咱們詳細介紹

在可見的太陽表面,溫度已經降至5,700K,而且密度也只有0.2公克/立方米(大約是地球海平面空氣密度的六千分之一)。 在1980年,NASA發射了SMM,這艘太空船設計在太陽最活躍的期間和太陽發光率,以γ射線、X射線和紫外線觀察來自太陽閃焰的輻射。 不過,就在發射之後幾個月,因為內部的電子零件故障,造成探測器進入待機模式,之後的三年它都處在這種待命的狀態。 在1984年,挑戰者號太空梭在STS-41-C的任務中取回這顆衛星,修復了電子零件後再送回軌道。

在對流層的湍流會在太陽內部的外圍部分造成“小尺度”的發電機,這會在太陽表面的各處產生磁南極和磁北極。 但是,正如地球上通过研究地震波來揭露地球的內部結構,日震學也可借由在太陽內部的壓力波(人耳聽不見的次聲波)来測量和明确太阳內部的結構。 太陽的深層内在构造也可以通过電腦建模等理論工具来研究。 地球大气的循环,昼夜与四季的轮替,地球冷暖的变化都是太阳作用的结果。

在完全黑暗的環境下,瞳孔可以從2mm擴張至6mm,每個暴露在太陽影像下的視網膜細胞會接收到十倍於觀看未被遮住的太陽光量。 這會損壞或殺死這些細胞,導致觀看者出現小但永久的盲點。 對沒有經驗的觀測者和孩童,這種危害是不知不覺的,因為不會感覺到痛:它不是立即可以察覺自己的視野被摧毀。

輻射帶和對流帶之間形成的一個過渡層叫差旋層(tachocline)。 它是均勻旋轉的輻射帶和差異自轉的對流帶之間有着急遽轉變工作狀態的區域,結果造成巨大的切變——當接連的平面層滑過另一個時的條件。 在上面的對流帶發現的流體運動,然而從這一層的頂端至底部慢慢的消失,與輻射带頂端平靜的特徵相匹配。 目前這還是一個假說(參見太陽發電機),在這一層內的磁發電機產生太陽的磁場。

咱們: 太陽和行星的質量分化的關係

太陽磁場朝太陽本體外更遠處延伸,磁化的太陽風電漿攜帶著太陽的磁場進入太空,形成所謂的行星際磁場。 由於電漿只能沿著磁場線移動,離開太陽的行星際磁場起初是沿著徑向伸展的。 因位在太陽赤道上方和下方離開太陽的磁場具有不同的極性,因此在太陽的赤道平面存在著一層薄薄的電流層,稱為太陽圈電流片。

直至今日,人类对太阳的理解一直在不断进展中,还有大量有关太陽活动机制方面的未解之謎等待着人们来破解。 現今,太陽自分子雲誕生以來已經45億年了,太陽的核心壓力與熱度仍在增加中,而現有的燃料預計還可以燃燒至少60億年之久。 太陽非常明亮,以裸眼直視太陽在短時間內就會很不舒服,但對於沒有完全睜開的眼睛還不致於立即造成危害。

咱們

日本在1991年發射的陽光衛星在X射線的波長觀測太陽閃焰,任務中獲得的資料讓科學家可以分辨不同類型的閃焰,並驗證了在離開活動高峰期的日冕有著比過去所假設的更多活動和動態。 陽光衛星觀測了整個的太陽週期,但是在2001年的一次日全食使它不能鎖定太陽而進入了待機模式。 和英國巨石陣);紐格萊奇墓,一個史前人類在愛爾蘭的建築物,目的是在檢測冬至;在墨西哥奇琴伊察的艾爾堡金字塔設計成在春分和秋分的影子像蛇在爬金字塔的樣子。 在羅馬帝國晚期太陽的生日是在冬至之後的一個慶典假日,稱為無敵太陽,有可能就是聖誕節的前身。

這個太陽風形成的“氣泡”稱為太陽圈,是太陽系中最大的連續結構。 要解決這個問題,理論上曾試圖降低太陽內部的溫度,以解釋微中子流量的減少,或是提出電微中子可以振盪-也就是,在他們從太陽到地球的旅途中間轉變成為無法偵測到的τ微中子和μ微中子。 在1980年代建造了一些微中子觀測台,包括薩德伯里微中子天文台和神岡探測器,並盡可能的準確的測量微中子通量。 從這些觀測的結果最終導致發現微中子有很小的靜止質量和確實會振盪。 這個比例是由米希耶夫-斯米爾諾夫-沃夫安史坦效應(也稱為物值效應)預測的,它描述微中子在物質間的振盪,而現在被重視成為這個問題的解答。

