前面我们已经说过了太阳系和恒星的诞生与演化等,这些其实也是说太阳的诞生与演化,因为太阳既是太阳系的主体,又是一颗典型的恒星。就寿命而言,现在的太阳正当壮年,保持这样的状态至少还会有50亿年。至于以后,它也会像别的普通恒星一样变成一颗红巨星,那时整个地球将会被它包裹,在它炽热的怀抱里化为灰烬。
虽然太阳是一颗“恒定的星”,但像所有恒星一样,它实际上运动不已,既有自转,也有公转。它每自转一圈所需的时间与地球的一个月差不多。太阳的公转则是指它带着整个的太阳系都在绕着银河系的中心转动,速度约每秒220千米。
我们看到的太阳是太阳的光球部分。它是太阳大气最低的一层,厚度约500千米。地球从太阳接受的能量基本上也是由这一层发出的。这一层的平均温度大约在6000℃。光球上面有黑子,它是在光球上出现的一些温度相对低的区域。从光球往上是色球。色球是太阳大气的一层,位于光球与日冕之间。只有在日食等特殊条件之下才可以用肉眼看得见。这时,我们在太阳漆黑一团的盘面周围会看到玫瑰红的一圈,上面有一些毛刺样的针状小火焰,十分美丽,这就是色球了。
色球的厚度变化非常大,厚的地方达16000千米,薄的地方只及其1/10。色球的温度也很有意思。按常规来说,色球下层由于更接近太阳,因此它的温度应当更高,反之,上层由于距太阳更远,温度理当更低,这就是所谓近者热而远者凉。但这个道理到了色球就行不通了。在色球上,下层的温度反而远低于上层。更令人惊奇的是,这反常的高低不是一点儿,而是很多。例如,色球底部温度只有约6000℃,到了顶部却高达20000℃以上!
色球上有耀斑。耀斑是色球上一些相对更亮的区域,地球上美丽的极光就是它产生的。在色球之上是日冕。当我们看日全食时,会看到黑暗的太阳最外面有白色的一圈,其亮度与颜色都大致像个满月,这就是日冕了。日冕是太阳大气的最外层,在几层之中它也是最厚的,其外冕可以延伸到木星的轨道之外,这也就是说,我们整个的地球实际上都被拥在日冕之内。(www.daowen.com)
日冕有着像色球上一样的反常高温,即在一定的距离上,隔太阳愈远,温度就愈高。例如在色球与日冕的交界处,温度突然升到高达几万度,再往上温度继续升高,一直要升到百万度以上。当然,日冕的温度不会一直这样高下去,否则地球都会被它熔掉了。到了一定的距离后,还在隔地球或者最近的行星——水星好远时,日冕的温度就大大下降了,到了地球之后对于地球上的生命已经构不成危害。
太阳耀斑喷发
以上光球、色球、日冕实际是太阳的三层大气,往下才是太阳本身。在光球下面是一个对流层,这里充满了对流的气体,再下面是一个辐射区,再下面就是太阳的核心。这其中的主要元素当然是氢,它占了整个太阳质量的绝大部分,其次是氦,此外还有一些别的元素,像碳、氮、氧等等。越往太阳的中心去,氢的比例就越小,而氦的比例就越大。
原因很简单,就是由于太阳之内的核聚变将氢转变为氦的缘故。大约平均每一秒钟核聚变要将65500万吨的氢转变成65000万吨的氦,其余的500万吨则被转变成了能量。我们都听说过爱因斯坦那个著名的公式E=mc2,这里E是能量,c是光速,约每秒30万公里,m是质量。这公式告诉我们,哪怕一点点物质,如果它变成了能量将会十分巨大。太阳每秒钟大约要将500万吨这样的质量化为能量,可以想象这能量何等巨大!
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