太陽(Sun)是太陽系的中心天體，占有太陽系總體質(zhì)量的99.86%。太陽系中的八大行星、小行星、流星、彗星、外海王星天體以及星際塵埃等，都圍繞著太陽公轉(zhuǎn)，而太陽則圍繞著銀河系的中心公轉(zhuǎn)。

太陽是位于太陽系中心的恒星，它幾乎是熱等離子體與磁場(chǎng)交織著的一個(gè)理想球體。太陽直徑大約是1392000（1.392×10?）千米，相當(dāng)于地球直徑的109倍；體積大約是地球的130萬倍；其質(zhì)量大約是2×103?千克（地球的330000倍）。從化學(xué)組成來看，現(xiàn)在太陽質(zhì)量的大約四分之三是氫，剩下的幾乎都是氦，包括氧、碳、氖、鐵和其他的重元素質(zhì)量少于2%，采用核聚變的方式向太空釋放光和熱。

太陽目前正在穿越銀河系內(nèi)部邊緣獵戶臂的本地泡區(qū)中的本星際云。在距離地球17光年的距離內(nèi)有50顆最鄰近的恒星系（與太陽距離最近的恒星是稱作比鄰星的紅矮星，大約4.2光年）。

太陽是一顆黃矮星（光譜為G2V），黃矮星的壽命大致為100億年，目前太陽大約45.7億歲。在大約50至60億年之后，太陽內(nèi)部的氫元素幾乎會(huì)全部消耗盡，太陽的核心將發(fā)生坍縮，導(dǎo)致溫度上升，這一過程將一直持續(xù)到太陽開始把氦元素聚變成碳元素。雖然氦聚變產(chǎn)生的能量比氫聚變產(chǎn)生的能量少，但溫度也更高，因此太陽的外層將膨脹，并且把一部分外層大氣釋放到太空中。當(dāng)轉(zhuǎn)向新元素的過程結(jié)束時(shí)，太陽的質(zhì)量將稍微下降，外層將延伸到地球或者火星目前運(yùn)行的軌道處（這時(shí)由于太陽質(zhì)量的下降，這兩顆行星將會(huì)離太陽更遠(yuǎn)）。

演化

太陽是在大約45.7億年前在一個(gè)坍縮的氫分子云內(nèi)形成。太陽形成的時(shí)間以兩種方法測(cè)量：太陽目前在主序帶上的年齡，使用恒星演化和太初核合成的電腦模型確認(rèn)，大約就是45.7億年。這與放射性定年法得到的太陽最古老的物質(zhì)是45.67億年非常的吻合。太陽在其主序的演化階段已經(jīng)到了中年期，在這個(gè)階段的核聚變是在核心將氫聚變成氦。每秒中有超過400萬噸的物質(zhì)在太陽的核心轉(zhuǎn)化成能量，產(chǎn)生中微子和太陽輻射。以這個(gè)速率，到目前為止，太陽大約轉(zhuǎn)化了100個(gè)地球質(zhì)量的物質(zhì)成為能量，太陽在主序帶上耗費(fèi)的時(shí)間總共大約為100億年。

太陽沒有足夠的質(zhì)量爆發(fā)成為超新星，替代的是，在約50億年后它將進(jìn)入紅巨星的階段，氦核心為抵抗引力而收縮，同時(shí)變熱；緊挨核心的氫包層因溫度上升而加速聚變，結(jié)果產(chǎn)生的熱量持續(xù)增加，傳導(dǎo)到外層，使其向外膨脹。當(dāng)核心的溫度達(dá)到1億K時(shí)，氦聚變將開始進(jìn)行并燃燒生成碳。由于此時(shí)的氦核心已經(jīng)相當(dāng)于一個(gè)小型“白矮星”（電子簡(jiǎn)并態(tài)），熱失控的氦聚變將導(dǎo)致氦閃，釋放的巨大能量使太陽核心大幅度膨脹，解除了電子簡(jiǎn)并態(tài)，然后核心剩余的氦進(jìn)行穩(wěn)定的聚變。從外部看，太陽將如新星般突然增亮5～10個(gè)星等（相比于此前的“紅巨星”階段），接著體積大幅度縮小，變得比原先的紅巨星暗淡得多（但仍將比現(xiàn)在的太陽亮），直到核心的碳逐步累積，再次進(jìn)入核心收縮、外層膨脹階段。這就是漸近巨星分支階段。

地球的命運(yùn)是不確定的，當(dāng)太陽成為紅巨星時(shí)，其半徑大約會(huì)是現(xiàn)在的200倍，表面可能將膨脹至地球現(xiàn)在的軌道——1AU（1.5×1011m）。然而，當(dāng)太陽成為漸近巨星分支的恒星時(shí)，由于恒星風(fēng)的作用，它大約已經(jīng)流失30%的質(zhì)量，所以地球的軌道會(huì)向外移動(dòng)。如果只是這樣，地球或許可以幸免，但新的研究認(rèn)為地球可能會(huì)因?yàn)槌毕南嗷プ饔枚惶柾淌傻?。但即使地球能逃脫被太陽焚毀的命運(yùn)，地球上的水仍然都會(huì)沸騰，大部分的氣體都會(huì)逃逸入太空。

即使太陽仍在主序帶的現(xiàn)階段，太陽的光度仍然在緩慢的增加（每10億年約增加10%），表面的溫度也緩緩的提升。太陽過去的光度比較暗淡，這可能是生命在10億年前才出現(xiàn)在陸地上的原因。太陽的溫度若依照這樣的速率增加，在未來的10億年，地球可能會(huì)變得太熱，使水不再能以液態(tài)存在于地球表面，而使地球上所有的生物趨于滅絕。

繼紅巨星階段之后，激烈的熱脈動(dòng)將導(dǎo)致太陽外層的氣體逃逸，形成行星狀星云。在外層被剝離后，唯一留存下來的就是恒星炙熱的核心——白矮星，并在數(shù)十億年中逐漸冷卻和黯淡。這是低質(zhì)量與中質(zhì)量恒星演化的典型。

