太阳

太阳（英文：Sun）是位于太阳系中心的一颗恒星，约占其质量的99.86%。它是离地球最近的天体，像其他行星一样，有自己的生命周期，从诞生到生长，衰老，最后消失。它已经存在了大约45亿年。其球体结构分为内部结构和大气结构，由核心区、辐射区、对流区、光球层、色球层和日冕层组成。]关于它的起源有一些神秘的理论，如星云理论、俘获理论和突变理论。它经历了童年、青年、中年、老年等人生过程。它的强大引力使太阳系中的所有行星和其他天体都围绕它运行。有日全食、日偏食、日环食和日珥等现象，它是一个巨大的发光等离子体，从氢气转变为氦气，因此……产生巨大的能量，[14]产生的能量以辐射的方式发射到太空中，22亿能量中有一能量辐射到地球，成为地球上能量(光和热)的主要来源。

核心区

在半径为25%(即0.25 R)的范围内，它是太阳系的中心，聚集了超过一半的太阳质量。核心区域的压力和温度非常高，这里是核聚变反应发生的地方，也是阳光的来源。这里的温度大约是1500万摄氏度;大约有2500亿个大气压，密度为158g/cm3。在自身重力的影响下，物质向核心聚集，形成高温和超高压状态，导致热核反应，内部的氢聚变成氦，约占太阳体积的1/64。太阳核心的温度高达1.5 × 107~2 × 107K，剧烈的热核反应在这一区域发生，氢聚变成氦，释放出巨大的能量。

辐射区域

这个区域位于核心区域之外，半径在0.25R到0.86R之间，体积大约是太阳的一半大小。核心区产生的能量通过核心区向外辐射和传递。温度降至13万摄氏度左右，密度降至每立方厘米79克左右。

对流区

辐射区外侧为对流区(对流层)，其半径在0.8R ~ 1.0R之间。它的温度下降到大约500万摄氏度，密度下降到大约10g/cm3。由于太阳内外温差大，在太阳大气中形成对流，通过对流将热量从太阳内部传递到太阳表面。太阳大气还在对流区产生低频声干扰，将机械能传递到太阳大气外，起到加热作用。

光球层

太阳大气层的最深处是光球层。由位于对流带上方的太阳大气组成，也被称为“太阳光球层”。它的直径约为500公里，平均温度约为6000℃。它是一个不透明的，非常薄的气体层，地球上接收到的太阳能基本上是由光球发射的。这一层是人类可以看到的太阳表面，有明确的边界。

色球层

色球层中的物质比光球层中的物质薄得多，也更透明。它的亮度只有光球的千分之一。每当日全食发生时，人类可以用肉眼看到太阳的玫瑰红色光环，这是罕见的色球。这一层位于光球层之外，厚度约为2000公里。它的温度可以从大约4600摄氏度逐渐上升到数百万摄氏度，但它的密度会加速下降。

日冕层

太阳大气层的最外层是日冕，它由极薄的气体组成，比色球层更暗。它不能在正常情况下被看到，只能通过特殊的仪器(称为日冕仪)或在日全食期间被看到。它有数百万公里的厚度和极高的温度。它是一个非常薄的气体外壳，其辐射范围可以达到太阳的几倍。日冕可以分为三个层次:内日冕、中日冕和外日冕。在日冕层中，一些大而不规则的黑暗区域被称为日冕洞。

德国哲学家康德是星云理论的创始人，星云理论在几十年后由法国数学家拉普拉斯独立提出。他们认为，太阳系中的所有物质都来自同一个原始星云，太阳在中心，行星在外层。这个概念被称为“康德拉普拉斯假设”。美国天文学家卡梅伦提出，太阳系中的原始星云是一个巨大的星际云弹射出来的小云团，它最初由于自身的引力而旋转并收缩中心区域，形成了太阳。

苏联科学家施密特首先提出了这一假说，认为在某一时刻，当太阳经过一个气态尘埃星云时，它占据了它，形成了一个围绕太阳旋转的星云盘，逐渐形成各种行星和卫星。后来，由于太阳的引力作用，这种物质开始加速，像雪球一样由小变大，慢慢地变成一颗行星。在这个理论中，太阳比行星形成得更早，但行星物质不是由太阳产生的，而是被太阳捕获的。

