作者:零度银河(天文在线)
我们每天看太阳，它每天都会升起落下来，一遍又一遍。 太阳给了我们光和热，使万物生长。 那么问题来了，太阳到底是什么呢？什么会发光呢？ 太阳是我们每天“接触”的东西，人类的好奇心想研究它。 当然，我们开始“研究”吧( PS :很多人认为研究太阳，感受到高端d(б)，其实很普通)
Author Geoff Elston
“太阳”一词的含义
首先，你需要知道下太阳这两个字的意思。 简单来说，意思是太大了，意思是太阳太强了。 “太”是指太阳非常巨大，到底有多大。要理解它的大小，首先要理解我们生活的地球的大小。 根据NASA (权威数据，以下相同)给出的最新数据，地球半径约为6371公里(公里，以下相同)，太阳半径约为695700公里。 太阳的半径大约是地球的109.2倍。 感觉很大，还是还没感觉到？ 那么，我们来比较一下那两个人的体积吧！ 地球体积约为1.083x10^12km^3(立方公里)，太阳体积约为141，000 x 10 ^ 12 k m ^ 3，因此太阳体积约为地球体积的130，000倍。 现在是否感觉到太阳变大了，如果不是那么直观的话，就把地球比作小弹珠，把太阳比作巨大的球体吧。 这个巨大的气球能放入大约130万个小弹珠，对应太阳能放入大约130万个地球！ 你感觉现在太阳很大吗？ 什么？
太阳是一个接近理想的球体，其扁平率约为9×10￣6(900万分之一)，即南北极之间直径与赤道直径之差只有几公里。
现在我们来谈谈这个“阳”字吧。 我们把这个“阳”字比作太阳的光和热。 我们在这里简单地说，太阳光和热几乎都来自太阳内部的核聚变(相当于氢弹爆炸)。
太阳池的大小是木星，与地球相比，图像来自星娃网
太阳是什么大火球？
是的，以前已经很穷了！ 现在开始重点吧。 太阳到底是什么火球？ 就像地球上的火？ 不，不，不，不！ 什么？ 什么？ 这是许多人的误会！ 严格地说，太阳不是气体也不是大火球，太阳是等离子体状态( PS :地球上一般火焰的温度不足以达到等离子体状态，或者太阳可以说是更热的大火球)，有非常复杂的磁场。 一旦出现这样的问题，肯定有人问了什么是等离子体，大致来说，固体的冰被加热变成液体的水，变成气体的水蒸气后，加热到足以“剥离”原子中的电子的温度(原子核和电子分离)，就会形成等离子体(固>液>气>等离子体)。 深刻的科学讲解法，在此不作介绍。 有高中的物理教科书。 让我们看一些生活例子。 雷雨天的闪电、电焊的电弧、广告牌的霓虹灯等在高温高压的严酷环境下处于等离子体状态。 太阳很热，温度极高的地区也有3800度左右，所以也可以把太阳作为等离子体的大“火球”！
太阳到底是由什么物质组成的
太阳是等离子体状态，但也有物质性质。 化学定义中，太阳最多的东东是氢(这里不是快乐的氢H2，准确地说是h正离子)，约占四分之三，其馀是氦，是其他混乱的化学元素。
光球层可准确测定化学成分，主要化学元素为H - 90.965%、He - 8.889%。
太阳总质量约占太阳系总质量的99.86%，看起来不可思议，行星、卫星、彗星等太阳系内所有天体的总质量竟约占0.14%！
太阳是星星
天文的定义，把太阳称为恒星。 从字面上的意思可以看出它有一定的意思。 但是，相反，太阳本身活跃，特别是内部核聚变，非常激烈，每秒释放出核聚变
能源是900亿个以上的世界最大的氢弹同时爆炸了(苏联的超氢弹“伊万”相当于5000万吨的TNT炸药)！ 太阳凌日和大气中的活动也很激烈，比如太阳耀斑等，详细情况将在后面叙述。 恒星的定义中，也有大致的说法认为，恒星本身发光，而行星(地球、金星等)本身不发光，而是必须由太阳光反射。 古代很多人认为夜晚的星星和白天的太阳位置几乎没有变化(由于四季的变化太阳固定在天空的位置多次摇晃)，所以称之为星星。 这只是地球的参考，如果参考我们的星系的话。 因为太阳以~220 km/秒的速度在银河系的中心公转，所以恒星不变，其他恒星也同样运动。