質(zhì)量體積

太陽是一個(gè)巨大而熾熱的氣體星球。知道了日地距離，再從地球上測(cè)得太陽圓面的視角直徑，從簡(jiǎn)單的三角關(guān)系就可以求出太陽的半徑為69.6萬千米，是地球半徑的109倍。由此可以算出太陽的體積為地球的130萬倍。

天文學(xué)家根據(jù)開普勒行星運(yùn)動(dòng)的第三定律，利用地球的質(zhì)量和它環(huán)繞太陽運(yùn)轉(zhuǎn)的軌道半徑及周期，還可以推算出太陽的質(zhì)量為1.989×103?千克，這個(gè)質(zhì)量是地球的33萬倍。并且集中了太陽系99.86%的質(zhì)量。但是，即使這樣一個(gè)龐然大物，在茫茫宇宙之中，卻也不過只是一顆質(zhì)量中等的普通恒星而已。

由太陽的體積和質(zhì)量，可以計(jì)算出太陽平均密度為1.409克/厘米3，約為地球平均密度的0.26倍。太陽表面的重力加速度等于273.9810米/秒2，約為地球表面重力加速度的28倍，如果一個(gè)人站在太陽表面，那么他的體重將會(huì)是在地球上的20倍。太陽表面的逃逸速度約617.7公里/秒，任何一個(gè)中性粒子的速度必須大于這個(gè)值，才能脫離太陽的吸引力而跑到宇宙空間中去。

所處位置

太陽只是宇宙中一顆十分普通的恒星，但它卻是太陽系的中心天體。太陽系中，包含我們的地球在內(nèi)的八大行星、一些矮行星、彗星和其它無數(shù)的太陽系小天體，都在太陽的強(qiáng)大引力作用下環(huán)繞太陽運(yùn)行。太陽系的疆域龐大，僅以冥王星為例，其運(yùn)行軌道距離太陽就將近40個(gè)天文單位，也就是60億千米之遙遠(yuǎn)，而實(shí)際上太陽系的范圍還要數(shù)十倍于此。

但是這樣一個(gè)龐大的太陽系家族，在銀河系中卻僅僅只是十分普通的滄海一粟。銀河系擁有至少1000億顆以上的恒星，直徑約10萬光年。太陽位于銀道面之北的獵戶座旋臂上，距離銀河系中心約30000光年，在銀道面以北約26光年，它一方面繞著銀心以每秒250公里的速度旋轉(zhuǎn)，周期大概是2.5億年，另一方面又相對(duì)于周圍恒星以每秒19.7公里的速度朝著織女星附近方向運(yùn)動(dòng)。太陽也在自轉(zhuǎn)，其周期在日面赤道帶約25天；兩極區(qū)約為35天。

太陽正在穿越銀河系內(nèi)部邊緣獵戶臂的本地泡區(qū)中的本星際云。在距離地球17光年的距離內(nèi)有50顆最鄰近的恒星系（距離最近的一顆恒星是紅矮星，被稱為比鄰星，距太陽大約4.2光年），太陽的質(zhì)量在這些恒星中排在第四。太陽在距離銀河中心24000至26000光年的距離上繞著銀河公轉(zhuǎn)，從銀河北極鳥瞰，太陽沿順時(shí)針軌道運(yùn)行，大約2億2500萬至2億5000萬年繞行一周。由于銀河系在宇宙微波背景輻射（CMB）中以550公里/秒的速度朝向長蛇座的方向運(yùn)動(dòng)，這兩個(gè)速度合成之后，太陽相對(duì)于CMB的速度是370公里/秒，朝向巨爵座或獅子座的方向運(yùn)動(dòng)。

在南門二（比鄰星所在的三合星系統(tǒng)）的位置觀看我們的太陽時(shí)，太陽則會(huì)成為仙后座中一顆視星等為0.5等的恒星。大體來說，仙后座的外形將會(huì)從//變成///，太陽將會(huì)位在仙后座ε星的尾端。

旋轉(zhuǎn)

公轉(zhuǎn)

太陽繞銀河系中心公轉(zhuǎn)，繞銀河系中心公轉(zhuǎn)周期約2.5×10?年。銀河系中心可能有巨大黑洞，但它周圍布滿了恒星，所以看上去象“銀盤”。這些恒星都繞“銀核”公轉(zhuǎn)。與地球公轉(zhuǎn)不同，這些恒星公轉(zhuǎn)每繞一周離“銀核”會(huì)更近。

自轉(zhuǎn)

太陽和其它天體一樣，也在圍繞自己的軸心自西向東自轉(zhuǎn)，但觀測(cè)和研究表明，太陽表面不同的緯度處，自轉(zhuǎn)速度不一樣。在赤道處，太陽自轉(zhuǎn)一周需要25.4天，而在緯度40處需要27.2天，到了兩極地區(qū)，自轉(zhuǎn)一周則需要35天左右。這種自轉(zhuǎn)方式被稱為“較差自轉(zhuǎn)”。

構(gòu)造

根據(jù)太陽活動(dòng)的相對(duì)強(qiáng)弱，太陽可分為寧靜太陽和活動(dòng)太陽兩大類。寧靜太陽是一個(gè)理論上假定寧靜的球?qū)ΨQ熱氣體球，其性質(zhì)只隨半徑而變，而且在任一球?qū)又卸际蔷鶆虻模淠康脑谟谘芯刻柕目傮w結(jié)構(gòu)和一般性質(zhì)。在這種假定下，按照由里往外的順序，太陽是由核心、輻射區(qū)、對(duì)流層、光球?qū)?、色球?qū)印⑷彰釋訕?gòu)成。光球?qū)又路Q為太陽內(nèi)部；光球?qū)又戏Q為太陽大氣。

磁場(chǎng)

太陽圈電流片延伸到太陽系外，結(jié)果是來自太陽的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)影響到星際物質(zhì)中的等離子體。

