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太陽

太陽是位於我們太陽系中心的一顆恆星,質量佔整個太陽系總質量的99.86%,從元素組成來看,約有73%氫、25%氦,重的元素如氧、碳、鐵、氖等則不到2%。

(太陽,取自SDO/AIA 波長304Å的假色影像)

 

太陽直徑約為1.4×106 km,若以直徑來比較的話,太陽的直徑大約可以排下10顆木星,或109顆地球。

(太陽與八大行星大小比較,取自https://ilovetheuniverse.com/how-big-is-sun-compared-to-earth)

 

太陽的結構由內而外依序為;

核心:

核心是太陽最中心的區域(約0.25太陽半徑以內),經由核融合將氫融合成氦,並放出大量的熱能,估計核心的溫度為1500萬K,在核心以外的部分,只是被傳出的能量加熱,能量經過層層傳遞到太陽表層,化為光或是加熱粒子最後逸散至宇宙之中。

 

輻射層:

輻射層在核心以外,約0.25至0.7太陽半徑的區域,在這裡能量主要依靠輻射傳遞,也就是透過光子的發射、吸收將能量傳出。

 

對流層:

對流層在輻射層外,約0.7太陽半徑至太陽表層的區域,在這裡能量主要依靠熱對流的方式,透過炙熱的電漿流動將能量傳至表層。

 

光球層:

光球層也就是一般所說的太陽表面,在光球層之下,可見光是不透明的,也就是說無法透過可見光看見光球層以下的區域,這裡的溫度已經下降至大約6000K。再往外,就一般稱為太陽的大氣層。

 

色球層:

在光球層之上,主導著光譜的吸收與發射,可以從譜線的特徵判斷太陽表面的元素成分。

 

日冕層:

日冕是太陽最外層的部分,向外擴展的日冕持續延伸至太陽系的邊緣、日球層頂。日冕的溫度雖然很高(100萬K以上),但密度很低,因此實際上所具有的熱量很少。

(太陽的結構,取自https://www.cogitania.com/news/2018/1/15/the-suns-structure-and-nature)

 

使用適當的濾鏡,可以觀察到太陽表面的太陽黑子,位於光球層。由於太陽表面強烈的磁場活動,有部分區域溫度較低(約3000~4500K),看起來的光線較弱,因此與周圍相比是「黑」的。

(太陽黑子,2020/11/25攝於南瀛天文館)

太陽黑子,或者說太陽的磁場活動與其他一系列的太陽活動有關,例如日珥、太陽閃焰、日冕物質拋射等。主要影響太空天氣,可能會干擾人造衛星、地球磁場、電離層通訊等。

太陽黑子的數量並不是長久不變的,其多寡呈現週期性的變化,平均11年為一個週期,但在歷史上也曾記錄過有一段長時間(1645~1715)幾乎沒有太陽黑子,該時段稱為蒙德極小期,地球進入小冰河時間。