咱們: 大氣層

估計每個光子抵達太阳表面需要10,000年至170,000年的時間。 來自太陽的紫外線具有防腐的性質,可以做為水和工具的消毒。 它也會使皮膚曬傷,和其他醫療的效應,例如維生素D的生成。 地球的臭氧層會使紫外線減弱,所以紫外線的強度會隨著高度的增加而加強,並且有許多生物已經產生適應的能力,包括在全球不同地區的人種有著不同的膚色變化。

大到一門火炮,小到一個墊片、一個油嘴,軍械物資種類繁多,管理要求嚴謹細致。 趙天楊一有時間就鑽進倉庫,識型號、查數量、學習保護知識,很快從“門外漢”變成“業務通”。 ),太陽神有著相同的名稱,這是眾所周知但在英文中卻不常用到;相關的形容詞是“solar”。

咱們: 太阳的重要性

經過大氣層的吸收後,抵達地球表面的陽光已經衰減-在大氣清澈且太陽接近天頂的條件下也只有約1000 W/m²。 前面所述的太陽重元素豐度通常都是使用分光術測量太陽表面的光球,和測量隕石中沒有被加熱溫度熔化的豐度。 這些隕石被認為保留了恆星太陽的組成,因此沒有受到重元素的汙染。 陽光會因為瑞利散射和米氏散射而減弱,特別是當日出和日落時經過漫長的地球大氣層時,使得陽光有時會很柔和,可以舒服的用肉眼或安全的光學儀器觀看(只要沒有陽光會突然穿透雲層的風險)。 一種罕見的光學現象會在日出之前或日落之後短暫的出現,就是所知的綠閃光。 這種閃光是太陽正好在地平線下被彎曲(通常是通過逆溫層)朝向觀測者造成的。

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。 在太陽內部的部分,核融合將氫轉化成氦已經修改了組成,所以太陽的最內層大約有60%是氦,金屬的豐度則沒有改變。 因為內部是輻射帶,沒有對流(參見之前的結構),沒有核融合的產物從核心上升進入光球。 核融合产生的γ射線(高能量的光子流)從太阳核心釋放出來後,只要經過幾微米就會被太陽中的電漿吸收,然後再以較低的能量隨機地輻射向各个方向。 因此,在不斷反覆的吸收和再輻射中,光子流要經過漫長的時間才能到達太阳表面。

最重要的太陽任務之一是1995年12月2日由歐洲太空總署和美國國家航空暨太空總署共同建造和發射的太陽和太陽風層探測器(SOHO)。 原本只是一個為期兩年的任務,但在2009年批准將計畫延長至2012年。 它證明了對2010年2月發射的太陽動力學天文台非常有用,SOHO位於地球和太陽之間的拉格朗日點(兩著引力的平衡點),SOHO自發射以來,在許多波段上提供了太陽的常規觀測圖。 除了直接觀測太陽,SOHO還促成了大量彗星的發現,它們絕大多數都是暗淡的,在經過太陽時會被焚毀的掠日彗星。 繼紅巨星階段之後,激烈的熱脉动將導致太陽外層的氣體逃逸,形成行星狀星雲。

之後,太陽極限任務在1989年6月重返地球的大氣層之前,獲得了成千上萬的影像。 因為太陽的光度與磁場活動有直接的關係,太陽週期不僅對太空天氣有很大的影響,對地球的氣候也有重大的影響。 太陽活動極小往往和低溫連繫再一起,而超過平均長度的週期則與高溫相關聯。 在17世紀,太陽週期似乎完全停止了數十年,在這段期間只觀測到少數幾個太陽黑子。 那個時代稱為蒙德極小期或小冰期,歐洲經歷了很冷的溫度。 分析樹木的年輪發現更早的一些極小期,並且也顯現出與全球的溫度低於平均溫度的期間相符合。

然而,自從太陽形成,氦和重元素已經遷移出光球,因此現在光球中只有微量的氦,並且重元素也只有原始太陽的84%,而原恆星的太陽71.1%是氫,27.4%是氦,1.5%是金屬。 太陽因為高溫的緣故,所有的物質都是氣體和電漿,這使得太陽的轉速可能在赤道(大約25天)較快,而不是高緯度(在兩極約為35天)。 太陽因緯度不同的較差自轉造成它的磁場線隨著時間而糾纏在一起,造成磁場圈,從太陽表面噴發出來,並觸發太陽形成系距性的太陽黑子和日珥(參見磁重聯)。 隨著太陽每11年反轉它本身的磁場,這種糾纏創造了太陽發電機和11年的太陽磁場活動太陽週期。

