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| 太陽 | |
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太陽是太陽系的中心天體，占有太陽系總體質量的99.86%。太陽系中的八大行星、小行星、流星、彗星、外海王星天體以及星際塵埃等，都圍繞着太陽公轉，而太陽則圍繞着銀河系的中心公轉。
太陽是位於太陽系中心的恆星，它幾乎是熱等離子體與磁場交織着的一個理想球體。太陽直徑大約是1392000（1.392×10⁶）千米，相當於地球直徑的109倍；體積大約是地球的130萬倍；其質量大約是2×10³⁰千克（地球的330000倍）。從化學組成來看，現在太陽質量的大約四分之三是氫，剩下的幾乎都是氦，包括氧、碳、氖、鐵和其他的重元素質量少於2%，採用核聚變的方式向太空釋放光和熱。
太陽目前正在穿越銀河系內部邊緣獵戶臂的本地泡區中的本星際雲。在距離地球17光年的距離內有50顆最鄰近的恆星系（與太陽距離最近的恆星是稱作比鄰星的紅矮星，大約4.2光年）。
太陽是一顆黃矮星（光譜為G2V），黃矮星的壽命大致為100億年，目前太陽大約45.7億歲。 在大約50至60億年之後，太陽內部的氫元素幾乎會全部消耗盡，太陽的核心將發生坍縮，導致溫度上升，這一過程將一直持續到太陽開始把氦元素聚變成碳元素。雖然氦聚變產生的能量比氫聚變產生的能量少，但溫度也更高，因此太陽的外層將膨脹，並且把一部分外層大氣釋放到太空中。當轉向新元素的過程結束時，太陽的質量將稍微下降，外層將延伸到地球或者火星目前運行的軌道處（這時由於太陽質量的下降，這兩顆行星將會離太陽更遠）。
目錄
基本信息
中文名 太陽 半 徑 6.955×10⁵ km
外文名 Sun 公轉周期 （2.25-2.50）×10⁸ a
別 稱 白駒 金虎 赤烏 陽烏 金烏 金輪 火輪 分 類 恆星
質 量 1.9891×10³⁰ kg 平均密度 1.408×10³ kg/㎥
直 徑 1.392×10⁶ km 表面溫度 5770K
逃逸速度 617.7 km/s 視星等 （V）-26.74
絕對星等 4.83 自轉周期 25.05天
赤 經 286.13° 赤 緯 +63.87°
距地距離 1.496×10⁸ km
演化
太陽是在大約45.7億年前在一個坍縮的氫分子雲內形成。太陽形成的時間以兩種方法測量：太陽目前在主序帶上的年齡，使用恆星演化和太初核合成的電腦模型確認，大約就是45.7億年。這與放射性定年法得到的太陽最古老的物質是45.67億年非常的吻合。太陽在其主序的演化階段已經到了中年期，在這個階段的核聚變是在核心將氫聚變成氦。每秒中有超過400萬噸的物質在太陽的核心轉化成能量，產生中微子和太陽輻射。以這個速率，到目前為止，太陽大約轉化了100個地球質量的物質成為能量，太陽在主序帶上耗費的時間總共大約為100億年。
太陽沒有足夠的質量爆發成為超新星，替代的是，在約50億年後它將進入紅巨星的階段，氦核心為抵抗引力而收縮，同時變熱；緊挨核心的氫包層因溫度上升而加速聚變，結果產生的熱量持續增加，傳導到外層，使其向外膨脹。當核心的溫度達到1億K時，氦聚變將開始進行並燃燒生成碳。由於此時的氦核心已經相當於一個小型「白矮星」（電子簡併態），熱失控的氦聚變將導致氦閃，釋放的巨大能量使太陽核心大幅度膨脹，解除了電子簡併態，然後核心剩餘的氦進行穩定的聚變。從外部看，太陽將如新星般突然增亮5～10個星等（相比於此前的「紅巨星」階段），接着體積大幅度縮小，變得比原先的紅巨星暗淡得多（但仍將比現在的太陽亮），直到核心的碳逐步累積，再次進入核心收縮、外層膨脹階段。這就是漸近巨星分支階段。