灾变说最早是由法国学者布冯提出的，他认为太阳是最先形成的。在一个偶然事件中，一颗恒星(或行星)经过太阳(或与太阳相撞)并吸走(或与太阳相撞)太阳的一些物质，然后形成行星。利特尔顿认为太阳是一对恒星，由第三颗恒星的引力分裂而形成。

它将持续大约10亿年，如果热核反应堆的燃烧达到太阳半径的一半，它将难以承受太阳本身的强大引力，导致核心坍塌。在坍缩过程中，大量的能量被释放出来，导致太阳表面的巨大膨胀。此时的太阳体积非常大，密度非常低，表面亮度非常强，形成了红巨星。太阳的直径可能扩大250倍，甚至吞噬地球。

星云由于自身的引力不断收缩，密度和温度不断增加。数百万年后，它们形成了原始的太阳。

太阳位于一个非常稳定的主序节点，根据观测到的氢和氮的丰度，估计太阳可以再存活50亿年。今天的太阳正处于顶峰。

它将持续大约10亿年，如果热核反应的燃烧达到太阳半径的一半，它将难以承受太阳本身的强大引力，导致核心坍塌。在坍缩过程中，大量的能量被释放出来，导致太阳表面的巨大膨胀。此时，太阳体积很大，密度很小，表面亮度很强，形成直径可能膨胀250倍的红巨星，甚至吞噬地球。

在这个阶段，太阳转变为脉动变星，其内部的核能最终耗尽。坍缩已成定局，被压缩成高密度的核心，逐渐冷却下来。白矮星是它的最终形态，从那时起，它将在宇宙中冬眠。

太阳和地球相似，也绕着它的中轴线从西向东旋转。我们把旋转轴与太阳表面相交的两点称为太阳的“两极”，把两极之间环绕太阳的圆称为“赤道”。太阳赤道的自转周期是25.4天。由于太阳是一个气态球体，它的自转速度在其表面的不同纬度上是不同的。随着纬度的增加，自转速度逐渐减慢。在北纬80度的地方，转一圈需要35天。太阳自转周期的不同是由于太阳不是一个实心球体。

太阳是太阳系中的一颗恒星，它不仅旋转，而且还领导着整个太阳系，以每秒250公里的速度绕银河系中心飞行。这种运动被称为太阳的轨道运动。太阳的公转速度是地球的8倍，大约需要2.5亿年才能公转一圈。在围绕银河系中心运行的同时，太阳也以每秒20公里的速度向大力神方向移动。

日食是指月亮运行到太阳和地球之间。如果太阳、月球和地球恰好在同一条直线上或接近同一条直线，月球的影子就会一直延伸到地球表面。被月球阴影扫过的区域和区域形成了日食现象。日食主要与太阳、地球和月球之间的距离和对齐程度有关。

日全食是一种月球运行在太阳和地球之间，太阳、月亮和地球完全对齐的现象。一个长长的黑影拖在月亮后面，完全覆盖了太阳的整个圆形表面。

当太阳、月亮和地球只有部分在一条直线上时，月球后面的半影掩盖了地球的一部分。当月亮半影处的人看太阳时，会发现太阳有一部分被遮挡，这就叫日偏食。

当太阳、月球和地球在一条直线上，但月球离地球相对较远时，月球的黑影无法到达地球，只有太阳圆形表面的中间被月球覆盖，而外缘仍然可见。

日珥是发生在太阳色球层的活跃现象。在日全食期间，可以看到红色色球与高耸的火柱相撞，这被称为太阳日珥。日珥可以分为三种类型:安静型、活跃型和爆炸性。

太阳耀斑是太阳表面的一种剧烈运动现象，在那里，强烈的磁场能量可以撕裂太阳的色球层，并将带电粒子抛向宇宙。这种喷发通常持续不超过20分钟。这被称为太阳耀斑，它释放的能量就像十亿吨的核弹同时爆炸，没有任何预警。通常，它的持续时间很短，但它会在瞬间爆发出大量的能量，形成辐射和粒子流。［9］