太阳到底有多亮
天文定义中，从地球看到的太阳看到星星等(亮度)约-26.74 (等)！ 这是什么概念？ 多么明亮啊，你看见过夜晚满月的明亮！。 那个亮度会让我们周围的东西变得明亮，晚上能看到影子吧。 满月的亮度约为-12.74，视星等相关计算显示，太阳的亮度比满月的亮度强约40万倍。 满月的时候，我们的眼睛长期看着满月，眼睛也受不了。 想象一下。 我们的眼睛一定无法直视太阳。 这样强光严重时会失明，不能大意。 因此，观测太阳需要专业的滤镜，去除太阳强光的部分。
太阳现在在宇宙的哪里？
宇宙→可观测宇宙→双鱼-鲸鱼座超银河团复合体→拉尼亚超银河团→室女超银河团→银河系→银河系→太阳系公转轨道→猎户星臂→古尔德带→当地泡→当地星云→太阳系
现在太阳距离银河中心约2万5千光年，以250千米/秒的速度在银河中心公转。 一周的话，太阳大约需要2亿5000万年。 从太阳的生命周期来计算，在天河中转了二十多次。
照片:安德鲁z.colvin
author NASA/JPL-Caltech/ESO/r.hurt
太阳周期
自转周期
太阳不是固体，而是等离子体流，对流层有不好的自旋。 因此，赤道附近的自转速度与极区附近不同，赤道快(约7000km/h )，极区慢。 在赤道附近自转大约需要25天，但极地大约需要34天。
的照片来自英语听力室
公转周期
现在太阳距离银河中心约2万5千光年，以约220千米/秒的速度在银河中心公转。 一周的话，太阳大约需要2亿5000万年。 从太阳的生命周期来计算，在天河中转了二十多次。
活动周期(黑点周期)
太阳黑子的周期粗略地说，从极谷向极谷的过程中，太阳黑子的数量极少，因此太阳黑子是太阳活动最显着的现象，可以称为太阳的活动周期。 这个活动周期的时间约11.4年环绕，也就是太阳南北的开头黑子的磁场逆转，交替变化。
照片:来自香港天文台
生命周期
宇宙中什么都有生命周期，原子小，宇宙全体大。 太阳也有从“出生”到“死亡”的生命周期。 根据现在的学说，太阳是在大约45亿7千万年前形成的。 最初是由很多氢分子云构成的。
太阳现在处于“中年”时期，科学上是主要的秩序带。 主秩序带的期间主要是氢核聚变引起的氦的发生过程，太阳位于主秩序带的时间合计约为100亿年左右，也就是说太阳在“青春期”滞留100亿年左右的当然是“青春永久居住”了，当然不能永久居住。 太阳在现在的约50亿年后进入“老年期”。 科学上说，在红巨星阶段，这个阶段太阳核由于氢与核聚变无关，抵抗引力崩溃的温度升高，周围的氢也收缩，具有很强的核聚变。 强烈的辐射压力使周围的体积膨胀，降低温度，表面看起来红色的是红巨星。 温度达到约1亿度时，核氦开始核聚变，最深处的核形成小“白矮星”。 外侧寒冷地区发生氢核聚变，沿核收缩。 由于核心的强辐射压力和激烈环境，失控的氦气聚集时氦气闪烁，释放的巨大能量使太阳核心大幅度膨胀，解除电子退化状态，核心剩馀的氦气稳定聚集。 这时，太阳的亮度突然变亮，之后体积缩小，重复上述操作。 这是太阳变成红巨星后的渐近巨星的分岔阶段，此时的太阳逐渐接近尾声。
红巨星阶段后，剧烈的热脉动释放太阳外侧的气体，形成行星状星云。 剥离的中央只剩下一颗超金属状态的白矮星，密度惊人，一只粉笔在地球上的重量相当于几百吨。
白矮星之后，由于没有提供核聚变等能源，温度和光度开始下降，不久就变成了黑矮星。 但是，宇宙太年轻(约138亿岁)，黑矮星的存在还没有被发现。 即使是上了年纪的白矮星，也会辐射出数千度的温度。
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太阳的构造