太陽是磁力活躍的恒星，它支撐一個(gè)強(qiáng)大、年復(fù)一年在變化的磁場(chǎng)，并且大約每11年環(huán)繞著太陽極大期反轉(zhuǎn)它的方向太陽磁場(chǎng)會(huì)導(dǎo)致很多影響，稱為太陽活動(dòng)，包括在太陽表面的太陽黑子、太陽耀斑、和攜帶著物質(zhì)穿越太陽系且不斷變化的太陽風(fēng)。太陽活動(dòng)對(duì)地球的影響包括在高緯度的極光，和擾亂無線電通訊和電力。太陽活動(dòng)被認(rèn)為在太陽系的形成和演化扮演了很重要的角色，太陽因?yàn)楦邷氐木壒?，所有的物質(zhì)都是氣體和等離子體，這使得太陽的轉(zhuǎn)速可能在赤道（大約25天）較快，而不是高緯度（在兩極約為35天）太陽因緯度不同的較差自轉(zhuǎn)造成它的磁場(chǎng)線隨著時(shí)間而糾纏在一起，造成磁場(chǎng)圈從太陽表面噴發(fā)出來，并觸發(fā)太陽形成系距性的太陽黑子和日珥（參見磁重聯(lián)）。隨著太陽每11年反轉(zhuǎn)它本身的磁場(chǎng)，這種糾纏創(chuàng)造了太陽發(fā)電機(jī)和11年的太陽磁場(chǎng)活動(dòng)太陽周期。

太陽磁場(chǎng)朝太陽本體外更遠(yuǎn)處延伸，磁化的太陽風(fēng)等離子體攜帶著太陽的磁場(chǎng)進(jìn)入太空，形成所謂的行星際磁場(chǎng)由于等離子體只能沿著磁場(chǎng)線移動(dòng)，離開太陽的行星際磁場(chǎng)起初是沿著徑向伸展的。因位在太陽赤道上方和下方離開太陽的磁場(chǎng)具有不同的極性，因此在太陽的赤道平面存在著一層薄薄的電流層，稱為太陽圈電流片。太陽的自轉(zhuǎn)使得遠(yuǎn)距離的磁場(chǎng)和電流片旋轉(zhuǎn)成像是阿基米德螺旋結(jié)構(gòu)，稱為派克螺旋。行星際磁場(chǎng)的強(qiáng)度遠(yuǎn)比太陽的偶極性磁場(chǎng)強(qiáng)大。太陽50-400μT的磁偶極（在光球）隨著距離的三次方衰減，在地球的距離上只有0.1nT。然而依據(jù)太空船的觀測(cè)，在地球附近的行星際磁場(chǎng)是這個(gè)數(shù)值的100倍，大約是5nT。

內(nèi)部

核反應(yīng)區(qū)

從中心到0.25太陽半徑是太陽發(fā)射巨大能量的真正源頭，也稱為核反應(yīng)區(qū)。在這里，太陽核心處溫度高達(dá)1500萬度，壓力相當(dāng)于3000億個(gè)大氣壓，隨時(shí)都在進(jìn)行著四個(gè)氫核聚變成一個(gè)氦核的熱核反應(yīng)。根據(jù)原子核物理學(xué)和愛因斯坦的質(zhì)能轉(zhuǎn)換關(guān)系式E=mc2，每秒鐘有質(zhì)量為6億噸的氫經(jīng)過熱核聚變反應(yīng)為5.96億噸的氦，并釋放出相當(dāng)于400萬噸氫的能量，正是這巨大的能源帶給了我們光和熱，但這損失的質(zhì)量與太陽的總質(zhì)量相比，卻是不值一提的。根據(jù)對(duì)太陽內(nèi)部氫含量的估計(jì)，太陽至少還有50億年的正常壽命。

輻射區(qū)

0.25太陽半徑～0.86太陽半徑是太陽輻射區(qū)，它包含了各種電磁輻射和粒子流。輻射從內(nèi)部向外部傳遞過程是多次被物質(zhì)吸收而又再次發(fā)射的過程。從核反應(yīng)區(qū)到太陽表面的行程中，能量依次以X射線、遠(yuǎn)紫外線、紫外線，最后是可見光的形式向外輻射。太陽是一個(gè)取之難盡，用之不竭的能量源泉。

對(duì)流層

對(duì)流層是輻射區(qū)的外側(cè)區(qū)域，其厚度約有十幾萬千米，由于這里的溫度、壓力和密度梯度都很大，太陽氣體呈對(duì)流的不穩(wěn)定狀態(tài)。使物質(zhì)的徑向?qū)α鬟\(yùn)動(dòng)強(qiáng)烈，熱的物質(zhì)向外運(yùn)動(dòng)，冷的物質(zhì)沉入內(nèi)部，太陽內(nèi)部能量就是靠物質(zhì)的這種對(duì)流，由內(nèi)部向外部傳輸。

大氣層

太陽光球以上的部分統(tǒng)稱為太陽大氣層，跨過整個(gè)電磁頻譜，從無線電、可見光到伽馬射線，都可以觀察它們分為5個(gè)主要的部分：溫度極小區(qū)、色球、過渡區(qū)、日冕、和太陽圈，太陽圈可能是太陽大氣層最稀薄的外緣并且延伸到冥王星軌道之外與星際物質(zhì)交界，交界處稱為日鞘，并且在那兒形成剪切的激波前緣。色球、過渡區(qū)和日冕的溫度都比太陽表面高，原因還沒有獲得證實(shí)，但證據(jù)指向阿爾文波可能攜帶了足夠的能量將日冕加熱。

光球

對(duì)流層上面的太陽大氣，稱為太陽光球。光球是一層不透明的氣體薄層，厚度約500千米。它確定了太陽非常清晰的邊界，幾乎所有的可見光都是從這一層發(fā)射出來的。

色球

色球位于光球之上。厚度約2000千米。太陽的溫度分布從核心向外直到光球?qū)?，都是逐漸下降的，但到了色球?qū)樱瑓s又反常上升，到色球頂部時(shí)已達(dá)幾萬度。由于色球?qū)影l(fā)出的可見光總量不及光球的1%，因此人們平?？床坏剿?。只有在發(fā)生日全食時(shí)，即食既之前幾秒種或者生光以后幾秒鐘，當(dāng)光球所發(fā)射的明亮光線被月影完全遮掩的短暫時(shí)間內(nèi)，在日面邊緣呈現(xiàn)出狹窄的玫瑰紅色的發(fā)光圈層，這就是色球?qū)?。平時(shí)，科學(xué)家們要通過單色光（波長為6563埃）色球望遠(yuǎn)鏡才能觀測(cè)到太陽色球?qū)印?/p>

