明亮光輝的一瞬間，人們能發(fā)現(xiàn)日輪邊緣上有一層玫瑰紅的絢麗光彩，那就是色球。色球?qū)雍窦s8000千米，它的化學(xué)組成與光球基本上相同，但色球?qū)觾?nèi)的.物質(zhì)密度和壓力要比光球低得多。日常生活中，離熱源越遠(yuǎn)處溫度越低，而太陽大氣的情況卻截然相反，光球頂部接近色球處的溫度差不多是4300℃，到了色球頂部溫度竟高達(dá)幾萬度，再往上，到了日冕區(qū)溫度陡然升至上百萬度。人們對(duì)這種反常增溫現(xiàn)象感到疑惑不解，至今也沒有找到確切的原因。

　　在色球上人們還能夠看到許多騰起的火焰，這就是天文上所謂的“日珥”。日珥是迅速變化著的活動(dòng)現(xiàn)象，一次完整的日珥過程一般為幾十分鐘。同時(shí)，日珥的形狀也可說是千姿百態(tài)，有的如浮云煙霧，有的似飛瀑噴泉，有的好似一彎拱橋，也有的酷似團(tuán)團(tuán)草叢，真是不勝枚舉。天文學(xué)家根據(jù)形態(tài)變化規(guī)模的大小和變化速度的快慢將日珥分成寧靜日珥、活動(dòng)日珥和爆發(fā)日珥三大類。最為壯觀的要屬爆發(fā)日珥，本來寧靜或活動(dòng)的日珥，有時(shí)會(huì)突然“怒火沖天”，把氣體物質(zhì)拼命往上拋射，然后回轉(zhuǎn)著返回太陽表面，形成一個(gè)環(huán)狀，所以又稱環(huán)狀日珥。

　　太陽日冕

　　日冕是太陽大氣的最外層。日冕中的物質(zhì)也是等離子體，它的密度比色球?qū)痈�低，�?010年10月在不同黑子上方看見的日冕構(gòu)造它的溫度反比色球?qū)痈�，可達(dá)上百萬攝氏度。在日全食時(shí)在日面周圍看到放射狀的非常明亮的銀白色光芒即是日冕。 日冕的范圍在色球之上，一直延伸到好幾個(gè)太陽半徑的地方。日冕還會(huì)有向外膨脹運(yùn)動(dòng)，并使得冷電離氣體粒子連續(xù)地從太陽向外流出而形成太陽風(fēng)。

　　日冕： 日冕的范圍在色球之上，一直延伸到好幾個(gè)太陽半徑的地方。日冕里的物質(zhì)更加稀薄，它還會(huì)有向外膨脹運(yùn)動(dòng)，并使得熱電離氣體粒子連續(xù)地從太陽向外流出而形成太陽風(fēng)。太陽黑子：通過一般光學(xué)望遠(yuǎn)鏡觀測太陽，觀測到的是光球?qū)?太陽大氣層的最里層)的活動(dòng)。在光球上經(jīng)�？梢钥吹皆S多黑色斑點(diǎn)，叫太陽黑子。太陽黑子在日面上的大小、多少、位置和形態(tài)等，每日都不一樣。太陽黑子是光球?qū)游镔|(zhì)劇烈運(yùn)動(dòng)形成的局部強(qiáng)磁場區(qū)域，是光球?qū)踊顒?dòng)的重要標(biāo)志。長期觀測太陽黑子就會(huì)發(fā)現(xiàn)，有的年份黑子多，有的年份黑子少，有時(shí)甚至幾天，幾十天日面上都沒有黑子。

　　天文學(xué)家們?cè)缫炎⒁獾�，太陽黑子從最�?或最少)的年份到下一次最多(或最少)的年份，大約相隔11年。也就是說，太陽黑子有平均11的活動(dòng)周期，這也是整個(gè)太陽的活動(dòng)周期。天文學(xué)家把太陽黑了最多的年份稱為“太陽活動(dòng)峰年”，把太陽黑子最少的年份稱為“太陽活動(dòng)寧靜年”。

　　太陽質(zhì)量體積

　　太陽是一個(gè)巨大而熾熱的氣體星球。知道了日地距離，再從地球上測得太陽圓面的視角直徑，從簡單的三角關(guān)系就可以求出太陽的半徑為69.6萬千米，是地球半徑的109倍。由此可以算出太陽的體積為地球的130萬倍。

　　天文學(xué)家根據(jù)開普勒行星運(yùn)動(dòng)的第三定律，利用地球的質(zhì)量和它環(huán)繞太陽運(yùn)轉(zhuǎn)的軌道半徑及周期，還可以推算出太陽的質(zhì)量為1.989×10千克，這個(gè)質(zhì)量是地球的33萬倍。并且集中了太陽系99.86%的質(zhì)量。但是，即使這樣一個(gè)龐然大物，在茫茫宇宙之中，卻也不過只是一顆質(zhì)量中等的普通恒星而已。

