太阳的天文科学小知识有哪些

　　没有太阳，地球上就不会有生命。那么大家对太阳了解多少呢?下面为您精心推荐了太阳的天文科学小知识，希望对您有所帮助。

　　太阳的天文小知识

　　1.太阳只是银河系2000亿星球中的一员。

　　2.太阳拥有巨大的能量。地球每年都要从太阳吸收940亿兆瓦能量，相当于美国全年总耗能的4万倍。

　　3.太阳的质量正在以每秒500万吨的速度减少。

　　4.太阳的温度很高，其核心区域的温度超过了1400万K。

　　5.太阳是一个非常古老的星球。其内部中心区域产生的能量要经过5000万年才能到达太阳表面。即使太阳现在就停止产生能量，那么在未来的5000万年间，地球始终能感受到太阳的巨大能量。

　　6.太阳体型巨大，其直径相当于地球直径的109倍。

　　7.更形象点，如果把太阳比作游泳池里面的大型充气球的话，那么木星就是个高尔夫球了，而地球就只是一颗小豌豆了。

　　8.太阳不是由固体组成的。和地球不同的是，太阳是由气体组成的，其表面没有任何固态物质。

　　9.太阳和地球相距遥远，就算以光速穿行也要8分钟30秒才能到达。

　　10.太阳的逃逸速度约为383英里/秒。

　　11.太阳距离冥王星的距离非常远，以光速穿行也要5个半小时。

　　12.太阳的自转周期为25.38天。

　　太阳的概况

　　地球围绕太阳公转的轨道是椭圆形的，每年7月离太阳最远(称为远日点)，每年1月最近(称为近日点)，平均距离是1亿4960万公里(天文学上称这个距离为1天文单位)。以平均距离算，光从太阳到地球大约需要经过8分19秒。太阳光中的能量通过光合作用等方式支持着地球上所有生物的生长，也支配了地球的气候和天气。人类从史前时代就一直认为太阳对地球有巨大影响，有许多文化将太阳当成神来崇拜。 对太阳的正确科学认识进展得很慢，直到19世纪初期，杰出的科学家才对太阳的物质组成和能量来源有了一点认识。人类对太阳的理解一直在不断进展中，还有大量有关太阳活动机制方面的未解之谜等待着人们来破解。

　　太阳圆面在天空的角直径为32角分，与从地球所见的月球的角直径很接近，是一个奇妙的巧合(太阳直径约为月球的400倍而离我们的距离恰是地月距离的400倍)，使日食看起来特别壮观。由于太阳比其他恒星离我们近得多，其视星等达到-26.8，成为地球上看到最明亮的天体。太阳每25.4天自转一周(随纬度有所差异，赤道快，极点慢些，约30.2天)，每2.5亿年绕银河系中心公转一周。太阳因自转而呈轻微扁平状，与完美球形相差0.001%，相当于赤道半径与极半径相差6km(地球这一差值为21km，月球为9km，木星9000km，土星5500km)。差异虽然很小，但测量这一扁平性却很重要，因为任何稍大一点的扁平程度(哪怕是0.005%)将改变太阳引力对水星轨道的影响，而使根据水星近日点进动对广义相对论所做的检验成为不可信。

　　在其存在的最后阶段，太阳中的氦将转变成重元素，太阳的体积也将开始不断膨胀，直至将地球吞没。在经过一亿年的红巨星阶段后，太阳将突然坍缩成一颗白矮星--所有恒星存在的最后阶段。再经历几万亿年，它将最终完全冷却,然后慢慢地消失在黑暗里。太阳是距离地球最近的恒星，是太阳系的中心天体。体积是地球的130万倍。在银河系内一千多亿颗恒星中，太阳只是普通的一员，它位于银河系的对称平面附近，距离银河系中心约26000光年，在银道面以北约26光年, 它一方面绕着银心以每秒250公里的速度旋转，另一方面又相对于周围恒星以每秒19.7公里的速度朝着织女星附近方向运动。其中心区不停地进行热核反应，所产生的能量以辐射方式向宇宙空间发射。

　　自转

　　太阳地球自转不能以云层或海洋为依据，太阳自转也不能看表面，但人们无法知道其内部情况，所以无法知道太阳自转数据。人们只看到太阳是流体星球，其它都是推测。

　　公转

　　太阳绕银河系中心公转。银河系中心可能有巨大黑洞,但它周围布满了恒星,所以看上去象“银盘”。这些恒星都绕“银核”公转。与地球公转不同，这些恒星公转每绕一周离“银核”会更近。

　　太阳的构造

　　构造概述

　　组成太阳的物质大多是些普通的气体，其中氢约占71.3%、 氦约占27%， 其它元素占2%。太阳从中心向外可分为核反应区、辐射区和对流区、太阳大气。太阳的大气层，像地球的大气层一样，可按不同的高度和不同的性质分成各个圈层，即从内向外分为光球、色球和日冕三层。我们平常看到的太阳表面，是太阳大气的最底层，温度约是6000开。它是不透明的，因此我们不能直接看见太阳内部的结构。但是，天文学家根据物理理论和对太阳表面各种现象的研究，建立了太阳内部结构和物理状态的的模型。