日冕

日冕是太陽大氣的最外層，由高溫、低密度的等離子體所組成。亮度微弱，在白光中的總亮度比太陽圓面亮度的百分之一還低，約相當(dāng)于滿月的亮度，因此只有在日全食時(shí)才能展現(xiàn)其光彩，平時(shí)觀測(cè)則要使用專門的日冕儀。日冕的溫度高達(dá)百萬度，其大小和形狀與太陽活動(dòng)有關(guān)，在太陽活動(dòng)極大年時(shí)，日冕接近圓形；在太陽寧靜年則呈橢圓形。自古以來，觀測(cè)日冕的傳統(tǒng)方法都是等待一次罕見的日全食——在黑暗的天空背景上，月面把明亮的太陽光球面遮掩住，而在日面周圍呈現(xiàn)出青白色的光區(qū)，就是人們期待觀測(cè)的太陽最外層大氣——日冕。

太陽圈

太陽圈，從大約20太陽半徑（0.1天文單位）到太陽系的邊緣，這一大片環(huán)繞著太陽的空間充滿了伴隨太陽風(fēng)離開太陽的等離子體。他的內(nèi)側(cè)邊界是太陽風(fēng)成為超阿耳芬波的那層位置-流體的速度超過阿耳芬波。因?yàn)橛嵪⒅荒芤园⒍也ǖ乃俣葌鬟f，所以在這個(gè)界限之外的湍流和動(dòng)力學(xué)的力量不再能影響到內(nèi)部的日冕形狀。太陽風(fēng)源源不斷的進(jìn)入太陽圈之中并向外吹拂，使得太陽的磁場(chǎng)形成螺旋的形狀，直到在距離太陽超過50天文單位之外撞擊到日鞘為止。

在2004年12月，旅行者1號(hào)探測(cè)器已穿越過被認(rèn)為是日鞘部分的激波前緣。兩艘航海家太空船在穿越邊界時(shí)都偵測(cè)與記錄到能量超過一般微粒的高能粒子。

太陽光

陽光是地球能量的主要來源。太陽常數(shù)是在距離太陽1天文單位的位置（也就是在或接近地球），直接暴露在陽光下的每單位面積接收到的能量，其值約相當(dāng)于1,368W/m2（瓦每平方米）。經(jīng)過大氣層的吸收后，抵達(dá)地球表面的陽光已經(jīng)衰減——在大氣清澈且太陽接近天頂?shù)臈l件下也只有約1,000W/m2。

有許多種天然的合成過程可以利用太陽能-光合作用是植物以化學(xué)的方式從陽光中擷取能量（氧的釋出和碳化合物的減少），直接加熱或使用太陽電池轉(zhuǎn)換成電的儀器被使用在太陽能發(fā)電的設(shè)備上，或進(jìn)行其他的工作；有時(shí)也會(huì)使用集光式太陽能（也就是凝聚陽光）。儲(chǔ)存在原油和其它化石燃料中的能量是來自遙遠(yuǎn)的過去經(jīng)由光合作用轉(zhuǎn)換的太陽能。

對(duì)流層

太陽的外層，從它的表面向下至大約200,000公里（或是70%的太陽半徑），太陽的等離子體已經(jīng)不夠稠密或不夠熱不再能經(jīng)由傳導(dǎo)作用有效的將內(nèi)部的熱向外傳送；換言之，它已經(jīng)不夠透明了。結(jié)果是，當(dāng)熱柱攜帶熱物質(zhì)前往表面（光球）產(chǎn)生了熱對(duì)流。一旦這些物質(zhì)在表面變冷，它會(huì)向下切入對(duì)流帶的底部，再從輻射帶的頂部獲得更多的熱量在可見的太陽表面，溫度已經(jīng)降至5700K，而且密度也只有0.2公克/立方米（大約是海平面密度的六千分之一）。

在對(duì)流帶的熱柱形成在太陽表面上非常重要的，像是米粒組織和超米粒組織。在對(duì)流帶的湍流會(huì)在太陽內(nèi)部的外圍部分造成“小尺度”的發(fā)電機(jī)，這會(huì)在太陽表面的各處產(chǎn)生磁南極和磁北極。太陽的熱柱是貝納得穴流因此往往像六角型的棱鏡。

參數(shù)

能量

作為一顆恒星，太陽，其總體外觀性質(zhì)是，光度為383億億億瓦，絕對(duì)星等為4.8。是一顆黃色G2型矮星，有效溫度等于開氏5800度。太陽與在軌道上繞它公轉(zhuǎn)的地球的平均距離為149597870千米（499.005光秒或1天文單位）。按質(zhì)量計(jì)，它的物質(zhì)構(gòu)成是71%的氫、26%的氦和少量較重元素。它們都是通過核聚變來釋放能量的，根據(jù)理論太陽最后核聚變反應(yīng)產(chǎn)生的物質(zhì)是鐵和銅等金屬。

觀測(cè)

