陶智勇 13098 字 2個月前

第二節 太陽係的家庭成員

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一、一家之主——太陽

在太陽係裡,太陽是一個有著巨大影響而且占支配地位的天體。太陽的質量占整個太陽係的99.8%,它的體積非常大,直徑等於109個地球,而它的內部則能容納130萬個以上的地球。我們看到的太陽其實隻是它表麵的光球層,溫度約為6000℃,溫度相對不算高。太陽的能源來自於其核心部分。太陽內核的溫度高達1500萬℃,壓力超過地球氣壓的340億倍。高溫的太陽內核產生核聚變反應,聚變中,四個質子聚合成一個氦原子核。氦原子核的質量比四個質於小,失去的質量轉換成了能量,以伽馬射線的形式向外傳輸能量,在傳輸過程中,能量不斷變換、轉化,變成各種波長的電磁波輸送到太陽的表麵,並向宇宙空間輻射出去。太陽的自轉非常緩慢,而且不同緯度處自轉的周期不同。在赤道上,自轉一周要25天,而兩極附近自轉一周則需要35天。

(一)太陽的結構

太陽是一個熾熱的氣體星球,沒有固體的星體或核心。太陽從中心到邊緣可分為核反應區、輻射區、對流區和大氣層。我們能夠直接觀測的是太陽的大氣層,它從裡向外可分為光球、色球、日冕三層。從總體來說太陽是穩定的,但它的大氣層卻處於激烈的局部運動之中,黑子、耀斑等日麵活動現象就是這種運動的結果。

1.光球層

對流層上麵的太陽大氣稱為光球,溫度約6000℃,幾乎全部可見光都是從這一層發射出的。太陽黑於是光球層上最顯著的現象,是太陽表麵巨大的漩渦狀氣流產生的,由於它比周圍區域的溫度低約1400℃,我們看起來比周圍暗,所以叫黑子。太陽黑子的平均活動周期是11年。黑子最多的年份稱太陽活動峰年,太陽黑子最少的年份稱太陽活動極小年。另外,光球層上還存在著從對流層上升到光球層的熱氣團,稱為米粒組織,它們均勻分布,不隨時間變化而且壽命非常短暫。有趣的是,在老的米粒組織消逝的同時,新的米粒組織很快又在原來位置上出現,就像我們平時見到沸騰的粥裡的那些不斷向上冒的氣泡。

2.色球層

從光球表麵到2000千米高度為色球層,日全食的時候,可以看到在“黑太陽”的周圍有一個紅色的光環,那就是太陽的色球層。色球層上時常會竄出一束束很高的火柱,這些火柱就叫做日珥。日珥綽約多姿,變化萬千,有的像圓環,有的像耳朵,有的像彩虹,有的像火把,十分美麗壯觀。除了日珥外,我們在色球層上還能看到劇烈的耀斑活動。耀斑常發生在黑子群附近。耀斑爆發時,會釋放極其巨大的能量,噴射出來的高能質子、重離子及高能電子會對空間運行的各類航天器造成不良影響。

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3.日冕

日冕是太陽的最外層大氣。由高溫、低密度的等離子體組成,我們僅僅在日全食的口才候可以見到日冕。日冕溫度達一二百萬攝氏度。高溫使氣體獲得克服太陽引力的動能,形成不斷發射的較穩定粒子流——太陽風。太陽風攜帶著的強大的粒子流可能到達地球的南北極,這時,地球兩極就會出現極光。當太陽風猛烈吹襲地球時會乾擾地球電離層,從而影響地球短波通訊。

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