　　内部构造

　　太阳的内部主要可以分为三层：核心区、辐射层和对流层。太阳的核心区域半径是太阳半径的1/4，约为整个太阳质量的一半以上。太阳核心的温度极高，达到1500万℃，压力也极大，使得由氢聚变为氦的热核反应得以发生，从而释放出极大的能量。这些能量再通过辐射层和对流层中物质的传递，才得以传送到达太阳光球的底部，并通过光球向外辐射出去。太阳中心区的物质密度非常高。每立方厘米可达160克。太阳在自身强大重力吸引下，太阳中心区处于高密度、高温和高压状态。是太阳巨大能量的发源地。 太阳中心区产生的能量的传递主要靠辐射形式。太阳中心区之外就是辐射层，辐射层的范围是从热核中心区顶部的0.25个太阳半径向外到0.71个太阳半径，这里的温度、密度和压力都是从内向外递减。从体积来说，辐射层占整个太阳体积的绝大部分。 太阳内部能量向外传播除辐射，还有对流过程。即从太阳0.71个太阳半径向外到达太阳大气层的底部，这一区间叫对流层。这一层气体性质变化很大，很不稳定，形成明显的上下对流运动。这是太阳内部结构的最外层。

　　太阳光球

　　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。光球层位于对流层之外，属太阳大气层中的最低层或最里层。光球的表面是气态的，其平均密度只有水的几亿分之一，但由于它的厚度达500千米，所以光球是不透明的。光球层的大气中存在着激烈的活动，用望远镜可以看到光球表面有许多密密麻麻的斑点状结构，很象一颗颗米粒，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℃。截止到2013年认为这种米粒组织是光球下面气体的剧烈对流造成的现象。光球表面另一种著名的活动现象便是太阳黑子。黑子是光球层上的巨大气流旋涡，大多呈现近椭圆形，在明亮的光球背景反衬下显得比较暗黑，但实际上它们的温度高达4000℃左右，倘若能把黑子单独取出，一个大黑子便可以发出相当于满月的光芒。日面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。

　　太阳色球

　　紧贴光球以上的一层大气称为色球层，平时不易被观测到，过去这一区域只是在日全食时才能被看到。当月亮遮掩了光球明亮光辉的一瞬间，人们能发现日轮边缘上有一层玫瑰红的绚丽光彩，那就是色球。色球层厚约8000千米，它的化学组成与光球基本上相同，但色球层内的.物质密度和压力要比光球低得多。日常生活中，离热源越远处温度越低，而太阳大气的情况却截然相反，光球顶部接近色球处的温度差不多是4300℃，到了色球顶部温度竟高达几万度，再往上，到了日冕区温度陡然升至上百万度。人们对这种反常增温现象感到疑惑不解，至今也没有找到确切的原因。

　　在色球上人们还能够看到许多腾起的火焰，这就是天文上所谓的“日珥”。日珥是迅速变化着的活动现象，一次完整的日珥过程一般为几十分钟。同时，日珥的形状也可说是千姿百态，有的如浮云烟雾，有的似飞瀑喷泉，有的好似一弯拱桥，也有的酷似团团草丛，真是不胜枚举。天文学家根据形态变化规模的大小和变化速度的快慢将日珥分成宁静日珥、活动日珥和爆发日珥三大类。最为壮观的要属爆发日珥，本来宁静或活动的日珥，有时会突然“怒火冲天”，把气体物质拼命往上抛射，然后回转着返回太阳表面，形成一个环状，所以又称环状日珥。

　　太阳日冕

　　日冕是太阳大气的最外层。日冕中的物质也是等离子体，它的密度比色球层更低，而2010年10月在不同黑子上方看见的日冕构造它的温度反比色球层高，可达上百万摄氏度。在日全食时在日面周围看到放射状的非常明亮的银白色光芒即是日冕。 日冕的范围在色球之上，一直延伸到好几个太阳半径的地方。日冕还会有向外膨胀运动，并使得冷电离气体粒子连续地从太阳向外流出而形成太阳风。

　　日冕： 日冕的范围在色球之上，一直延伸到好几个太阳半径的地方。日冕里的物质更加稀薄，它还会有向外膨胀运动，并使得热电离气体粒子连续地从太阳向外流出而形成太阳风。太阳黑子：通过一般光学望远镜观测太阳，观测到的是光球层(太阳大气层的最里层)的活动。在光球上经常可以看到许多黑色斑点，叫太阳黑子。太阳黑子在日面上的大小、多少、位置和形态等，每日都不一样。太阳黑子是光球层物质剧烈运动形成的局部强磁场区域，是光球层活动的重要标志。长期观测太阳黑子就会发现，有的年份黑子多，有的年份黑子少，有时甚至几天，几十天日面上都没有黑子。