日地平均的距離（1天文單位）：1.49597870×1011米（1億5千萬公里）

日地最遠(yuǎn)的距離：1.5210×1011米

日地最近的距離：1.4710×1011米

遠(yuǎn)日點(diǎn)與近日點(diǎn)距離相差500萬千米

視星等：-26.74等

絕對(duì)星等：4.83等

熱星等：-26.82等

絕對(duì)熱星等：4.75等

物理

太陽

日地平均距離 149,598,000千米

半徑 696,000千米

質(zhì)量 1.989×1033克

平均密度 1.409克/立方厘米

有效溫度 5,770K

自轉(zhuǎn)會(huì)合周期 26.9日（赤道）；31.1日（極區(qū)）

光譜型 G2V

目視星等 -26.74等

目視絕對(duì)星等 4.83等

表面重力加速度 27,400厘米/平方秒

表面逃逸速度 617.7千米/秒

中心溫度 約15,000,000K

中心密度 約160克/立方厘米

年齡 50億年

表面面積 大約6.09×1012平方千米

體積 大約1.412×101?立方千米

日冕層溫度 5×200K

發(fā)光度（LS） 大約3.827×102?Js?1

太陽壽命 約100億年

天文符號(hào) ☉

太陽活動(dòng)周期 11.04年

總輻射功率 3.86×102?瓦特

光球成分（質(zhì)量）

名稱 所占百分比

氫 73.46%

氦 24.85%

氧 0.77%

碳 0.29%

鐵 0.16%

氖 0.12%

氮 0.09%

硅 0.07%

鎂 0.05%

硫 0.04%

太陽輻射的峰值波長（500納米）介于光譜中藍(lán)光和綠光的過渡區(qū)域。恒星的溫度與其輻射中占主要地位的波長有密切關(guān)系。就太陽來說，其表面的溫度大約在5800K。然而，由于人的眼睛對(duì)峰值波長周圍的其它顏色更敏感，所以太陽看起來呈現(xiàn)出白色或是黃白色。

溫度

核心

核心是太陽內(nèi)唯一能經(jīng)由核聚變產(chǎn)生大量能量的區(qū)域，溫度高達(dá)1570萬K。99%的能量產(chǎn)生在太陽半徑的24%以內(nèi)，而在30%半徑處，核聚變反應(yīng)幾乎完全停止。

光球?qū)?

光球?qū)由献铒@著的現(xiàn)象就是太陽黑子，所謂太陽黑子，只指太陽光球?qū)由系臏囟认鄬?duì)較低的區(qū)域，其溫度約為4500K，而光球其余部分的溫度約為5777K。

色球?qū)?

色球厚度約2000千米，太陽的溫度分布從核心向外直到光球?qū)?，都是逐漸下降的，但到了色球?qū)?，卻又反常上升，到接近頂端的溫度大約在20000K。

日冕

日冕是太陽大氣的最外層，它由高溫、低密度的等離子體所組成，日冕的溫度高達(dá)百萬度。

活動(dòng)

太陽看起來很平靜，實(shí)際上無時(shí)無刻不在發(fā)生劇烈的活動(dòng)。太陽由里向外分別為太陽核反應(yīng)區(qū)、太陽對(duì)流層、太陽大氣層。其中22億分之一的能量輻射到地球，成為地球上光和熱的主要來源。太陽表面和大氣層中的活動(dòng)現(xiàn)象，諸如太陽黑子、耀斑和日冕物質(zhì)噴發(fā)（日珥）等，會(huì)使太陽風(fēng)大大增強(qiáng)，造成許多地球物理現(xiàn)象──例如極光增多、大氣電離層和地磁的變化。

太陽活動(dòng)和太陽風(fēng)的增強(qiáng)還會(huì)嚴(yán)重干擾地球上無線電通訊及航天設(shè)備的正常工作，使衛(wèi)星上的精密電子儀器遭受損害，地面通訊網(wǎng)絡(luò)、電力控制網(wǎng)絡(luò)發(fā)生混亂，甚至可能對(duì)航天飛機(jī)和空間站中宇航員的生命構(gòu)成威脅。因此，監(jiān)測(cè)太陽活動(dòng)和太陽風(fēng)的強(qiáng)度，適時(shí)作出“空間氣象”預(yù)報(bào)，越來越顯得重要。

黑子

4000年前古時(shí)候祖先肉眼都看到了像3條腿的烏鴉的黑子，通過一般的光學(xué)望遠(yuǎn)鏡觀測(cè)太陽，觀測(cè)到的是光球?qū)拥幕顒?dòng)。在光球上常?？梢钥吹胶芏嗪谏唿c(diǎn)，它們叫做“太陽黑子”。太陽黑子在日面上的大小、多少、位置和形態(tài)等，每天都不同。太陽黑子是光球?qū)游镔|(zhì)劇烈運(yùn)動(dòng)而形成的局部強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域，也是光球?qū)踊顒?dòng)的重要標(biāo)志。長期觀測(cè)太陽黑子就會(huì)發(fā)現(xiàn)，有的年份黑子多，有的年份黑子少，有時(shí)甚至幾天，幾十天日面上都沒有黑子。天文學(xué)家們?cè)缇妥⒁獾?，太陽黑子從最多或最少的年份到下一次最多或最少的年份，大約相隔11年。也就是說，太陽黑子有平均11年的活動(dòng)周期，這也是整個(gè)太陽的活動(dòng)周期。天文學(xué)家把太陽黑子最多的年份稱之為“太陽活動(dòng)峰年”，把太陽黑子最少的年份稱之為“太陽活動(dòng)谷年”。

經(jīng)過數(shù)世紀(jì)的研究，人類對(duì)太陽黑子的研究已經(jīng)有了一定的成果。

分為以下幾點(diǎn)：

1.太陽黑子是太陽表面溫度相對(duì)較低而顯得黑的區(qū)域。

2.黑子會(huì)對(duì)地球的磁場(chǎng)和電離層產(chǎn)生干擾，指南針不能正確指示方向，動(dòng)物迷路，無線電通訊受到嚴(yán)重影響或中斷，直接危害飛機(jī)、輪船、人造衛(wèi)星等通訊系統(tǒng)安全。

太陽黑子活動(dòng)的高峰期，太陽會(huì)發(fā)射大量的高能粒子流與X射線，引起地球磁暴現(xiàn)象，導(dǎo)致氣候異常，地球上微生物因此大量繁殖，這就為流行疾病提供了溫床。

同時(shí)，太陽黑子的活動(dòng)，還會(huì)引起生物體物質(zhì)出現(xiàn)電離現(xiàn)象，引起感冒病毒中遺傳因子變異，或者發(fā)生突變性的遺傳，產(chǎn)生強(qiáng)感染力的亞型流感病毒，形成流行性感冒，或者導(dǎo)致人體的生理發(fā)生其他復(fù)雜的生化反應(yīng)，影響健康。

