太陽

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太陽 (Sun) 是太陽系的中心天體，占有太陽系總體質量的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，都圍繞着太陽公轉，而太陽則圍繞着銀河系的中心公轉。

太陽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着的一個理想球體。太陽直徑大約是1392000（1.392×10⁶）千米，相當於地球直徑的109倍；體積大約是地球的130萬倍；其質量大約是2×10³⁰千克（地球的330000倍）。從化學組成來看，現在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%，採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部邊緣獵戶臂的本地泡區中的本星際雲。在距離地球17光年的距離內有50顆最鄰近的恆星系（與太陽距離最近的恆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60億年之後，太陽內部的氫元素幾乎會全部消耗盡，太陽的核心將發生坍縮，導致溫度上升，這一過程將一直持續到太陽開始把氦元素聚變成碳元素。雖然氦聚變產生的能量比氫聚變產生的能量少，但溫度也更高，因此太陽的外層將膨脹，並且把一部分外層大氣釋放到太空中。當轉向新元素的過程結束時，太陽的質量將稍微下降，外層將延伸到地球或者火星目前運行的軌道處（這時由於太陽質量的下降，這兩顆行星將會離太陽更遠）。

基本信息

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中文名	太陽	半徑	6.955×10⁵ km
外文名	Sun	公轉周期	（2.25-2.50）×10⁸ a
別稱	白駒金虎赤烏陽烏金烏金輪火輪	分類	恆星
質量	1.9891×10³⁰ kg	平均密度	1.408×10³ kg/㎥
直徑	1.392×10⁶ km	表面溫度	5770K
逃逸速度	617.7 km/s	視星等	（V）-26.74
絕對星等	4.83	自轉周期	25.05天
赤經	286.13°	赤緯	+63.87°
距地距離	1.496×10⁸ km

起源之謎

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災變學說

法國的布封最先提出了災變學說，20世紀50年代後又有人相繼提出。這種學說認為太陽物質和行星物質來源於同一個共同體，太陽和行星的關係如同母親和子女一樣，兩者有「血緣」關係，而太陽系起源於一次偶然的撞擊。例如在靳斯和傑夫瑞斯的災變假說里，他們曾設想有另一個巨大的恆星從太陽旁邊掠過，或甚至發生邊緣碰撞，於是從太陽體中引出了一條帶狀物質，兩個星球的相對運動給了這一帶狀物質以一定的角動量。在巨大的恆星掠過後，這條帶分裂成若干塊，以後就各自成了行星。但是這種觀點不能廣泛為人所接受。因為從撞擊的角度說，如果一個小的天體去撞擊太陽，不可能把太陽上的物質撞出來；而恆星與太陽相撞的可能性就更小了。太陽系起源之謎^[1]

康德星雲假說

曾經轟動一時較為著名的太陽系起源假說是德國哲學家康德提出的星雲假說。星雲假說的主要觀點是：宇宙空間存在着許多巨大的星際雲，大約在46億年前，在銀河系的盤狀的體系中，離開中心大約25億億千米的地方，存在着一個大小約等於現在太陽直徑500萬倍的雲團。這個雲團的成分主要是氫分子，同時含有少量的氦分子和由其他元素構成的塵埃。這個雲團因為來自內部物質的引力作用，開始迅速收縮，就如一幢高樓大廈在頃刻之間坍塌。在大約40多萬年之後，在雲團中心形成了一個高溫、高壓、高密度的氣體球，並在其核心觸發了由四個氫原子核聚變成一個氦原子核的反應，釋放出大量的熱和光。它就是太陽。

拉普拉斯星雲假說

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法國天文學家拉普拉斯又提出了一個新的太陽系起源星雲假說，他認為：太陽系原是一團旋轉的星雲，因冷卻而收縮，於是越轉越快，在旋轉快到一定程度時，星雲外緣的離心力超過了吸引力的控制，便分離出了一個圓環；此後星雲繼續收縮，又可分離出另一個圓環。如此繼續下去，於是前後七次共分離出了七個圓環，後來這些圓環便各自收縮冷卻聚成了行星。衛星系的形成也經過了類似的過程。這樣，太陽系的軌道規律性得到了很自然的解釋。

拉氏還舉出土星環作為這種設想的實例，然而土星環是穩定的，始終不曾凝聚成星球體。正是由於這個原因，才使人們對這個假說最早發生了懷疑。因為即使太陽能拋出圓環，這些圓環也未必能聚成行星。而且太陽轉動速度也根本不足以使物質從它的赤道面上分離出去。因此，拉氏的設想若能實現，太陽的轉動速度將要快得多。^[2]

