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太阳 （太阳系中心的恒星）

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太阳(Sun)是太阳系的中心天体，占有太阳系总体质量的99.86%。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，都围绕着太阳公转，而太阳则围绕着银河系的中心公转。

太阳是位于太阳系中心的恒星，它几乎是热等离子体与磁场交织着的一个理想球体。太阳直径大约是1392000（1.392×10⁶）千米，相当于地球直径的109倍；体积大约是地球的130万倍；其质量大约是2×10³⁰千克（地球的330000倍）。从化学组成来看，现在太阳质量的大约四分之三是氢，剩下的几乎都是氦，包括氧、碳、氖、铁和其他的重元素质量少于2%，采用核聚变的方式向太空释放光和热。

太阳目前正在穿越银河系内部边缘猎户臂的本地泡区中的本星际云。在距离地球17光年的距离内有50颗最邻近的恒星系（与太阳距离最近的恒星是称作比邻星的红矮星，大约4.2光年）。

太阳是一颗黄矮星（光谱为G2V），黄矮星的寿命大致为100亿年，目前太阳大约45.7亿岁。 在大约50至60亿年之后，太阳内部的氢元素几乎会全部消耗尽，太阳的核心将发生坍缩，导致温度上升，这一过程将一直持续到太阳开始把氦元素聚变成碳元素。虽然氦聚变产生的能量比氢聚变产生的能量少，但温度也更高，因此太阳的外层将膨胀，并且把一部分外层大气释放到太空中。当转向新元素的过程结束时，太阳的质量将稍微下降，外层将延伸到地球或者火星目前运行的轨道处（这时由于太阳质量的下降，这两颗行星将会离太阳更远）。

基本信息

• 中文名：太阳
• 外文名：Sun
• 别名：白驹 金虎 赤乌 阳乌 金乌 金轮 火轮
• 分类：恒星
• 质量：1.9891×10³⁰ kg
• 平均密度：1.408×10³ kg/㎥
• 直径：1.392×10⁶ km
• 表面温：度 约 6000 ℃  
• 逃逸速度：617.7 km/s
• 视星等：（V）-26.74
• 绝对星等：4.83 等
• 自转周期 25.05天
• 赤经：286.13°
• 赤纬：+63.87°
• 距地距离：1.496×10⁸ km
• 公转周期：（2.25-2.50）×10⁸ a
• 半径：6.955×10⁵ km

演化

太阳是在大约45.7亿年前在一个坍缩的氢分子云内形成。太阳形成的时间以两种方法测量：太阳目前在主序带上的年龄，使用恒星演化和太初核合成的电脑模型确认，大约就是45.7亿年。这与放射性定年法得到的太阳最古老的物质是45.67亿年非常的吻合。太阳在其主序的演化阶段已经到了中年期，在这个阶段的核聚变是在核心将氢聚变成氦。每秒中有超过400万吨的物质在太阳的核心转化成能量，产生中微子和太阳辐射。以这个速率，到目前为止，太阳大约转化了100个地球质量的物质成为能量，太阳在主序带上耗费的时间总共大约为100亿年。

太阳没有足够的质量爆发成为超新星，替代的是，在约50亿年后它将进入红巨星的阶段，氦核心为抵抗引力而收缩，同时变热；紧挨核心的氢包层因温度上升而加速聚变，结果产生的热量持续增加，传导到外层，使其向外膨胀。当核心的温度达到1亿K时，氦聚变将开始进行并燃烧生成碳。由于此时的氦核心已经相当于一个小型“白矮星”（电子简并态），热失控的氦聚变将导致氦闪，释放的巨大能量使太阳核心大幅度膨胀，解除了电子简并态，然后核心剩余的氦进行稳定的聚变。从外部看，太阳将如新星般突然增亮5～10个星等（相比于此前的“红巨星”阶段），接着体积大幅度缩小，变得比原先的红巨星暗淡得多（但仍将比现在的太阳亮），直到核心的碳逐步累积，再次进入核心收缩、外层膨胀阶段。这就是渐近巨星分支阶段。

地球的命运是不确定的，当太阳成为红巨星时，其半径大约会是现在的200倍，表面可能将膨胀至地球现在的轨道——1AU（1.5×10¹¹m）。然而，当太阳成为渐近巨星分支的恒星时，由于恒星风的作用，它大约已经流失30%的质量，所以地球的轨道会向外移动。如果只是这样，地球或许可以幸免，但新的研究认为地球可能会因为潮汐的相互作用而被太阳吞噬掉。但即使地球能逃脱被太阳焚毁的命运，地球上的水仍然都会沸腾，大部分的气体都会逃逸入太空。