我们已经知道太阳是超等离子体“大火之珠”，接下来谈谈太阳的构造吧。 这激发了我们的好奇心，想知道太阳的构造。 目前太阳标准模型的结构是内向的，核心>辐射层>旋转差层>对流层>光球(这里相当于表面，我们的光学仪器只能在这里看到)，而太阳大气分别是温度极胞>色球>过渡区>电晕>太阳层。
在此，我们将简要介绍以下结构
0的照片来自phys.ncku.edu
太阳中心
首先是太阳的核心构造，这里的环境是你无法想象的极端恶劣。 计算机模型指出(因为无法直接看到内部，所以只能间接得到数据)温度高达约1571万度，密度比地球的水大约162倍，压力更大，是标准大气压的2477亿倍左右(2.477 x 10的11乘巴)！ 什么？ 如前所述，这里是核聚变的“家”。 相当于每秒900亿个以上的“大葡萄酒”超氢弹同时爆炸，关于“大葡萄酒”氢弹的威力，请搜索一下。 一个威力惊人。这里的核聚变每秒至少要“吃”6.2亿吨氢，其中只有约0.7%的质量转换成能量(具体的能量值如前所述)。 核聚变产生的能量的99%只发生在约24%的太阳半径内，约30%的太阳半径下核聚变几乎完全停止。
我们受到的光和热大部分来自太阳核聚变。 但是，这些光从核心向我们看，是很不容易的！ 这些光子必须穿过困难的东西。 这就是我们将要讨论的放射线层。
太阳辐射层
放射层是太阳的中心向外露出的第二层构造，位于约0.25到0.71的太阳半径。 由于这里的等离子体物质是热密集的，因此核聚变产生的高能量光子流(伽马射线)从这个区域“出来”到达下一个区域需要很长时间。 这些光子非常痛苦，为了“离开”辐射层平均需要17万年以上。 所以我们所看到的太阳光是“因为难”，到达光球层后作为可见光向空间放射。 太阳离我们很远，到达地球大约需要8分19秒。
核聚变产生的是高能量的光子流，直接出现这些光子流，肉眼看不到的只有仪器检查。 该辐射区域还具有将高能量光子流转换为肉眼可见的低能量波段的光子流的作用。
这个地区的温度从约700万度下降到了约200万度。
太阳差旋转层
按现在的说法，这里是太阳的磁力发电机工厂，意味着太阳的大部分磁场来源于此。
旋转层位于约0.7个太阳半径(核心量至表面为1个太阳半径)，厚度约0.04个太阳半径相当于27828公里。 该层区是放射线层和对流层的过剩区域，由于有大的转速变化引起的滑动，在这里会产生很多磁场。
太阳对流层
简单来说，就是上下对流的意思。 热物质(太阳在这里是等离子体)上升，冷物质下降。 形成热柱，形成米粒组织和“小磁场”发电机。 由于热柱具有贝纳德穴位的性质，米粒组织常常看起来像六角形棱镜。
这层是太阳球体外层(光球凌日下)，距光球凌日约20万公里。 该层的温度也开始下降，到达光球层时，温度只有5700度。 密度也变得透明，光子很快达到光球水平看得见。
这层对流在太阳极区旋转速度慢，在赤道旋转速度快，因此被称为“不良自旋”。 因此，太阳表面的磁场“做”混乱，像麻花一样缠绕。
太阳光球层
我们看到的太阳表面是这层，它是对整个太阳最薄的层，厚度只有约500公里。
该层区域透明，密度低，太阳的内部光子上升到该层后，自由地向各个方向扩展，可见光波段的光子到达我们的地球时，我们看到了。
该层的温度已经很低，有效温度约为5500度，但太阳黑子区域的温度略低于太阳表面周围的温度。
可以说太阳的光球层相当于我们地球的地面。 在这之下，我们的光学系统不能看到对流这一层，所以只能用类似地震学的日“震”学来间接探测太阳的内部构造。
该层有许多不同的表现，主要有太阳黑子、太阳耀斑、米粒组织等显着的太阳活动现象。
光球层上部的大气压约为0.0008566个(地球)标准大气压，下部的大气压也只有约0.12个。
光球层由底向上，温度逐渐下降。 温度从底部约6300度下降到上部约4100度，物质在上部低温部分电离，可能形成氦一样的简单分子结构。