地球的命運是不確定的，當太陽成為紅巨星時，其半徑大約會是現在的200倍，表面可能將膨脹至地球現在的軌道——1AU（1.5×101m）。然而，當太陽成為漸近巨星分支的恆星時，由於恆星風的作用，它大約已經流失30%的質量，所以地球的軌道會向外移動。如果只是這樣，地球或許可以倖免，但新的研究認為地球可能會因為潮汐的相互作用而被太陽吞噬掉。但即使地球能逃脫被太陽焚毀的命運，地球上的水仍然都會沸騰，大部分的氣體都會逃逸入太空。
即使太陽仍在主序帶的現階段，太陽的光度仍然在緩慢的增加（每10億年約增加10%），表面的溫度也緩緩的提升。太陽過去的光度比較暗淡，這可能是生命在10億年前才出現在陸地上的原因。太陽的溫度若依照這樣的速率增加，在未來的10億年，地球可能會變得太熱，使水不再能以液態存在於地球表面，而使地球上所有的生物趨於滅絕。
繼紅巨星階段之後，激烈的熱脈動將導致太陽外層的氣體逃逸，形成行星狀星雲。在外層被剝離後，唯一留存下來的就是恆星炙熱的核心——白矮星，並在數十億年中逐漸冷卻和黯淡。這是低質量與中質量恆星演化的典型。 [1]
質量體積
太陽是一個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，從簡單的三角關係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。
天文學家根據開普勒行星運動的第三定律，利用地球的質量和它環繞太陽運轉的軌道半徑及周期，還可以推算出太陽的質量為1.989×10³⁰千克，這個質量是地球的33萬倍。並且集中了太陽系99.86%的質量。但是，即使這樣一個龐然大物，在茫茫宇宙之中，卻也不過只是一顆質量中等的普通恆星而已。
由太陽的體積和質量，可以計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於2.739810厘米/秒3，約為地球表面重力加速度的28倍，如果一個人站在太陽表面，那麼他的體重將會是在地球上的20倍 [2] 。太陽表面的逃逸速度約617.7公里/秒，任何一個中性粒子的速度必須大於這個值，才能脫離太陽的吸引力而跑到宇宙空間中去。 [3-4]
所處位置
太陽只是宇宙中一顆十分普通的恆星，但它卻是太陽系的中心天體。太陽系中，包含我們的地球在內的八大行星、一些矮行星、彗星和其它無數的太陽系小天體，都在太陽的強大引力作用下環繞太陽運行。太陽系的疆域龐大，僅以冥王星為例，其運行軌道距離太陽就將近40個天文單位，也就是60億千米之遙遠，而實際上太陽系的範圍還要數十倍於此。
但是這樣一個龐大的太陽系家族，在銀河系中卻僅僅只是十分普通的滄海一粟。銀河系擁有至少1000億顆以上的恆星，直徑約10萬光年。太陽位於銀道面之北的獵戶座旋臂上，距離銀河系中心約30000光年，在銀道面以北約26光年，它一方面繞着銀心以每秒250公里的速度旋轉，周期大概是2.5億年，另一方面又相對於周圍恆星以每秒19.7公里的速度朝着織女星附近方向運動。 [3] 太陽也在自轉，其周期在日面赤道帶約25天；兩極區約為35天。