因此，太陽黑子量達(dá)到高峰期時(shí)，人類要及早預(yù)防流行性疾病。

有趣的是，一位瑞士天文學(xué)家發(fā)現(xiàn)，太陽黑子多的時(shí)候，氣候干燥，農(nóng)業(yè)豐收，黑子少的時(shí)候，暴雨成災(zāi)。地震工作者發(fā)現(xiàn)，太陽黑子數(shù)目增多的時(shí)候，地球上的地震也多。植物學(xué)家發(fā)現(xiàn)，植物的生長也隨著太陽黑子的出現(xiàn)而呈現(xiàn)11年周期的變化，黑子多長得快，黑子少長得慢。

耀斑

太陽耀斑是一種劇烈的太陽活動(dòng)，是太陽能量高度集中釋放的過程。一般認(rèn)為發(fā)生在色球?qū)又?，所以也叫“色球爆發(fā)”。其主要觀測(cè)特征是，日面上（常在黑子群上空）突然出現(xiàn)迅速發(fā)展的亮斑閃耀，其壽命僅在幾分鐘到幾十分鐘之間，亮度上升迅速，下降較慢。特別是在太陽活動(dòng)峰年，耀斑出現(xiàn)頻繁且強(qiáng)度變強(qiáng)。

別看它只是一個(gè)亮點(diǎn)，一旦出現(xiàn)，簡(jiǎn)直是一次驚天動(dòng)地的大爆發(fā)。這一增亮釋放的能量相當(dāng)于10萬至100萬次強(qiáng)火山爆發(fā)的總能量，或相當(dāng)于上百億枚百噸級(jí)氫彈的爆炸；而一次較大的耀斑爆發(fā)，在一二十分鐘內(nèi)可釋放10的25次冪焦耳的巨大能量。

除了日面局部突然增亮的現(xiàn)象外，耀斑更主要表現(xiàn)在從射電波段直到X射線的輻射通量的突然增強(qiáng)；耀斑所發(fā)射的輻射種類繁多，除可見光外，有紫外線、X射線和伽瑪射線，有紅外線和射電輻射，還有沖擊波和高能粒子流，甚至有能量特高的宇宙射線。

耀斑對(duì)地球空間環(huán)境造成很大影響。太陽色球?qū)又幸宦暠?，地球大氣層即刻出現(xiàn)繚繞余音。耀斑爆發(fā)時(shí)，發(fā)出大量的高能粒子到達(dá)地球軌道附近時(shí)，將會(huì)嚴(yán)重危及宇宙飛行器內(nèi)的宇航員和儀器的安全。當(dāng)耀斑輻射來到地球附近時(shí)，與大氣分子發(fā)生劇烈碰撞，破壞電離層，使它失去反射無線電電波的功能。無線電通信尤其是短波通信，以及電視臺(tái)、電臺(tái)廣播，會(huì)受到干擾甚至中斷。耀斑發(fā)射的高能帶電粒子流與地球高層大氣作用，產(chǎn)生極光，并干擾地球磁場(chǎng)而引起磁暴。

此外，耀斑對(duì)氣象和水文等方面也有著不同程度的直接或間接影響正因?yàn)槿绱耍藗儗?duì)耀斑爆發(fā)的探測(cè)和預(yù)報(bào)的關(guān)切程度與日俱增，正在努力揭開耀斑的奧秘。

光斑

太陽光球?qū)由媳戎車髁恋陌郀罱M織。用天文望遠(yuǎn)鏡對(duì)它觀測(cè)時(shí)，常常可以發(fā)現(xiàn)：在光球?qū)拥谋砻嬗械拿髁劣械纳畎?。這種明暗斑點(diǎn)是由于這里的溫度高低不同而形成的，比較深暗的斑點(diǎn)叫做“太陽黑子”，比較明亮的斑點(diǎn)叫做“光斑”。光斑常在太陽表面的邊緣“表演”，卻很少在太陽表面的中心區(qū)露面。因?yàn)樘柋砻嬷行膮^(qū)的輻射屬于光球?qū)拥妮^深氣層，而邊緣的光主要來源光球?qū)虞^高部位，所以，光斑比太陽表面高些，可以算得上是光球?qū)由系摹案咴薄?/p>

光斑也是太陽上一種強(qiáng)烈風(fēng)暴，天文學(xué)家把它戲稱為“高原風(fēng)暴”。不過，與烏云翻滾，大雨滂沱，狂風(fēng)卷地百草折的地面風(fēng)暴相比，“高原風(fēng)暴”的性格要溫和得多。光斑的亮度只比寧靜光球?qū)勇詮?qiáng)一些，一般只大10%；溫度比寧靜光球?qū)痈?00℃。許多光斑與太陽黑子還結(jié)下不解之緣，常常環(huán)繞在太陽黑子周圍“表演”。少部分光斑與太陽黑子無關(guān)，活躍在70°高緯區(qū)域，面積比較小，光斑平均壽命約為15天，較大的光斑壽命可達(dá)三個(gè)月。光斑不僅出現(xiàn)在光球?qū)由?，色球?qū)由弦灿兴顒?dòng)的場(chǎng)所。當(dāng)它在色球?qū)由稀氨硌荨睍r(shí)，活動(dòng)的位置與在光球?qū)由下睹鏁r(shí)大致吻合。不過，出現(xiàn)在色球?qū)由系牟唤小肮獍摺保小白V斑”。實(shí)際上，光斑與譜斑是同一個(gè)整體，只是因?yàn)樗鼈兊摹白∷备叨炔煌眩@就好比是一幢樓房，光斑住在樓下，譜斑住在樓上。

米粒組織

米粒組織是太陽光球?qū)由系囊环N日面結(jié)構(gòu)。呈多角形小顆粒形狀，得用天文望遠(yuǎn)鏡才能觀測(cè)到。米粒組織的溫度比米粒間區(qū)域的溫度約高300℃，因此，顯得比較明亮易見。雖說它們是小顆粒，實(shí)際的直徑也有1000公里～2000公里。