光球层太阳黑点
太阳黑子是太阳光球层中最明显的太阳活动现象，其温度辐射低于周围，因此作为周围的参考物显得较暗。 这是因为黑体(光球非常接近黑体)的热强度( I )与温度( t )的4次方成比例，所以很暗。 太阳黑子的温度在约2700度到4200度之间，比周围低。 但是，只取出太阳黑子的话，其亮度会是地球上弧光的数倍！ 太阳黑子的温度之所以低，是因为强磁场抑制了对流层中热等离子体物质的上升。 太阳磁场一般在3000高斯左右(这个磁场不高，但对人体有很大影响！ 太阳极地磁场只是几高斯，地球磁场约为0.5高斯。 太阳黑子一般以群体出现，特别是在太阳高峰时出现。 这种复杂的磁场类型的黑点群具有巨大的磁场非常复杂的黑点群，常常会爆发出大水平的太阳耀斑。 太阳黑子的活动周期一般约为11.4周年，活动高峰时，黑子群主要集中在赤道附近。 因为太阳是从东向西自转的，所以被称为“先头黑子”和“后来黑子”。 每当太阳进入下一个周期，南北黑子的磁力就会正反交替。 北部地区的黑子如果是正负的话，下一个周期是负正的。 太阳黑子的构造，主要分为本影和半影。 本影也是黑磁场最强，磁力线几乎垂直于太阳光球层。 最近的科学家发现，太阳黑子中心有一个最明亮的地区，被称为明亮的墙壁。
光球层元素:主要元素的H - 90.965%、He - 8.889%。
照片:从Own work
太阳大气结构
太阳大气从内向外分别是温度极端的地区、色球层、过渡区、电晕层和太阳圈。
图像:从tongxueweb
温度极室
这是太阳气温最低的地区，位置是光球层上空约500公里，其厚度约为200公里左右。 温度低至约3800度，这种温度能保持一些简单的分子存在。 CO和H2O等，它们的吸收光谱是可以检测的。
色球层
温度极电池的上层，理所当然地越出去越远离太阳就越冷。 但是，过了这层，温度反而上升了。 在色球层顶上，温度竟然上升到3万度！ 现在科学家还在发生着什么，可能是磁复合的加热机制，之后的温度会变得更高吧！ 在这样高的温度下，氦完全电离，呈等离子体状。
色球层厚约~2500公里，平时的太阳滤光片只能看见光球层。 这个层需要像Hα滤波器那样专业的滤波器。 加上滤镜可以看到明亮的区域，形成光谱斑。 而且，能看见单元(暗条)，边缘形成的单元和凌日投影的暗条，实际上和单元一样，只是角度不同。 帆布温度低，所以凌日看起来很暗。 大小池中，有与太阳黑子的活动区域相对应的下面的光球层，小小池是沿着磁流管上升或下降的等离子体物质。 有时在这层可以看到太阳耀斑。 太阳剧烈的暂时活动可能是由于磁复合现象。 太阳耀斑爆发后，从彩色球滤镜中可以看到明亮的物质，越明亮耀斑就越强。 一般火炬爆炸时，温度极高，可上升至数千万度，相当于每秒100亿颗超氢弹同时爆炸。
图像:从iaa.ncku.edu
照片:中国大百科全书
过渡区
色球和日冕的过渡区，或者温度急剧上升的过渡区。
该地区厚度约200公里，温度可达3万度至百万度！ 氦完全电离了！
日冕
位于过渡区的上层，其厚度达到百万公里，更广义地说，地球轨道内的可以归纳为电晕定义范围。
这一层的温度直接超过百万度，最高区域的温度甚至达到千万度，难以置信高于太阳的中心温度，科学家没有完美的理论来解释这一现象。 但是，现在已知一部分热是磁复合现象，即磁力线断开后重新配置磁力线。 这种现象使磁能转变为粒子的动能和热能。
在日全食中，可以看到太阳周围壮观的日冕。
图像的着作权看水印
太阳圈
该层可延伸至日鞘，与宇宙空间接触。 太阳圈里吹着很多太阳风，也就是等离子体。 也有从太阳发出的螺旋状的行星间磁场，由于太阳的自转变成了螺旋状。
太阳活动对人类的影响
