太阳

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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...

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。

太阳

太阳圈层结构

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内部结构

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。

太阳内部结构

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。

大气结构

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。

太阳起源之迷

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星云说

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。

俘获说

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

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。

太阳生命历程

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幼年时期

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。

青年时期

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。

中年时期

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。

老年时期

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。

太阳运动周期

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自转周期

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。

公转周期

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。

太阳活动

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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

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。

日偏食

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。

日环食

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

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。

耀斑

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]

太阳黑子

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。

太阳对地球影响

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太阳辐射的影响

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。

太阳活动的影响

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。

太阳化学结构

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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。

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词条目录
  1. 太阳圈层结构
  2. 内部结构
  3. 大气结构
  4. 太阳起源之迷
  5. 星云说
  6. 俘获说
  7. 灾变说
  8. 太阳生命历程
  9. 幼年时期
  10. 青年时期
  11. 中年时期
  12. 老年时期
  13. 太阳运动周期
  14. 自转周期
  15. 公转周期
  16. 太阳活动
  17. 日全食
  18. 日偏食
  19. 日环食
  20. 日珥
  21. 耀斑
  22. 太阳黑子
  23. 太阳对地球影响
  24. 太阳辐射的影响
  25. 太阳活动的影响
  26. 太阳化学结构

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