俘獲說

太陽系起源之謎還有一種俘獲說。這種觀點首先認為太陽是最早形成的星體，太陽在星際空間運動中與其他的一些星際物質發生碰撞，這些星際物質後被太陽的引力所捕獲，在太陽引力的作用下這些物質開始做加速運動，最後形成了行星。

總之，各種學說都有自身的理論和不足，關於太陽系的起源一直沒有定論。科學家相信，太陽的外層依然保存太陽系星雲的最初遺蹟，並會不斷燃燒，以太陽風粒子的形式拋射出來，向人類披露太陽系星雲的最初元素組成情況，使得人類得以解開太陽系星雲是如何坍塌並最終形成的太陽系。^[3]

質量體積

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太陽是一個巨大而熾熱的氣體星球。知道了日地距離，再從地球上測得太陽圓面的視角直徑，從簡單的三角關係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。

天文學家根據開普勒行星運動的第三定律，利用地球的質量和它環繞太陽運轉的軌道半徑及周期，還可以推算出太陽的質量為1.989×10³⁰千克，這個質量是地球的33萬倍。並且集中了太陽系99.86%的質量。但是，即使這樣一個龐然大物，在茫茫宇宙之中，卻也不過只是一顆質量中等的普通恆星而已。

由太陽的體積和質量，可以計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於2.739810厘米/秒3，約為地球表面重力加速度的28倍，如果一個人站在太陽表面，那麼他的體重將會是在地球上的20倍 ^[4]。太陽表面的逃逸速度約617.7公里/秒，任何一個中性粒子的速度必須大於這個值，才能脫離太陽的吸引力而跑到宇宙空間中去。

所處位置

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太陽只是宇宙中一顆十分普通的恆星，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的八大行星、一些矮行星、彗星和其它無數的太陽系小天體，都在太陽的強大引力作用下環繞太陽運行。太陽系的疆域龐大，僅以冥王星為例，其運行軌道距離太陽就將近40個天文單位，也就是60億千米之遙遠，而實際上太陽系的範圍還要數十倍於此。

但是這樣一個龐大的太陽系家族，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1000億顆以上的恆星，直徑約10萬光年。太陽位於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，它一方面繞着銀心以每秒250公里的速度旋轉，周期大概是2.5億年，另一方面又相對於周圍恆星以每秒19.7公里的速度朝着織女星附近方向運動。 [3] 太陽也在自轉，其周期在日面赤道帶約25天；兩極區約為35天。

太陽正在穿越銀河系內部邊緣獵戶臂的本地泡區中的本星際雲。在距離地球17光年的距離內有50顆最鄰近的恆星系（距離最近的一顆恆星是紅矮星，被稱為比鄰星，距太陽大約4.2光年），太陽的質量在這些恆星中排在第四。太陽在距離銀河中心24000至26000光年的距離上繞着銀河公轉，從銀河北極鳥瞰，太陽沿順時針軌道運行，大約2億2500萬至2億5000萬年繞行一周。由於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動，這兩個速度合成之後，太陽相對於CMB的速度是370公里/秒，朝向巨爵座或獅子座的方向運動。

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

旋轉

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公轉

太陽繞銀河系中心公轉，繞銀河系中心公轉周期約2.5×10⁸年。銀河系中心可能有巨大黑洞，但它周圍布滿了恆星，所以看上去象「銀盤」。這些恆星都繞「銀核」公轉。與地球公轉不同，這些恆星公轉每繞一周離「銀核」會更近。

自轉

太陽和其它天體一樣，也在圍繞自己的軸心自西向東自轉，但觀測和研究表明，太陽表面不同的緯度處，自轉速度不一樣。在赤道處，太陽自轉一周需要25.4天，而在緯度40處需要27.2天，到了兩極地區，自轉一周則需要35天左右。這種自轉方式被稱為「較差自轉」。

基本結構

根據太陽活動的相對強弱，太陽可分為寧靜太陽和活動太陽兩大類。寧靜太陽是一個理論上假定寧靜的球對稱熱氣體球，其性質只隨半徑而變，而且在任一球層中都是均勻的，其目的在於研究太陽的總體結構和一般性質。在這種假定下，按照由里往外的順序，太陽是由核心、輻射區、對流層、光球層、色球層、日冕層構成。光球層之下稱為太陽內部；光球層之上稱為太陽大氣。

太陽的內部：核反應區、輻射區、對流層。

太陽的大氣：光球層、色球層、日冕。^[5]

參數

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能量來源

作為一顆恆星，太陽，其總體外觀性質是，光度為383億億億瓦，絕對星等為4.8。是一顆黃色G2型矮星，有效溫度等於開氏5800度。太陽與在軌道上繞它公轉的地球的平均距離為149597870km（499.005光秒或1天文單位）。按質量計，它的物質構成是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，根據理論太陽最後核聚變反應產生的物質是鐵和銅等金屬。