　　由太陽的體積和質(zhì)量，可以計(jì)算出太陽平均密度為1.409克/厘米3，約為地球平均密度的0.26倍。太陽表面的重力加速度等于273.9810米/秒2，約為地球表面重力加速度的28倍，如果一個(gè)人站在太陽表面，那么他的體重將會(huì)是在地球上的20倍[3]。太陽表面的逃逸速度約617.7公里/秒，任何一個(gè)中性粒子的速度必須大于這個(gè)值，才能脫離太陽的吸引力而跑到宇宙空間中去。

　　旋轉(zhuǎn)

　　公轉(zhuǎn)

　　太陽繞銀河系中心公轉(zhuǎn)，繞銀河系中心公轉(zhuǎn)周期約2.5×10年。銀河系中心可能有巨大黑洞，但它周圍布滿了恒星，所以看上去象“銀盤”。這些恒星都繞“銀核”公轉(zhuǎn)。與地球公轉(zhuǎn)不同，這些恒星公轉(zhuǎn)每繞一周離“銀核”會(huì)更近。

　　自轉(zhuǎn)

　　太陽和其它天體一樣，也在圍繞自己的軸心自西向東自轉(zhuǎn)，但觀測和研究表明，太陽表面不同的緯度處，自轉(zhuǎn)速度不一樣。在赤道處，太陽自轉(zhuǎn)一周需要25.4天，而在緯度40處需要27.2天，到了兩極地區(qū)，自轉(zhuǎn)一周則需要35天左右。這種自轉(zhuǎn)方式被稱為“較差自轉(zhuǎn)”。

　　太陽圈　　

　　太陽圈，從大約20太陽半徑（0.1天文單位）到太陽系的邊緣，這一大片環(huán)繞著太陽的空間充滿了伴隨太陽風(fēng)離開太陽的等離子體。他的內(nèi)側(cè)邊界是太陽風(fēng)成為超阿耳芬波的那層位置-流體的速度超過阿耳芬波。因?yàn)橛嵪⒅荒芤园⒍�芬波的速度傳遞，所以在這個(gè)界限之外的湍流和動(dòng)力學(xué)的力量不再能影響到內(nèi)部的日冕形狀。太陽風(fēng)源源不斷的進(jìn)入太陽圈之中并向外吹拂，使得太陽的磁場形成螺旋的形狀，直到在距離太陽超過50天文單位之外撞擊到日鞘為止。

　　在2004年12月，旅行者1號(hào)探測器已穿越過被認(rèn)為是日鞘部分的激波前緣。兩艘航海家太空船在穿越邊界時(shí)都偵測與記錄到能量超過一般微粒的高能粒子。

　　太陽光

　　陽光是地球能量的主要來源。太陽常數(shù)是在距離太陽1天文單位的位置（也就是在或接近地球），直接暴露在陽光下的每單位面積接收到的能量，其值約相當(dāng)于1,368W/m3（瓦每平方米）。經(jīng)過大氣層的吸收后，抵達(dá)地球表面的陽光已經(jīng)衰減——在大氣清澈且太陽接近天頂?shù)臈l件下也只有約1,000W/m3。

　　有許多種天然的合成過程可以利用太陽能-光合作用是植物以化學(xué)的方式從陽光中擷取能量（氧的釋出和碳化合物的減少），直接加熱或使用太陽電池轉(zhuǎn)換成電的儀器被使用在太陽能發(fā)電的設(shè)備上，或進(jìn)行其他的工作；有時(shí)也會(huì)使用集光式太陽能（也就是凝聚陽光）。儲(chǔ)存在原油和其它化石燃料中的能量是來自遙遠(yuǎn)的過去經(jīng)由光合作用轉(zhuǎn)換的太陽能。

　　對(duì)流層

　　太陽的外層，從它的表面向下至大約200,000公里（或是70%的太陽半徑），太陽的等離子體已經(jīng)不夠稠密或不夠熱不再能經(jīng)由傳導(dǎo)作用有效的將內(nèi)部的熱向外傳送；換言之，它已經(jīng)不夠透明了。結(jié)果是，當(dāng)熱柱攜帶熱物質(zhì)前往表面（光球）產(chǎn)生了熱對(duì)流。一旦這些物質(zhì)在表面變冷，它會(huì)向下切入對(duì)流帶的底部，再從輻射帶的頂部獲得更多的熱量在可見的太陽表面，溫度已經(jīng)降至5700K，而且密度也只有0.2公克/立方米（大約是海平面密度的六千分之一）。

　　在對(duì)流帶的熱柱形成在太陽表面上非常重要的，像是米粒組織和超米粒組織。在對(duì)流帶的湍流會(huì)在太陽內(nèi)部的外圍部分造成“小尺度”的發(fā)電機(jī)，這會(huì)在太陽表面的各處產(chǎn)生磁南極和磁北極。太陽的熱柱是貝納得穴流因此往往像六角型的棱鏡。