当用天文望远镜观察时，太阳表面有一些黑点，被称为太阳黑子。太阳黑子跟随太阳的旋转，通过它们，太阳的旋转周期可以很容易地确定。它们大小不一，是发生在光球层的一种太阳活动，也是最基本、最明显的现象。成熟的太阳黑子一般包括本影和半影。

米粒组织

在太阳的表面，有一层类似于米粒的致密颗粒，称为“米粒组织”。这是一种太阳活动，发生在光球层中，也就是水稻颗粒组织发生的地方。与其他地方相比，温度高出300℃~400℃，亮度也高出10% ~ 20%，持续时间为55 ~ 10分钟。

太阳以电磁波的形式向太空发射的能量，以及到达地球的太阳辐射，约占太阳总辐射的22亿部分。波长范围为0.15~4微米，分为可见光、红外光、紫外光三部分。太阳辐射的能量主要集中在波长较短的可见光中。

对自然环境的影响

太阳辐射通过植物的生化反应，可转化为有机物中的生化能，满足动植物生长的需要。它也是地球大气运动和水循环的主要能源。

对人类生产的影响

地质时期储存的太阳能与煤炭一样，是人类利用的主要矿物能源。太阳辐射本身，以及大气运动和水循环，为人类提供了水和风能。

地磁效应

地球上的磁场在方向和大小上一直在波动，这是由于地核中电流系统的逐渐演变所引起的长期变化;二是外部环境对地球磁场的影响所引起的瞬时变化。太阳风进入地球后，由于地球磁场的影响，会向两极移动，与上层大气发生碰撞，引起大气电离，形成极光。这些高能带电粒子可能会对地球磁场产生影响，导致磁针偏离正确方向，从而形成“磁暴”。

电离层的影响

有一种电离介质叫做电离层，它可以反射大气层外的无线电波，距离地球表面大约60到数千公里。电离层的形成是由太阳的远紫外线和x射线引起的，它们使大气中的中性气体分子和原子电离，形成电子、正离子和负离子。当耀斑爆发时，产生的强烈无线电辐射会搅动地球大气层，造成磁暴，影响短波通信、电子设备和在外面飞行的航天器的安全。

密度和温度

在500-800公里的高度，太阳紫外线辐射和太阳风等因素会对大气密度产生重大影响。在中高纬度地区，某些树木的年轮密度也会发生变化，这可能对它们的生命周期产生重大影响。通过对周围大气温度数据的研究，发现温度的短期波动小于长期波动，并且在日地关系中具有恒定的特征。温度变化是由太阳的远紫外线(低于1000 A)引起的，它电离并加热120公里以上的大气，而热量损失是由对低层的导电作用引起的。

气候影响

气候黑子活动高峰年气候异常概率增大;在太阳黑子活动的低峰年，气候相对平衡。自然灾害(如早期水灾)与太阳活动有关。

太阳中的大部分物质由普通气体组成，氢约占71.3%，氦约占25%，其他元素约占2%。太阳自身的氢和氦是通过核聚变产生的，并通过辐射向地球传输巨大的能量，每年提供大约100亿千瓦时的能量。太阳能是太阳的热辐射能，其主要形式是“阳光”，一般简称“太阳能”。太阳能是一种非常有用的能源，在人们的生活中占有很大的比重，是一种可持续的能源。太阳能的应用主要有两种，一种是光热能源，另一种是光伏能源，其中还包括风能、化学能、水能，以及地球上使用的其他能源。太阳可以持续燃烧和释放能量，提供3.86 × 1026瓦的电力，每秒将7 × 1011公斤的氢转化为6.95 × 1011公斤的氦。爱因斯坦在《狭义相对论》中提出，原子的质量和能量是可以相互转换的。科学家们计算出1g氢气可以转化成一个氦核，产生的热量相当于2700吨标准煤的热量。太阳不断地把光和热传送到地球。正是由于阳光的照射，植物的叶绿素含量才高。叶绿素可以通过吸收光的能量合成各种有机物质，使地球上的植物进行光合作用。据统计，全世界的绿色植物每天可以产生大约4亿吨蛋白质、碳水化合物和脂肪，同时还能释放5亿吨氧气，为人类和动物提供充足的食物和氧气。