太陽正在穿越銀河系內部邊緣獵戶臂的本地泡區中的本星際雲。在距離地球17光年的距離內有50顆最鄰近的恆星系（距離最近的一顆恆星是紅矮星，被稱為比鄰星，距太陽大約4.2光年），太陽的質量在這些恆星中排在第四。太陽在距離銀河中心24000至26000光年的距離上繞着銀河公轉，從銀河北極鳥瞰，太陽沿順時針軌道運行，大約2億2500萬至2億5000萬年繞行一周。由於銀河系在宇宙微波背景輻射（CMB）中以550公里/秒的速度朝向長蛇座的方向運動，這兩個速度合成之後，太陽相對於CMB的速度是370公里/秒，朝向巨爵座或獅子座的方向運動。
在南門二（比鄰星所在的三合星系統）的位置觀看我們的太陽時，太陽則會成為仙后座中一顆視星等為0.5等的恆星。大體來說，仙后座的外形將會從\/\/變成/\/\/，太陽將會位在仙后座ε星的尾端。
旋轉
公轉
太陽繞銀河系中心公轉，繞銀河系中心公轉周期約2.5×10⁸年。銀河系中心可能有巨大黑洞，但它周圍布滿了恆星，所以看上去象「銀盤」。這些恆星都繞「銀核」公轉。與地球公轉不同，這些恆星公轉每繞一周離「銀核」會更近。
自轉
太陽和其它天體一樣，也在圍繞自己的軸心自西向東自轉，但觀測和研究表明，太陽表面不同的緯度處，自轉速度不一樣。在赤道處，太陽自轉一周需要25.4天，而在緯度40處需要27.2天，到了兩極地區，自轉一周則需要35天左右。這種自轉方式被稱為「較差自轉」。 [3] [5]
構造
根據太陽活動的相對強弱，太陽可分為寧靜太陽和活動太陽兩大類。寧靜太陽是一個理論上假定寧靜的球對稱熱氣體球，其性質只隨半徑而變，而且在任一球層中都是均勻的，其目的在於研究太陽的總體結構和一般性質。在這種假定下，按照由里往外的順序，太陽是由核心、輻射區、對流層、光球層、色球層、日冕層構成。光球層之下稱為太陽內部；光球層之上稱為太陽大氣。 [3]
參數
能量
作為一顆恆星，太陽，其總體外觀性質是，光度為383億億億瓦，絕對星等為4.8。是一顆黃色G2型矮星，有效溫度等於開氏5800度。太陽與在軌道上繞它公轉的地球的平均距離為149597870km（499.005光秒或1天文單位）。按質量計，它的物質構成是71%的氫、26%的氦和少量較重元素。它們都是通過核聚變來釋放能量的，根據理論太陽最後核聚變反應產生的物質是鐵和銅等金屬。
觀測數據
日地平均的距離（1天為單位）：1.49597870×10¹¹米（1億5千萬公里）
日地最遠的距離：1.5210×10¹¹米
日地最近的距離：1.4710×10¹¹米
遠日點與近日點距離相差500萬千米
視星等：-26.74等
絕對星等：4.83等
熱星等：-26.82等
絕對熱星等：4.75等 [7]
物理參數
日地平均距離 149,598,000千米 半徑 696,000千米
質量 1.989×10³³克 平均密度 1.409克/立方厘米
有效溫度 5,770K 自轉會合周期 26.9日（赤道）；31.1日（極區）
光譜型 G2V 目視星等 -26.74等
目視絕對星等 4.83等 表面重力加速度 27,400厘米/平方秒
表面逃逸速度 617.7千米/秒 中心溫度 約15,000,000K
中心密度 約160克/立方厘米 年齡 50億年
表面面積 大約6.09×10¹²平方千米 體積 大約1.412×10¹⁸立方千米
日冕層溫度 5×200K 發光度（LS） 大約3.827×10²⁶Js⁻¹
太陽壽命 約100億年 天文符號 ☉
太陽活動周期 11.04年 總輻射功率 3.86×10²⁶瓦特 [8]
光球成分（質量）
名稱 所占百分比
氫 73.46% 氦 24.85% 氧 0.77%