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趋于滅絕。 當使用適當的過濾觀察太陽時,通常最能立刻看見的特徵就是太陽黑子,因為那是溫度較低而明確出現比周圍黑暗的區域。 太陽黑子是強磁場的區域,對流受到強量磁場的抑制,減少了從高熱的內部傳送到表面的能量。 磁場造成大量的熱進入日冕,形成的活動區是激烈的太陽閃焰和日冕物質拋射的來源。

陽光有著近似於黑體的光譜,穿插著數千條來自光球之上稀薄的原子吸收線,指示其溫度大約是6,000K。 光球的粒子密度大約是1023米−3(大約是地球大氣層在海平面粒子密度的0.37%,但是光球中的粒子是電子和質子,所以空氣的平均質量只是58倍)。 所有的這些衛星都是在黃道平面上觀測太陽,所以只能看清楚太陽在赤道附近的地區。 研究太陽極區的尤里西斯號探測器在1990年發射,它先航向木星,經由這顆行星的彈射進入脫離黃道平面的軌道。

  • 組成太陽的化學元素主要是氫和氦,以質量計算它們在太陽光球中分別佔74.9%和23.8%。
  • 根据太陽和太陽風層探測器任務最近的資料分析,太阳核心的自轉速率比輻射帶等其它區域要快。
  • 太陽是磁力活躍的恆星,它支撐一個強大、年復一年在變化的磁場,並且大約每11年太陽極大期時反轉它的方向。
  • 在色球之上,是一層薄至大約只有200公里的過渡區,溫度從色球頂端大約20,000K上升至接近1,000,000K的日冕溫度。

一個體重50公斤的成人,體積大約是0.05立方米,在太陽中心相當於13.8瓦的能量容量。 在沒有壓力的情況下,一個人每天吸收和消耗的能量平均大約是285千卡,這只是大約10%的需求量。 “Sol”這個名詞也被行星天文學家使用來表示其它行星,像是火星上的太陽日。 地球的平均太陽日大約是24小時,火星上的“太陽日”是24小時39分又35.244秒。

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(最接近的一顆是紅矮星,被稱為比鄰星,距離太阳大約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约26,000(26,000±2,000)光年的距離上繞著銀河公轉,從銀河北極鳥瞰,太陽沿順時針軌道運行,大約2.25億至2.5億年遶行一周。 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,这两个速度合成之后,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。

咱們

太陽風源源不斷的進入太陽圈之中並向外吹拂,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,航海家1號已穿越過被認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都偵測與記錄到能量超過一般微粒的高能粒子。 日冕是太陽向外擴展的大氣層,它的體積比太陽本身大了許多。

直接看太陽會造成視覺上的光幻視和暫時部分失明,只要4毫瓦的陽光對視網膜稍有加熱就可能造成破壞,使眼睛對光度不能做出正確的回應。 暴露在紫外線下會使眼睛的水晶體逐漸變黃,並且被認為還會形成白內障,但是這取決於是否經常曝露在太陽的紫外線下,而不是是否直接目視太陽。 儘管已經知道暴露在紫外線的環境下,會加速眼睛白內障的形成,當日食發生的時候還是有許多不當注視太陽所引發的日食目盲或視網膜灼傷。

短波長的光(紫色、藍色和綠色)被偏折的比長波長的多(黃色、橙色、紅色),但是紫色和藍色被散色的較多,留下的綠色就較容易被看見。 因為眼睛的瞳孔不能適應異常高的光度對比,觀看日偏食是很危險的:瞳孔是依據進入視場的總光亮,而不是依據最明亮的光來擴張。 當日偏食的時候,因為月球行經太陽前方遮蔽了部分的陽光,但是光球未被遮蔽的部分依然有著與平常的白天相同的表面亮度。

对于天文学家来说,太阳是唯一能够观测到表面细节的恒星。 通过对太阳的研究,人类可以推断宇宙中其他恒星的特性,人类对恒星的了解大部分都来自于太阳。 與22年前的極小期比較,它的磁場強度只有當時的一半,結果是造成充滿整個太陽系的太陽圈收縮,因此撞擊到地球和它的大氣層的宇宙射線的程度增加。 許多的作者都曾考慮過惰性氣體和同位素在太陽和行星之間的組成存在的質量分化,例如行星的氖和氙與同位素在行星和太陽之間的相關性。 然而,至少在1983年,仍然普遍的認為整個太陽的成分如同大氣層的組成。

柯文思

柯文思

Eric 於國立臺灣大學的中文系畢業,擅長寫不同臺灣的風土人情,並深入了解不同範疇領域。