太陽溫度

太陽溫度

太陽溫度,表面溫度:約 5500 攝氏度。 中心溫度:約2000萬攝氏度 ,日冕層溫度:約5 × 106 攝氏度,太陽表面溫度約為6000℃,在這樣的高溫下,一切物質只能以氣態存在,因此太陽又是一個熾熱的氣體球,其中心溫度估計高達2×107℃。

基本信息

太陽概述

太陽溫度太陽溫度
太陽是距離地球最近的恆星,是太陽系的中心天體。太陽系質量的99.87%都集中在太陽。太陽系中的地球以及其他類地行星、巨行星都圍繞著太陽運行。另外圍繞太陽運動的還有小行星、流星、彗星、超海王星型天體以及灰塵。
熱核反應中心區 太陽中心是熱核反應區。它的範圍約占整個太陽半徑的1/4,約為整個太陽體積的1/64。然而它所包含的太陽質量加足足占整個太陽質量的一半以上。這表明太陽中心區的物質密度大得驚人,每立方厘米可達160克。水的密度為每立方厘米1.4克。太陽在自身強大重力吸引下。太陽中心區處於高密度、高溫和高壓狀態。核物理學理論指出,在這種條件下是物質的熱核反應。太陽能量的99%都是從這裡產生。關於太陽能的產生方式,我們在下面還有專門介紹。因此,太陽中心區是太陽的熱核反應區,是太陽巨大能量的發祥地、是太陽充滿活力的心臟。

輻射層

太陽中心產生的能量要不停地向外傳輸出去,這樣它才能維持自身結構的平衡。太陽中心產生的能量是如何傳播到外層空間去的呢?我們知道,熱的傳播方式有傳導、對流和輻射三種方式。生活中使用的保溫瓶的製造原理,太陽溫度是斷絕這三種熱的傳播,保持瓶內外的熱量不能交換傳遞。太陽中心產生的能量要不斷地傳遞出去,主要是靠輻射形式。太陽中心區之外就是輻射層。輻射層的溫度、密度和壓力都是從內向外遞減。輻射層的範圍是從熱核中心區頂部的0.25個太陽半徑向外到0.86個太陽半徑處。從體積上說,輻射層占整個太陽體積絕大部分。從太陽內部傳出能量,主要是通過輻射形式,但是這不是唯一的途徑,還有對流的過程。對流現象主要發生在輻射層之外,即從0.86個太陽半徑向外處,到達太陽大氣的底部,這一區間叫對流層。這一層氣體性質變化很大,溫度、密度和壓力都比輻射層減少,變化很不穩定,形成明顯的上下對流運動。這是太陽內部結構的最外層,起著輸通內部、主導外部的重要作用說到這裡,我們談的太陽內部結構是理論上的推導。但是這個模式是否科學?是否可靠?這個模式是科學的,不是隨意臆造的。是以現代核物理學理論作為基礎,是經得起檢驗的。理論的認識雖然抽象,但它的認識比直觀感覺更深刻。當然,理論認識又必須由實際觀測來檢驗。天文學從某種意義上說,它的試驗手段就是觀測。

光球

我們看到耀眼的太陽就是太陽大氣層中的光球發出的強烈的可見光。光球層位於對流層之外,屬於太陽大氣層中的最低層或最裡層。若把整個太陽大氣層比作一座樓房,那么光球層就是第一層樓。光球發出的光子向外傳播的阻力很小,所以可見光很強,因此而得名光球。我們說太陽表面平均溫度是6000℃,指的就是這一層。太陽光球層是太陽上溫度最低的一層,從光球層向里,溫度逐漸增加;到太陽中心達1500萬度。從光球向外,大氣層的溫度又逐漸升高到百萬度。這一層的厚度約500公里。這與約70萬公里的太陽半徑相比,好似人的皮膚和肌肉之比。但是,不可小看太陽這層“皮膚”,我們接收到的太陽能量基本上是從光球發出的;我們進行一系列的白光觀測,是觀測光球層的活動,得到的太陽光譜,也是光球層的光譜。

太陽構成

太陽從中心向外可分為核反應區、輻射區、對流層和大氣層。由於太陽外層氣體的透明度極差,人類能夠直接觀測到的是太陽大氣層,從內向外分為光球、色球和日冕3層。
觀測數據
太陽溫度太陽溫度
到地球的平均距離:150,000,000千米
視星等(V):-26.8m
絕對星等:4.8m
物理數據
直徑:1,392,000km
相對直徑(dS/dE):109
表面面積:6.09×1012千米2
體積:1.41×1027米3
質量:1.9891×1030千克
相對於地球質量:333,400倍
密度:1411千克/米3
相對於地球密度:0.26倍
相對於水的密度:1.409倍
表面重力加速度:274米/秒2
相對表面重力加速度:27.9倍
表面溫度:5780開
中心溫度:約2000萬開
日冕層溫度:5×106開
發光度(LS):3.827×1026Js-1
自轉周期
赤道處:27天6小時36分鐘
緯度30°:28天4小時48分鐘
緯度60°:30天19小時12分鐘
緯度75°:31天19小時12分鐘
繞銀河系中心公轉周期:2.2×108年
光球層成分
氫:73.46%
氦:24.85%
氧:0.77%
碳:0.29%
鐵:0.16%
氖:0.12%
氮:0.09%
矽:0.07%
鎂:0.05%
硫:0.04%

物理特性

太陽是一個主星序恆星,光譜類型為G2,表明它比一般恆星更大,更熱,但是遠小於紅巨星。G2恆星具有大約100億年的主星序壽命,通過核子宇宙年代學測定,太陽年齡大約50億年。

在太陽中心,密度為1.5×105kg/m3,熱核反應(核聚變)將氫轉變為氦。每秒鐘有3.9×1045個原子參與核反應。產生的能量以光的形式從太陽表面散發出去。而地球只獲得了太陽總輻射量的22億分之一。物理學家可以通過氫彈製造熱核反應。可控核聚變發電站在將來可能成為產生電能的一種方式。

由於溫度太高,太陽上的所有物質都處於等離子態,由於太陽不是固體,因此太陽的赤道可以比高緯度地區鏇轉得更快。太陽不同緯度的自轉差別造成了它的磁力線隨時間扭曲,引起磁場迴路(magneticfieldloops)從太陽表面噴發,並引發形成太陽黑子日珥

日冕層密度為1011個原子/m3,光球層為1023個原子/m3。

一段時間以來,人們一直認為太陽核反應產生的中微子數量僅僅是理論值的1/3,即所謂的太陽中微子問題。最近發現中微子具有質量,並且在從太陽到地球的過程中可能轉變為難以檢測到的中微子變種,測量值和理論值一致了。

觀測太陽可以發現如下現象:
太陽黑子
光斑
白光耀斑
日珥
寧靜日珥
爆發日珥
活動日珥
注意:直視太陽會損傷視網膜並造成視力損傷。

太陽與神話

希臘神話中,太陽的保護神是阿波羅。在中國神話傳說中,太陽是一種叫做金烏有三條腿的鳥;古代英雄后羿還曾經射下天空中的金烏,解救了地上的百姓。

重要性

太陽對人類而言至關重要。地球大氣的循環,日夜與四季的輪替,地球冷暖的變化都是太陽作用的結果。對於天文學家來說,太陽是唯一能夠觀測到表面細節的恆星。通過對太陽的研究,人類可以推斷宇宙中其他恆星的特性,實際上,太陽是我們唯一能看到表面細節的恆星,人類對恆星的了解大部分都來自於太陽。

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