太阳活动主要完成人造卫星损伤，不能正常工作。 宇航员的身体有很大的伤害。 电离层吸收扰动对无线雷达通信等有影响。 例如飞机导航等。 在地球南北极地附近可以产生美丽的极光，但在小山谷时期，也可以给地球带来小“冰川时期”。
太阳的活动主要来源于太阳黑子带来的太阳耀斑，太阳耀斑释放出强大的能量。 多么强大的x射线、伽玛射线、紫外线等，以及大量的高速带电粒子。
每次出现大的太阳耀斑，都会对我们产生影响，主要是我们制造的机器。
太阳耀斑爆炸后，主要分三波攻击我们的地球
第一波最快，主要是电磁辐射和电离层扰动。
以光速前进的极紫外线和x射线(高能光子流)在爆炸后8分钟到达地球。 地球上空约36000公里处的GOES人造卫星探测器在检测其能量强度的同时，近地人造卫星也受到影响。 极紫外线和x射线等会增加d层(距地面约50-90公里的距离)的电离层密度的电子密度，影响短波通信，吸收放出到d层的电离层的短波通信。 我们的无线电短波通信主要是在电离层反射实现远距离传播，但电离层出现问题时短波通信当然成为问题。
由于极紫外线和x射线在电离层被地球的大气吸收，所以几乎所有的电磁辐射都到达地面对人类没有影响。
这些电磁辐射加热地球的大气温度，使热大气上升。 上层大气密度增加，低轨人造卫星阻力增加。 卫星速度减慢，卫星轨道下降，最终早期进入大气层。
第二波攻击主要是太阳耀斑爆炸带来的高能粒子(大部分是质子)。
太阳耀斑爆发几十分钟后，伴随的高能带电粒子流撞击地球。 由于这些高能带电粒子主要是质子，因此成为太阳质子事件。 高能粒子对我们的人造卫星有影响，损伤人造卫星的核心部件，损伤宇航员的身体。
带电的高能质子流沿着地球磁场的磁力线向北极移动，沉降到电离层的d层，增加电子密度，短波无线电通信部分中断，完全中断。 极强的太阳质子事件对地球极地附近的高空飞行员产生影响。 在太阳质子事件中，世界上极地上空是个危险的地方。
这里需要注意的是，质子不会产生极光，一般只会产生电子。
第三波是最慢的，最“致命的”！ 强烈的太阳风暴。
太阳风主要是由来自太阳耀斑的日冕大量的放射引起的(并非全部来自太阳耀斑)，太阳风中附有大量的带电粒子等离子体和粒子离子体。
日冕大量降落在地球上，主要会对地球的磁场产生强干扰。 强烈的太阳风会扭曲地球的磁场。 电磁感应使瞬间电流剧烈变动，破坏变压器、电子设备、导航装置等。
地磁暴的发生导致地球低轨道大气密度的急剧增大，对卫星的抵抗急剧上升，引起卫星轨道的急速衰减，卫星有可能提前进入大气层。 地磁暴对地球大气的加热机理比太阳耀斑的电磁辐射复杂。
太阳风大量注入磁尾热等离子体，提高了地球夜面上空中高轨卫星的表面充放电效果概率。
太阳风的带电粒子(主要是电子)沿着地球的磁场下降到极地附近的上空，与大气中的分子和原子碰撞，例如电子与氧原子碰撞，在激发状态下产生绿色和红色。 氮释放出紫红色光和蓝色光等。 极光的高度一般发生在80公里以上的电离层，上层的极光色一般为红色，下层一般为绿色。
地磁暴及其几天后，也可能诱发高能量电子暴，这增大了高轨卫星深层充电效应的概率。 电离层暴发，有可能引起全球导航定位精度的下降。
日太阳风暴三轮攻击的照片来自空间环境预报-《中元节》太阳风暴的回顾》
世界太阳望远镜简介
太阳望远镜是专门看太阳的望远镜，有光学望远镜和电波望远镜。
首先，用光学太阳望远镜观察太阳光球、色球、日冕等太阳大气的内部构造。 目前世界上有位于亚洲中国云南地区的1米新真空太阳望远镜、欧洲瑞典1米真空太阳望远镜和1米6米美大熊湖太阳望远镜共3台大型着名光学太阳望远镜。
目前世界上最大的新真空太阳望远镜是云南天文台1米的新真空太阳望远镜，有效口径为0.99米，真空窗口直径达到1.2米，是目前世界上最大口径的真空太阳望远镜。
照片:从FSO官方网站
参考资料
WJ百科-太阳天文在线
微波信号:天文zaixian
