在茫茫宇宙中,太陽只是一顆非常普通的恆星,宇宙中的任何一顆恆星的質量都要大於太陽,在造的太陽風延伸到100天文單位遠的日球層頂。這個太陽風形成的「氣泡」稱為太陽圈,是太陽系中最大的連續結構。太陽或日是位於太陽系中心的恆星,它幾乎是熱等離子體與磁場交織著的一個理想球體。從化學組成來看,太陽質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量少於2%。
地球上的絕大部分能量都是來自太陽,風能、太陽能、煤炭等等,都直接或者間接來自太陽,但是與我們生活如此緊密的太陽,卻是我們熟悉的陌生人。我們研究太陽已經很久了,雖然從古代開始人們就開始研究太陽的運轉規律,但真正對太陽構成的研究也就是近幾十年的時間,可以說目前仍然很初級,有些運行機制仍然不清楚,但科學家至少知道了太陽裡面的大致構成,當然這些研究也為我們研究周圍數萬億顆恆星提供了最便捷的途徑,下面我們就來看看我們生命中每一年都在燃燒的天然氣球中所含的東西。
一、太陽核心
不論是恆星還是行星,都有其核心,這裡的物質構成非常緻密,環境極其殘酷。太陽的核心就是這樣一個地方,在這裡不停的發生著核聚變反應,將氫原子擠壓到一起形成氦,新鍛造的氦原子的質量略小於原始氫,而這一小部分質量會以高能射線或光子的形式釋放出來。這裡的溫度超過1500萬攝氏度(℃)(要知道前段時間38攝氏度的天氣都被形容為高溫炙烤),材料的密度比鉛密度高10倍以上,這裡的密度和熱度讓任何強大的形容詞都自慚形穢。
二、輻射區
之所以叫輻射區,是因為來自核心的能量由輻射本身傳送到外部,但在太陽內部的這一部分任何單個光子都需要超過10萬年才能從輻射區的核心到外邊界,因為它會上下反彈而不是直線運動。
三、對流區
在對流區,溫度降至200萬攝氏度(℃)以下,太陽內部的等離子體太冷且不透明,無法通過輻射。相反,形成巨大的對流並且大的熱等離子體氣泡向上移動(類似於由爐子在底部加熱的沸騰的水壺),就像一大鍋沸水一樣,當這些等離子體氣泡到達表面時,它們會冷卻,密度增加並向下滑動,這個過程不斷重複。與通過輻射區所花費的時間相比,能量通過外部對流區非常快速地傳輸。
四、光球層
光球層是太陽的可見表面,約5526攝氏度(℃),這是太陽黑子形成的地方,最終到達地球的光源來自這裡。
五、色球層
在光球層上方是一層稱為色球層的薄層。色球這個名字來自於chromos這個希臘語中的顏色。它可以在紅色氫-α光中檢測到,這意味著它呈現亮紅色。但是科學家們認為,這個不起眼的層可能對於將熱量從太陽引入恆星並進入恆星極熱的高層大氣層至關重要。
六、日冕
日冕是太陽最外面的一層,我們只能在日全食時才能看到,那時月亮擋住了恆星的光球,這使得日冕的研究異常困難。日冕的溫度約為200萬攝氏度(℃),比可見表面溫度高得多。幾十年來,為什麼大氣如此炎熱一直是個謎。
七、太陽風 從技術上講,太陽風並不是太陽的一層,但從太陽上源源不斷地流出的高電荷粒子是我們的恆星影響行星的關鍵方式之一。在地球上,我們的大氣層大部分都被太陽風覆蓋著,但它是衛星和太空旅行的主要危險。太陽風也定義了我們的太陽系,它和風一樣伸展。 太陽不只是一個大而明亮的球。它有一個複雜且不斷變化的磁場,這就形成了太陽黑子和活躍區域。磁場有時會發生爆炸性的變化,將等離子體和高能粒子云噴射到太空中,有時甚至向地球噴射。太陽磁場以11年為一個周期變化。每一個太陽周期,太陽黑子、耀斑和太陽風暴的數量都會上升到一個峰值,即太陽活動的最大值。然後,經過幾年的高活躍度後,太陽會逐漸下降到幾年的低活躍度,即太陽活動極小期。這種模式被稱為「太陽黑子周期」、「太陽周期」或「活動周期」。
像太陽一樣的恆星會發光90到100億年。從月球岩石的年齡來看,太陽大約有45億年的歷史。根據這一信息,目前的天體物理學理論預測太陽將在大約50億年後變成紅巨星,隨著太陽的熄滅,人類的命運也將撲朔迷離。