即使太阳仍在主序带的现阶段，太阳的光度仍然在缓慢的增加（每10亿年约增加10%），表面的温度也缓缓的提升。太阳过去的光度比较暗淡，这可能是生命在10亿年前才出现在陆地上的原因。太阳的温度若依照这样的速率增加，在未来的10亿年，地球可能会变得太热，使水不再能以液态存在于地球表面，而使地球上所有的生物趋于灭绝。

继红巨星阶段之后，激烈的热脉动将导致太阳外层的气体逃逸，形成行星状星云。在外层被剥离后，唯一留存下来的就是恒星炙热的核心——白矮星，并在数十亿年中逐渐冷却和黯淡。这是低质量与中质量恒星演化的典型。

质量体积

太阳是一个巨大而炽热的气体星球。知道了日地距离，再从地球上测得太阳圆面的视角直径，从简单的三角关系就可以求出太阳的半径为69.6万千米，是地球半径的109倍。由此可以算出太阳的体积为地球的130万倍。

天文学家根据开普勒行星运动的第三定律，利用地球的质量和它环绕太阳运转的轨道半径及周期，还可以推算出太阳的质量为1.989×10³⁰千克，这个质量是地球的33万倍。并且集中了太阳系99.86%的质量。但是，即使这样一个庞然大物，在茫茫宇宙之中，却也不过只是一颗质量中等的普通恒星而已。

由太阳的体积和质量，可以计算出太阳平均密度为1.409克/厘米3，约为地球平均密度的0.26倍。太阳表面的重力加速度等于273.9810米/秒2，约为地球表面重力加速度的28倍，如果一个人站在太阳表面，那么他的体重将会是在地球上的20倍   。太阳表面的逃逸速度约617.7公里/秒，任何一个中性粒子的速度必须大于这个值，才能脱离太阳的吸引力而跑到宇宙空间中去。  

所处位置

太阳只是宇宙中一颗十分普通的恒星，但它却是太阳系的中心天体。太阳系中，包含我们的地球在内的八大行星、一些矮行星、彗星和其它无数的太阳系小天体，都在太阳的强大引力作用下环绕太阳运行。太阳系的疆域庞大，仅以冥王星为例，其运行轨道距离太阳就将近40个天文单位，也就是60亿千米之遥远，而实际上太阳系的范围还要数十倍于此。

但是这样一个庞大的太阳系家族，在银河系中却仅仅只是十分普通的沧海一粟。银河系拥有至少1000亿颗以上的恒星，直径约10万光年。太阳位于银道面之北的猎户座旋臂上，距离银河系中心约30000光年，在银道面以北约26光年，它一方面绕着银心以每秒250公里的速度旋转，周期大概是2.5亿年，另一方面又相对于周围恒星以每秒19.7公里的速度朝着织女星附近方向运动。

太阳也在自转，其周期在日面赤道带约25天；两极区约为35天。

太阳正在穿越银河系内部边缘猎户臂的本地泡区中的本星际云。在距离地球17光年的距离内有50颗最邻近的恒星系（距离最近的一颗恒星是红矮星，被称为比邻星，距太阳大约4.2光年），太阳的质量在这些恒星中排在第四。太阳在距离银河中心24000至26000光年的距离上绕着银河公转，从银河北极鸟瞰，太阳沿顺时针轨道运行，大约2亿2500万至2亿5000万年绕行一周。由于银河系在宇宙微波背景辐射（CMB）中以550公里/秒的速度朝向长蛇座的方向运动，这两个速度合成之后，太阳相对于CMB的速度是370公里/秒，朝向巨爵座或狮子座的方向运动。

在南门二（比邻星所在的三合星系统）的位置观看我们的太阳时，太阳则会成为仙后座中一颗视星等为0.5等的恒星。大体来说，仙后座的外形将会从\/\/变成/\/\/，太阳将会位在仙后座ε星的尾端。

旋转

公转

太阳绕银河系中心公转，绕银河系中心公转周期约2.5×10⁸年。银河系中心可能有巨大黑洞，但它周围布满了恒星，所以看上去象“银盘”。这些恒星都绕“银核”公转。与地球公转不同，这些恒星公转每绕一周离“银核”会更近。