　　天文学家们早已注意到，太阳黑子从最多(或最少)的年份到下一次最多(或最少)的年份，大约相隔11年。也就是说，太阳黑子有平均11的活动周期，这也是整个太阳的活动周期。天文学家把太阳黑了最多的年份称为“太阳活动峰年”，把太阳黑子最少的年份称为“太阳活动宁静年”。

　　太阳质量体积

　　太阳是一个巨大而炽热的气体星球。知道了日地距离，再从地球上测得太阳圆面的视角直径，从简单的三角关系就可以求出太阳的半径为69.6万千米，是地球半径的109倍。由此可以算出太阳的体积为地球的130万倍。

　　天文学家根据开普勒行星运动的第三定律，利用地球的质量和它环绕太阳运转的轨道半径及周期，还可以推算出太阳的质量为1.989×10千克，这个质量是地球的33万倍。并且集中了太阳系99.86%的质量。但是，即使这样一个庞然大物，在茫茫宇宙之中，却也不过只是一颗质量中等的普通恒星而已。

　　由太阳的体积和质量，可以计算出太阳平均密度为1.409克/厘米3，约为地球平均密度的0.26倍。太阳表面的重力加速度等于273.9810米/秒2，约为地球表面重力加速度的28倍，如果一个人站在太阳表面，那么他的体重将会是在地球上的20倍[3]。太阳表面的逃逸速度约617.7公里/秒，任何一个中性粒子的速度必须大于这个值，才能脱离太阳的吸引力而跑到宇宙空间中去。

　　旋转

　　公转

　　太阳绕银河系中心公转，绕银河系中心公转周期约2.5×10年。银河系中心可能有巨大黑洞，但它周围布满了恒星，所以看上去象“银盘”。这些恒星都绕“银核”公转。与地球公转不同，这些恒星公转每绕一周离“银核”会更近。

　　自转

　　太阳和其它天体一样，也在围绕自己的轴心自西向东自转，但观测和研究表明，太阳表面不同的纬度处，自转速度不一样。在赤道处，太阳自转一周需要25.4天，而在纬度40处需要27.2天，到了两极地区，自转一周则需要35天左右。这种自转方式被称为“较差自转”。

　　太阳圈　　

　　太阳圈，从大约20太阳半径（0.1天文单位）到太阳系的边缘，这一大片环绕着太阳的空间充满了伴随太阳风离开太阳的等离子体。他的内侧边界是太阳风成为超阿耳芬波的那层位置-流体的速度超过阿耳芬波。因为讯息只能以阿耳芬波的速度传递，所以在这个界限之外的湍流和动力学的力量不再能影响到内部的日冕形状。太阳风源源不断的进入太阳圈之中并向外吹拂，使得太阳的磁场形成螺旋的形状，直到在距离太阳超过50天文单位之外撞击到日鞘为止。

　　在2004年12月，旅行者1号探测器已穿越过被认为是日鞘部分的激波前缘。两艘航海家太空船在穿越边界时都侦测与记录到能量超过一般微粒的高能粒子。

　　太阳光

　　阳光是地球能量的主要来源。太阳常数是在距离太阳1天文单位的位置（也就是在或接近地球），直接暴露在阳光下的每单位面积接收到的能量，其值约相当于1,368W/m3（瓦每平方米）。经过大气层的吸收后，抵达地球表面的阳光已经衰减——在大气清澈且太阳接近天顶的条件下也只有约1,000W/m3。

　　有许多种天然的合成过程可以利用太阳能-光合作用是植物以化学的方式从阳光中撷取能量（氧的释出和碳化合物的减少），直接加热或使用太阳电池转换成电的仪器被使用在太阳能发电的设备上，或进行其他的工作；有时也会使用集光式太阳能（也就是凝聚阳光）。储存在原油和其它化石燃料中的能量是来自遥远的过去经由光合作用转换的太阳能。

　　对流层

　　太阳的外层，从它的表面向下至大约200,000公里（或是70%的太阳半径），太阳的等离子体已经不够稠密或不够热不再能经由传导作用有效的将内部的热向外传送；换言之，它已经不够透明了。结果是，当热柱携带热物质前往表面（光球）产生了热对流。一旦这些物质在表面变冷，它会向下切入对流带的底部，再从辐射带的顶部获得更多的热量在可见的太阳表面，温度已经降至5700K，而且密度也只有0.2公克/立方米（大约是海平面密度的六千分之一）。

　　在对流带的热柱形成在太阳表面上非常重要的，像是米粒组织和超米粒组织。在对流带的湍流会在太阳内部的外围部分造成“小尺度”的发电机，这会在太阳表面的各处产生磁南极和磁北极。太阳的热柱是贝纳得穴流因此往往像六角型的棱镜。