太阳是一颗星星,就像我们晚上看到的所有其他星星一样。它那么大,那么亮,是因为离我们很近,只有9300万英里(1.5亿公里)。
插图:太阳及其巨大的日冕物质抛射。国家航空与航天局
太阳的大小
对我们来说,太阳是最重要的恒星。没有它,生命就不能在地球上生存。这颗巨大的恒星重332,000个地球。太阳没有可以站立的表面。它是一种发光的气体,直径约为865,000英里(1,400,000公里)-如此之大,以至于它可以容纳一百万个地球。
插图:太阳与地球相比。国家航空与航天局
太阳引力使太阳系中的一切都围绕它旋转。它还控制着我们整个星球的气候和天气。
太阳耀斑是太阳能的突然释放,可能会影响地球。它会中断无线电通讯和手机通话,导致电力中断。还能让美丽的七彩光芒——极光出现在北极的天空空。
观察太阳
我们从地球上看到的明亮的CD叫做太阳光球,意思是“光球”。这是太阳的内部大气,温度接近10000°F(5500°C)。像英国一样大的气泡从光球层升起,把热量带到天空空。
太阳还有一个叫做日冕的外层大气。我们通常看不见它,因为白空太亮了。但是日全食的时候,月亮挡住太阳的时候,可以看到日冕在黑暗的天空中闪耀空。但是天文学家可以用一种叫做日冕仪的特殊仪器随时研究它。
太阳表面
天文学家使用特殊的望远镜来研究太阳表面。他们可以看到被称为太阳黑子的区域。有时候黑子多,有时候少。黑子的形成需要11年的周期,这是太阳大气中的大磁暴。有的比地球大很多,能把强热物质喷到Tai 空里。科学家们对研究这种材料感兴趣,因为它有时可能会撞击我们的星球并造成问题。
插图:太阳表面。伊诺德·JAXA/美国航天局
在太阳里面
很久以前,人们认为太阳可能燃烧煤或木头等燃料。但是今天我们知道太阳是一个巨大的核反应堆。在其核心,温度可以上升到大约25,000,000华氏度(14,000,000摄氏度)。氢原子高速循环,有的碰撞结合形成氦气,释放出巨大的能量。当这种能量从太阳中逃逸时,我们将其视为光,并将其视为热。没有太阳,地球上就没有生命。
太阳活动的细节
早在公元前28年,中国编年史就记载了太阳上观察到的黑暗区域。但它们被认为是鸟类。1610年,伽利略用他新完善的望远镜观察天空的奇迹时,发现了太阳表面的小黑点。通过观察这些斑点出现在太阳的西缘,漂浮在太阳盘上,从东缘消失,伽利略判断这些斑点实际上是在太阳上,而不是其他外部物体的投影。
已知给定黑子的平均寿命约为一周。但有的只存在几个小时,有的可能长达18个月。黑子的大小从可以观察到的最小尺寸(直径约500英里(800公里))到直径超过50,000英里(80,000公里)的巨大区域不等。黑点与太阳外层的磁场活动有关,但这些过程尚未完全了解。它们看起来像黑暗区域,只是因为它们比周围的气体稍冷。
说明:黑子。国家航空与航天局
黑子可能单独出现,也可能两个或一百多个一组出现。黑子的记录表明,无论黑子的最大数量或最小数量,还是黑子的总数,都没有严格的周期性。黑子数量最少的平均周期为11.08年,但单个黑子的周期长度从8年到13年不等。黑子的最大数量从46个到154个不等。在一个新的太阳黑子周期开始时,通常会有前一个周期遗留下来的黑子,它们通常存在于离太阳赤道5到10个纬度的地方。新周期的太阳黑子开始于太阳两个半球离赤道25到40度的纬度。随着周期的推进,新的太阳黑子倾向于越来越靠近赤道形成。随着新周期的开始,太阳两个半球黑子群的磁极性也发生逆转。也就是说,如果“领先”的黑子在上一个周期有北极,那么在新的周期就会变成南极。
太阳活动区
黑子周围的光球层通常具有亮脉特征,称为光斑。这个词来自拉丁语torch。在没有任何特殊设备的帮助下,可以在正常白光下观察到斑点。然而,它们只能在太阳边缘附近看到,在那里它们与光球形成对比。它们比太阳黑子活得长得多。
黑子区的色球层也呈现出明亮的区域,比黑子的寿命更长,范围更广。这些地区被称为“瘟疫”,它来自法语单词“海滩”,但也可以被称为“明亮的羊群”,它来自拉丁语,意思是“羊群”。当场色球层明暗特征交替,呈现斑驳效果,弱于斑面积和对比度。暗细丝与黑子相连并分散在太阳表面并不罕见,尽管其他细丝可能位于太阳黑子区域之外的高纬度地区。在太阳圆盘的边缘,细丝突出在色球层之上,称为“日珥”。
插图:太阳活动区。美国航天局(美国国家航空航天局),斯坦福-洛克希德空间研究所,跟踪项目
活动区本身上方的日冕层也比平均温度高,密度也大。几百万度的温度在那里并不罕见,这些区域上方的日冕结构显示出与太阳黑子及其周围环境相关的复杂磁场模式。大多数日冕辐射——包括x光和无线电波——在活动区域更强烈,它们光谱中的线条也更强。
与活动区相关的日珥的特点是寿命短。它们通常呈闭环状,或者喷射并剧烈喷射出类似浪涌的物质。
太阳耀斑
活动区最引人注目和有趣的现象是耀斑。在色球中观察到的耀斑是光谱斑点的短时间爆发式变亮。它始于通常在太阳黑子附近的斑点突然部分变亮,并在5到10分钟内增加到最大亮度。在此期间,耀斑扩散到该点周围地区。耀斑最有利的时间是黑子群衰变或增长的时候。大型耀斑通常持续一个小时或更长时间,而较小的耀斑可能在几分钟内消失。
插图:太阳耀斑,活动区。美国国家航空和宇宙航行局/美国航空和宇宙航行局/日本宇宙航空研究开发机构太阳探测工具
日冕释放的X射线和无线电信号的强烈爆发与许多耀斑有关。这些辐射与耀斑同时被观测到,但是在强烈的耀斑之后,它们通常在高能质子和α粒子通量增强后的半小时到几天内被地球附近的粒子探测器记录下来。2006年12月,记录了一次这样的事件。当一颗行星大小的黑子爆发成巨大的耀斑时,冲击波在太阳表面扩散约20分钟。在视觉爆炸同事中,色球中耀斑区域上方的日冕加速了质子和α粒子的释放。由于它们的速度低于电磁辐射的速度,有时还会受到太阳磁场中复杂轨迹的影响,因此它们到达地球的时间会有所延迟。
太阳发出的能量足以照亮2600个装满200瓦灯泡的地球。大约50亿年来,太阳每天都在这样做。
参考资料1.WJ百科全书
2.天文术语
3.艾米
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