明亮的米粒組織很可能是從對(duì)流層上升到光球的熱氣團(tuán)，不隨時(shí)間變化且均勻分布，且呈現(xiàn)激烈的起伏運(yùn)動(dòng)。米粒組織上升到一定的高度時(shí)很快就會(huì)變冷，并馬上沿著上升熱氣流之間的空隙處下降；壽命也非常短暫來去匆匆，從產(chǎn)生到消失，幾乎比地球大氣層中的云消煙散還要快平均壽命只有幾分鐘，此外，發(fā)現(xiàn)的超米粒組織，其尺度達(dá)3萬公里左右，壽命約為20小時(shí)。

太陽風(fēng)

太陽風(fēng)是一種連續(xù)存在，來自太陽并以200-800km/s的速度運(yùn)動(dòng)的等離子體流這種物質(zhì)雖然與地球上的空氣不同，不是由氣體的分子組成，而是由更簡(jiǎn)單的比原子還小一個(gè)層次的基本粒子——質(zhì)子和電子等組成，但它們流動(dòng)時(shí)所產(chǎn)生的效應(yīng)與空氣流動(dòng)十分相似，所以稱它為太陽風(fēng)。

當(dāng)然，太陽風(fēng)的密度與地球上的風(fēng)的密度相比，是非常非常稀薄而微不足道的，一般情況下，在地球附近的行星際空間中，每立方厘米有幾個(gè)到幾十個(gè)粒子。而地球上風(fēng)的密度則為每立方厘米有2687億億個(gè)分子。太陽風(fēng)雖然十分稀薄，但它刮起來的猛烈勁卻遠(yuǎn)遠(yuǎn)勝過地球上的風(fēng)。在地球上，12級(jí)臺(tái)風(fēng)的風(fēng)速是每秒32.5米以上而太陽風(fēng)的風(fēng)速，在地球附近卻經(jīng)常保持在每秒350～450千米，是地球風(fēng)速的上萬倍，最猛烈時(shí)可達(dá)每秒800千米以上。

太陽風(fēng)從太陽大氣最外層的日冕，向空間持續(xù)拋射出來的物質(zhì)粒子流。這種粒子流是從冕洞中噴射出來的，其主要成分是氫粒子和氦粒子。太陽風(fēng)有兩種：一種持續(xù)不斷地輻射出來，速度較小，粒子含量也較少，被稱為“持續(xù)太陽風(fēng)”；另一種是在太陽活動(dòng)時(shí)輻射出來，速度較大，粒子含量也較多，這種太陽風(fēng)被稱為“擾動(dòng)太陽風(fēng)”。擾動(dòng)太陽風(fēng)對(duì)地球的影響很大，當(dāng)它抵達(dá)地球時(shí)，往往引起很大的磁暴與強(qiáng)烈的極光，同時(shí)也產(chǎn)生電離層騷擾。

冕洞

冕洞的分布區(qū)域可達(dá)太陽表面多數(shù)地區(qū)，尤其是在太陽的兩極地區(qū)，科學(xué)家已經(jīng)發(fā)現(xiàn)冕洞內(nèi)部存在磁場(chǎng)線的閉合和開放，如果磁場(chǎng)線突然打開或者閉合，那么太陽表面就會(huì)出現(xiàn)較大范圍的冕洞覆蓋現(xiàn)象，其分布區(qū)域遠(yuǎn)大于兩極地區(qū)，冕洞形成時(shí)可攜帶大量的炙熱等離子體，磁場(chǎng)線開放的區(qū)域可以看到冕洞的一些細(xì)節(jié)上變化，比如冕洞周圍出現(xiàn)類似浪花狀的結(jié)構(gòu)等。

事實(shí)上，冕洞分布在日冕物質(zhì)中密度較低的空間，而且溫度極高，可達(dá)到數(shù)百萬度。

太陽動(dòng)力學(xué)天文臺(tái)目前正在監(jiān)視太陽表面的異常變化，太陽正處于為期11年的活動(dòng)周期高峰時(shí)段，未來我們還將看到強(qiáng)烈的太陽耀斑以及日冕物質(zhì)拋射等現(xiàn)象。

這些太陽活動(dòng)的背后都有磁場(chǎng)因素的介入，對(duì)太陽活動(dòng)的判斷似乎較為困難。科學(xué)家還發(fā)現(xiàn)如果冕洞發(fā)生的區(qū)域分布在太陽表面的高緯度地區(qū)，那么可形成速度較快的太陽風(fēng)。

太陽的未來

太陽上絕大多數(shù)的氫正逐漸燃燒轉(zhuǎn)變?yōu)楹?，可以說太陽正處于最穩(wěn)定的主序星階段。對(duì)太陽這樣質(zhì)量的恒星而言，主序星階段約可持續(xù)110億年。恒星由于放出光而慢慢地在收縮，而在收縮過程中，中心部分的密度就會(huì)增加，壓力也會(huì)升高，使得氫會(huì)燃燒得更厲害，這樣一來溫度就會(huì)升高，太陽的亮度也會(huì)逐漸增強(qiáng)。太陽自從45億年前進(jìn)入主序星階段到如今，太陽光的亮度增強(qiáng)了30%，預(yù)計(jì)今后還會(huì)繼續(xù)增強(qiáng)，使地球溫度不斷升高。

65億年后，當(dāng)太陽的主序星階段結(jié)束時(shí)，預(yù)計(jì)太陽光的亮度將是如今的2.2倍，而地球的平均溫度要比如今高60℃左右。屆時(shí)就算地球上仍有海水，恐怕也快被蒸發(fā)光了。若僅從平均溫度來看，火星反而會(huì)是最適宜人類居住的星球。在主序星階段，因恒星自身引力而造成收縮的這股向內(nèi)的力和因燃燒而引起的向外的力會(huì)互相牽制而達(dá)到平衡。但在65億年后，太陽中心部分的氫會(huì)燃盡，最后只剩下其周圍的球殼狀部分有氫燃燒。在球殼內(nèi)不再燃燒的區(qū)域，由于抵消引力的向外的力減弱而開始急速收縮，此時(shí)太陽會(huì)越來越亮，球殼外側(cè)部分因受到影響而導(dǎo)致溫度升高并開始膨脹，這便是另一個(gè)階段--紅巨星階段的開始。紅巨星階段會(huì)持續(xù)數(shù)億年，其間太陽的亮度會(huì)達(dá)到如今的2000倍，木星和土星周圍的溫度也會(huì)升高，木星的冰衛(wèi)星以及作為土星特征的環(huán)都會(huì)被蒸發(fā)得無影無蹤，最后，太陽的外層部分甚至?xí)蛎浀饺缃竦牡厍蜍壍栏浇?/p>