自转主 主词条：太阳自转

太阳和其它天体一样，也在围绕自己的轴心自西向东自转，但观测和研究表明，太阳表面不同的纬度处，自转速度不一样。在赤道处，太阳自转一周需要25.4天，而在纬度40处需要27.2天，到了两极地区，自转一周则需要35天左右。这种自转方式被称为“较差自转”。

构造

根据太阳活动的相对强弱，太阳可分为宁静太阳和活动太阳两大类。宁静太阳是一个理论上假定宁静的球对称热气体球，其性质只随半径而变，而且在任一球层中都是均匀的，其目的在于研究太阳的总体结构和一般性质。在这种假定下，按照由里往外的顺序，太阳是由核心、辐射区、对流层、光球层、色球层、日冕层构成。光球层之下称为太阳内部；光球层之上称为太阳大气。

磁场

主词条：太阳磁场

太阳圈电流片延伸到太阳系外，结果是来自太阳的旋转磁场影响到星际物质中的等离子体。

太阳是磁力活跃的恒星，它支撑一个强大、年复一年在变化的磁场，并且大约每11年环绕着太阳极大期反转它的方向太阳磁场会导致很多影响，称为太阳活动，包括在太阳表面的太阳黑子、太阳耀斑、和携带着物质穿越太阳系且不断变化的太阳风。太阳活动对地球的影响包括在高纬度的极光，和扰乱无线电通讯和电力。太阳活动被认为在太阳系的形成和演化扮演了很重要的角色，太阳因为高温的缘故，所有的物质都是气体和等离子体，这使得太阳的转速可能在赤道（大约25天）较快，而不是高纬度（在两极约为35天）太阳因纬度不同的较差自转造成它的磁场线随着时间而纠缠在一起，造成磁场圈从太阳表面喷发出来，并触发太

阳形成系距性的太阳黑子和日珥（参见磁重联）。随着太阳每11年反转它本身的磁场，这种纠缠创造了太阳发电机和11年的太阳磁场活动太阳周期。 太阳磁场朝太阳本体外更远处延伸，磁化的太阳风等离子体携带着太阳的磁场进入太空，形成所谓的行星际磁场由于等离子体只能沿着磁场线移动，离开太阳的行星际磁场起初是沿着径向伸展的。因位在太阳赤道上方和下方离开太阳的磁场具有不同的极性，因此在太阳的赤道平面存在着一层薄薄的电流层，称为太阳圈电流片。太阳的自转使得远距离的磁场和电流片旋转成像是阿基米德螺旋结构，称为派克螺旋。行星际磁场的强度远比太阳的偶极性磁场强大。太阳50-400μT的磁偶极（在光球）随着距离的三次方衰减，在地球的距离上只有0.1nT。然而依据太空船的观测，在地球附近的行星际磁场是这个数值的100倍，大约是5nT。

内部

核反应区

主词条：核反应区

从中心到0.25太阳半径是太阳发射巨大能量的真正源头，也称为核反应区。在这里，太阳核心处温度高达1500万度，压力相当于3000亿个大气压，随时都在进行着四个氢核聚变成一个氦核的热核反应。根据原子核物理学和爱因斯坦的质能转换关系式E=mc²，每秒钟有质量为6亿吨的氢经过热核聚变反应为5.96亿吨的氦，并释放出相当于400万吨氢的能量，正是这巨大的能源带给了我们光和热，但这损失的质量与太阳的总质量相比，却是不值一提的。根据对太阳内部氢含量的估计，太阳至少还有50亿年的正常寿命。

辐射区

主词条：辐射区

0.25太阳半径～0.86太阳半径是太阳辐射区，它包含了各种电磁辐射和粒子流。辐射从内部向外部传递过程是多次被物质吸收而又再次发射的过程。从核反应区到太阳表面的行程中，能量依次以X射线、远紫外线、紫外线，最后是可见光的形式向外辐射。太阳是一个取之难尽，用之不竭的能量源泉。

对流层

主词条：太阳对流层

对流层是辐射区的外侧区域，其厚度约有十几万千米，由于这里的温度、压力和密度梯度都很大，太阳气体呈对流的不稳定状态。使物质的径向对流运动强烈，热的物质向外运动，冷的物质沉入内部，太阳内部能量就是靠物质的这种对流，由内部向外部传输。

大气层 太阳光球以上的部分统称为太阳大气层，跨过整个电磁频谱，从无线电、可见光到伽马射线，都可以观察它们分为5个主要的部分：温度极小区、色球、过渡区、日冕、和太阳圈，太阳圈可能是太阳大气层最稀薄的外缘并且延伸到冥王星轨道之外与星际物质交界，交界处称为日鞘，并且在那儿形成剪切的激波前缘。色球、过渡区和日冕的温度都比太阳表面高，原因还没有获得证实，但证据指向阿尔文波可能携带了足够的能量将日冕加热。

