《天文基础知识》第一章太阳系与系内行星之了解太阳（上）

《天文基础知识》第一章：太阳系与系内行星

第二节 了解太阳

一、太阳基本信息

太阳系的中心天体，质量为1.9891×10^30kg，占太阳系总质量的99.86%。直径为1.392×10^6km，超过地球的109倍，平均密度为1408kg/m³。太阳表面温度约为6000K，核心的温度高达1.5×10^7K。太阳系的能量来源，也是太阳系中最亮的天体，视星等为-26.74等，绝对星等为4.83 等。

二、太阳结构

太阳结构分为内部结构和大气结构两大部分。太阳的内部结构由内到外可分为核心、辐射层、对流层3个部分，大气结构由内到外可分为光球、色球和日冕3层。

图1-2-1 太阳结构示意图

1）核心：太阳核心半径约为太阳半径的1/4，是太阳发生核聚变反应的区域，即太阳能源之所在，温度高达1.5×10^7℃，同时具备极高的压力。氢在高温高压的作用下发生聚变反应形成氦并释放大量能量。太阳中心密度高达1.5x10^5kg/m³，太阳核心区域的温度和密度随着与太阳中心距离的增加而迅速下降。

2）辐射层：辐射层位于太阳核心外围，从中心算0.25-0.71个太阳半径的区域称为太阳的辐射层，辐射层气体温度约为7×10^6K，密度约为15000kg/m³。辐射层体积约占太阳体积的一半。太阳核心产生的能量，通过这个区域以辐射的方式向外传输。

3）对流层：对流层处于辐射区的外面，大约在0.71~1.0的太阳区域。温度约为5×10^5K，密度也降至150kg/m³。由于巨大的温度差引起对流，内部的热量以对流的形式在对流区向太阳表面传输。

4）光球层：太阳光球就是我们平常所看到的太阳圆面，通常所说的太阳半径也是指光球的半径。光球层的大气中存在着激烈的太阳活动，用望远镜可以看到其表面有许多密密麻麻的斑点状结构，很像一颗颗米粒，称之为米粒组织。它们极不稳定，一般持续时间仅为5～10分钟，其温度要比光球的平均温度高出300～400℃。太阳黑子是光球层上的巨大气流旋涡，大多呈现近椭圆形，由于其温度比周围部分低许多，在明亮的光球背景反衬下呈现暗黑，光球上黑子出现的情况不断变化，这种变化反映了太阳辐射能量的变化。太阳黑子的变化存在复杂的周期现象，平均活动周期为11.2年。

5）色球层：太阳色球是充满磁场的等离子体层，厚度约2500km，表面温105~106K之间。密度随高度（半径）的增加而减小，整个色球层的结构不均匀，无明显的边界。由于磁场的不稳定性，色球层经常产生爆发活动。其中最著名的便是太阳耀斑，耀斑的持续时间在几分钟到几十分钟内，在这短暂的时间里却能释放出相当于上百亿颗巨型氢弹同时爆炸释放的能量威力巨大。

6）日冕层：日冕是太阳大气的最外层，厚度达到几百万公里以上。日冕温度有100万摄氏度。在高温下，氢、氦等原子已经被电离成带正电的质子、氦原子核和带负电的自由电子等。这些带电粒子运动速度极快，以致不断有带电的粒子挣脱太阳的引力束缚，射向太阳的外围，形成太阳风。