另一方面，從外層部分會(huì)不斷放出氣體，最終太陽的質(zhì)量會(huì)減至主序星階段的60%。因太陽引力減弱之故，行星開始遠(yuǎn)離太陽。當(dāng)太陽質(zhì)量減至原來的60%時(shí)，行星和太陽的距離要比現(xiàn)在擴(kuò)大70%。這樣一來，雖然水星和金星被吞沒的可能性極大，但地球在太陽外層部分到達(dá)之前應(yīng)該會(huì)拉大距離而存活下來，火星和木星型行星（木星，土星，天王星，海王星）也會(huì)存活下來。

像太陽這般質(zhì)量的星球，在其密度已變得非常高的中心部分只會(huì)收縮到一定程度，也就是溫度只會(huì)升高到某種程度，中心部分的火會(huì)漸漸消失。太陽逐漸失去光芒，膨脹的外層部分將收縮，冷卻成致密的白矮星。通過紅巨星時(shí)代考驗(yàn)而存留下來的行星將會(huì)繼續(xù)圍繞太陽運(yùn)行，所有一切都將被凍結(jié)，最后太陽系迎接的將會(huì)是寂靜狀態(tài)的結(jié)束。

若太陽這種恒星變?yōu)榘装?，每秒自轉(zhuǎn)一周。密度至少為1.41×1011kg/m3。

探測(cè)歷史

太陽受探測(cè)歷史

時(shí)間（年） 探測(cè)器名稱 國家 成就

1960-1968 先驅(qū)者5-9號(hào) 美國 繞太陽運(yùn)行，研究太陽風(fēng)、耀斑

1974-1976 太陽神1-2號(hào) 美德合作 近距離高速掠過太陽表面，測(cè)量太陽風(fēng)與磁場(chǎng)

1980 太陽極大使者 美國 收集了耀斑、太陽黑子和日珥發(fā)出的X射線。伽馬射線、紫外輻射的資料。

1990 尤利西斯 美歐合作 在太陽極區(qū)上方的太陽風(fēng)以及太陽磁場(chǎng)

1991 陽光 日英美合作 測(cè)量了太陽耀斑發(fā)出的X射線和伽馬射線以及耀斑爆發(fā)前的狀況

1995 SOHO 美歐合作 研究太陽內(nèi)部結(jié)構(gòu)和表面發(fā)生的事件

1998 TRACE 美國 了解太陽磁場(chǎng)與日冕加熱之間的聯(lián)系

2006 STEREO 美國 全方位提供太陽爆發(fā)和太陽風(fēng)的星系

2010 SDO 美國 預(yù)測(cè)太陽活動(dòng)對(duì)地球的影響

2018 Parker Solar Probe 美國 探索太陽運(yùn)行機(jī)制

2021 羲和號(hào) 中國 2021年10月14日18時(shí)51分，中國在太原衛(wèi)星發(fā)射中心采用長征二號(hào)丁運(yùn)載火箭，成功發(fā)射首顆太陽探測(cè)科學(xué)技術(shù)試驗(yàn)衛(wèi)星“羲和號(hào)”，實(shí)現(xiàn)中國太陽探測(cè)零的突破。

2021 風(fēng)云三號(hào)E星 中國 空間日冕探測(cè)

2022 空間新技術(shù)試驗(yàn)衛(wèi)星 中國 太陽過渡區(qū)的探測(cè)

圖像

2021年9月2日，中國“黎明星”風(fēng)云三號(hào)E星（以下簡(jiǎn)稱“E星”）發(fā)布首批高精度、多波段太陽圖像。在太陽極紫外動(dòng)畫圖像上，太陽最外層大氣——日冕數(shù)天內(nèi)的變化被精準(zhǔn)捕捉，太陽活動(dòng)區(qū)、冕洞等也清晰可見。

這段風(fēng)云三號(hào)E星太陽極紫外圖像做成的動(dòng)畫展示了日冕2021年8月24日至31日的變化，隨著太陽緩緩地自轉(zhuǎn)，太陽上的活動(dòng)區(qū)、冕洞等特征也一一呈現(xiàn)在我們面前，宛若一幅壯美的畫卷。耀斑類似于地球上的閃電。

2022年3月，歐洲航天局發(fā)布了一張?zhí)柕母叻直媛蕡D像，號(hào)稱有史以來最高分辨率的太陽圖像，大小為56.26MB。這是太陽軌道飛行器在大約7500萬公里的距離在極紫外光下看到的太陽。該圖像是3月7日由極紫外成像儀(EUI)儀器的高分辨率望遠(yuǎn)鏡拍攝，將25張單幅圖像進(jìn)行了拼接，每張圖像拍攝耗時(shí)10分鐘，總共花了4個(gè)多小時(shí)。

2022年8月30日，中國首顆太陽探測(cè)科學(xué)技術(shù)試驗(yàn)衛(wèi)星“羲和號(hào)”在國際上首次實(shí)現(xiàn)了對(duì)太陽Hα（氫阿爾法）波段的光譜掃描成像，記錄了太陽活動(dòng)在光球?qū)雍蜕驅(qū)拥捻憫?yīng)過程，通過一次掃描，可獲取376個(gè)波長位置的太陽圖像，不同波長對(duì)應(yīng)了光球和色球不同層次的太陽大氣。根據(jù)這些譜線的精細(xì)結(jié)構(gòu)，可反演出高精度的全日面色球和光球多普勒速度場(chǎng)，發(fā)生在太陽大氣中的活動(dòng)可被詳細(xì)記錄到，進(jìn)而研究太陽活動(dòng)的物理過程。