球

主词条：光球

对流层上面的太阳大气，称为太阳光球。光球是一层不透明的气体薄层，厚度约500千米。它确定了太阳非常清晰的边界，几乎所有的可见光都是从这一层发射出来的。

色球

主词条：色球

色球位于光球之上。厚度约2000千米。太阳的温度分布从核心向外直到光球层，都是逐渐下降的，但到了色球层，却又反常上升，到色球顶部时已达几万度。由于色球层发出的可见光总量不及光球的1%，因此人们平常看不到它。只有在发生日全食时，即食既之前几秒种或者生光以后几秒钟，当光球所发射的明亮光线被月影完全遮掩的短暂时间内，在日面边缘呈现出狭窄的玫瑰红色的发光圈层，这就是色球层。平时，科学家们要通过单色光（波长为6563埃）色球望远镜才能观测到太阳色球层。

日冕

主词条：日冕

日冕是太阳大气的最外层，由高温、低密度的等离子体所组成。亮度微弱，在白光中的总亮度比太阳圆面亮度的百分之一还低，约相当于满月的亮度，因此只有在日全食时才能展现其光彩，平时观测则要使用专门的日冕仪。日冕的温度高达百万度，其大小和形状与太阳活动有关，在太阳活动极大年时，日冕接近圆形；在太阳宁静年则呈椭圆形。自古以来，观测日冕的传统方法都是等待一次罕见的日全食——在黑暗的天空背景上，月面把明亮的太阳光球面遮掩住，而在日面周围呈现出青白色的光区，就是人们期待观测的太阳最外层大气——日冕。

太阳圈

2010年10月在不同黑子上方看见的日冕构造

2010年10月在不同黑子上方看见的日冕构造

主词条：太阳圈

太阳圈，从大约20太阳半径（0.1天文单位）到太阳系的边缘，这一大片环绕着太阳的空间充满了伴随太阳风离开太阳的等离子体。他的内侧边界是太阳风成为超阿耳芬波的那层位置-流体的速度超过阿耳芬波。因为讯息只能以阿耳芬波的速度传递，所以在这个界限之外的湍流和动力学的力量不再能影响到内部的日冕形状。太阳风源源不断的进入太阳圈之中并向外吹拂，使得太阳的磁场形成螺旋的形状，直到在距离太阳超过50天文单位之外撞击到日鞘为止。

在2004年12月，旅行者1号探测器已穿越过被认为是日鞘部分的激波前缘。两艘航海家太空船在穿越边界时都侦测与记录到能量超过一般微粒的高能粒子。

太阳光

主词条：太阳光

阳光是地球能量的主要来源。太阳常数是在距离太阳1天文单位的位置（也就是在或接近地球），直接暴露在阳光下的每单位面积接收到的能量，其值约相当于1,368W/m3（瓦每平方米）。经过大气层的吸收后，抵达地球表面的阳光已经衰减——在大气清澈且太阳接近天顶的条件下也只有约1,000W/m3。

有许多种天然的合成过程可以利用太阳能-光合作用是植物以化学的方式从阳光中撷取能量（氧的释出和碳化合物的减少），直接加热或使用太阳电池转换成电的仪器被使用在太阳能发电的设备上，或进行其他的工作；有时也会使用集光式太阳能（也就是凝聚阳光）。储存在原油和其它化石燃料中的能量是来自遥远的过去经由光合作用转换的太阳能。

对流层

主词条：太阳对流层

太阳的外层，从它的表面向下至大约200,000公里（或是70%的太阳半径），太阳的等离子体已经不够稠密或不够热不再能经由传导作用有效的将内部的热向外传送；换言之，它已经不够透明了。结果是，当热柱携带热物质前往表面（光球）产生了热对流。一旦这些物质在表面变冷，它会向下切入对流带的底部，再从辐射带的顶部获得更多的热量在可见的太阳表面，温度已经降至5700K，而且密度也只有0.2公克/立方米（大约是海平面密度的六千分之一）。

在对流带的热柱形成在太阳表面上非常重要的，像是米粒组织和超米粒组织。在对流带的湍流会在太阳内部的外围部分造成“小尺度”的发电机，这会在太阳表面的各处产生磁南极和磁北极。太阳的热柱是贝纳得穴流因此往往像六角型的棱镜。