太陽博覽的區域雖然很大，但是在旋臂上的小旋渦離心吸引力的影響下，太陽的中心離心吸引力不能盡把所有的物質都吸引過去，而是選擇密度大的物質吸引到它的旋渦離心中心。隨着時間的增長，太陽中心各種各樣密度大的物質越來起多，這些物質在中心互相碰撞磨擦，發出了強大的能量，溫度可達到一萬五千攝氏度。當磨擦運動平息後，它的溫度下降到一定程度時，太陽已經凝縮形成了一個巨大的恆星。

太陽形成之後隨着產生強大的磁場。因為它是由高密度的物質所組成，密度可超過鉑的幾千倍。所以它產生的吸引力更加強大。這時太陽不可一世，雄威凌人。它成為太陽系中的「首領」。^[6]

觀測數據

原圖鏈接來自中國經濟網

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

日地最遠的距離：1.5210×10¹¹米

日地最近的距離：1.4710×10¹¹米

遠日點與近日點距離相差500萬千米

視星等：-26.74等

絕對星等：4.83等

熱星等：-26.82等

絕對熱星等：4.75等 ^[7]

物理參數

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日地平均距離	149,598,000千米	半徑	696,000千米
質量	1.989×10³³克	平均密度	1.409克/立方厘米
有效溫度	5,770K	自轉會合周期	26.9日（赤道）；31.1日（極區）
光譜型	G2V	目視星等	-26.74等
目視絕對星等	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1.412×10¹⁸立方千米
日冕層溫度	5×200K	發光度（LS）	大約3.827×10²⁶Js⁻¹
太陽壽命	約100億年	天文符號	☉
太陽活動周期	11.04年	總輻射功率	3.86×10²⁶瓦特 ^[8]

光球成分（質量）

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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）介於光譜中藍光和綠光的過渡區域。恆星的溫度與其輻射中占主要地位的波長有密切關係。就太陽來說，仗其表面的溫度大約在5800K。然而，由於人的眼睛對峰值波長周圍的其它顏色更敏感，所以太陽看起來呈現出黃色或是紅色。 ^[9]

太陽的未來

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太陽上排絕大多數的氫正逐漸燃燒轉變為氦，可以說太陽正處於最穩定的主序星階段。

對太陽這樣質量的恆星而言，主序星階段約可持續110億年。恆星由於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增加，壓力也會升高，使得氫會燃燒得更厲害，這樣一來溫度就會升高，太陽的亮度也會逐漸增強。太陽自從45億年前進入主序星階段到如今，太陽光的亮度增強了30%，預計今後還會繼續增強，使地球溫度不斷升高。

65億年後，當太陽的主序星階段結束時，預計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。屆時就算地球上仍有海水，恐怕也快被蒸發光了。若僅從平均溫度來看，火星反而會是最適宜人類居住的星球。在主序星階段，因恆星自身引力而造成收縮的這股向內的力和因燃燒而引起的向外的力會互相牽制而達到平衡。但在65億年後，太陽中心部分的氫會燃盡，最後只剩下其周圍的球殼狀部分有氫燃燒。在球殼內不再燃燒的區域，由於抵消引力的向外的力減弱而開始急速收縮，此時太陽會越來越亮，球殼外側部分因受到影響而導致溫度升高並開始膨脹，這便是另一個階段--紅巨星階段的開始。紅巨星階段會持續數億年，其間太陽的亮度會達到如今的2000倍，木星和土星周圍的溫度也會升高，木星的冰衛星以及作為土星特徵的環都會被蒸發得無影無蹤，最後，太陽的外層部分甚至會膨脹到如今的地球軌道附近。

另一方面，從外層部分會不斷放出氣體，最終太陽的質量會減至主序星階段的60%。因太陽引力減弱之故，行星開始遠離太陽。當太陽質量減至原來的60%時，行星和太陽的距離要比現在擴大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之前應該會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）也會存活下來。

像太陽這般質量的星球，在其密度已變得非常高的中心部分只會收縮到一定程度，也就是溫度只會升高到某種程度，中心部分的火會漸漸消失。太陽逐漸失去光芒，膨脹的外層部分將收縮，冷卻成緻密的白矮星。通過紅巨星時代考驗而存留下來的行星將會繼續圍繞太陽運行，所有一切都將被凍結，最後太陽系迎接的將會是寂靜狀態的結束。

若太陽這種恆星變為白矮星，每秒自轉一周。密度至少為1.41×10¹¹kg/m³。

探測歷史