碳 0.29% 鐵 0.16% 氖 0.12%
氮 0.09% 硅 0.07% 鎂 0.05%
硫 0.04%
太陽輻射的峰值波長（500納米）介於光譜中藍光和綠光的過渡區域。恆星的溫度與其輻射中占主要地位的波長有密切關係。就太陽來說，仗其表面的溫度大約在5800K。然而，由於人的眼睛對峰值波長周圍的其它顏色更敏感，所以太陽看起來呈現出黃色或是紅色。 [9]
太陽的未來
太陽上排絕大多數的氫正逐漸燃燒轉變為氦，可以說太陽正處於最穩定的主序星階段。
對太陽這樣質量的恆星而言，主序星階段約可持續110億年。恆星由於放出光而慢慢地在收縮，而在收縮過程中，中心部分的密度就會增加，壓力也會升高，使得氫會燃燒得更厲害，這樣一來溫度就會升高，太陽的亮度也會逐漸增強。太陽自從45億年前進入主序星階段到如今，太陽光的亮度增強了30%，預計今後還會繼續增強，使地球溫度不斷升高。
65億年後，當太陽的主序星階段結束時，預計太陽光的亮度將是如今的2.2倍，而地球的平均溫度要比如今高60℃左右。屆時就算地球上仍有海水，恐怕也快被蒸發光了。若僅從平均溫度來看，火星反而會是最適宜人類居住的星球。在主序星階段，因恆星自身引力而造成收縮的這股向內的力和因燃燒而引起的向外的力會互相牽制而達到平衡。但在65億年後，太陽中心部分的氫會燃盡，最後只剩下其周圍的球殼狀部分有氫燃燒。在球殼內不再燃燒的區域，由於抵消引力的向外的力減弱而開始急速收縮，此時太陽會越來越亮，球殼外側部分因受到影響而導致溫度升高並開始膨脹，這便是另一個階段--紅巨星階段的開始。紅巨星階段會持續數億年，其間太陽的亮度會達到如今的2000倍，木星和土星周圍的溫度也會升高，木星的冰衛星以及作為土星特徵的環都會被蒸發得無影無蹤，最後，太陽的外層部分甚至會膨脹到如今的地球軌道附近。
另一方面，從外層部分會不斷放出氣體，最終太陽的質量會減至主序星階段的60%。因太陽引力減弱之故，行星開始遠離太陽。當太陽質量減至原來的60%時，行星和太陽的距離要比現在擴大70%。這樣一來，雖然水星和金星被吞沒的可能性極大，但地球在太陽外層部分到達之前應該會拉大距離而存活下來，火星和木星型行星（木星，土星，天王星，海王星）也會存活下來。
像太陽這般質量的星球，在其密度已變得非常高的中心部分只會收縮到一定程度，也就是溫度只會升高到某種程度，中心部分的火會漸漸消失。太陽逐漸失去光芒，膨脹的外層部分將收縮，冷卻成緻密的白矮星。通過紅巨星時代考驗而存留下來的行星將會繼續圍繞太陽運行，所有一切都將被凍結，最後太陽系迎接的將會是寂靜狀態的結束。
若太陽這種恆星變為白矮星，每秒自轉一周。密度至少為1.41×10¹¹kg/m³。
探測歷史
時間（年） 探測器名稱 國家 成就
1960-1968 先驅者5-9號 美國 繞太陽運行，研究太陽風、耀斑
1974-1976 太陽神1-2號 美德合作 近距離高速掠過太陽表面，測量太陽風與磁場
1980 太陽極大使者 美國 收集了耀斑、太陽黑子和日珥發出的X射線。伽馬射線、紫外輻射的資料。
1990 尤利西斯 美歐合作 在太陽極區上方的太陽風以及太陽磁場
1991 陽光 日英美合作 測量了太陽耀斑發出的X射線和伽馬射線以及耀斑爆發前的狀況
1995 SOHO 美歐合作 研究太陽內部結構和表面發生的事件
1998 TRACE 美國 了解太陽磁場與日冕加熱之間的聯繫
2006 STEREO 美國 全方位提供太陽爆發和太陽風的星系
2010 SDO 美國 預測太陽活動對地球的影響