太阳

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基本数据

太阳和夜空中成千上万的星星一样，也是一颗恒星，只不过它离我们只有约1.5亿千米，而不是若干光年。它拥有太阳系约99.8%的质量，正是它的引力让每一颗行星、小行星和彗星保持在轨道上。

太阳主要由氢（按质量约占73%）和氦（约占25%）组成，另有少量更重的元素。这些气体温度极高，处于等离子体状态，也就是原子失去了部分电子的一种物质形态。

天文学家把太阳归为黄矮星，即G型恒星。这听起来不起眼，但太阳里面能装下大约130万个地球。

太阳没有固体表面。中心是核心，温度高达约1500万 °C。那里产生的能量要缓慢穿过辐射层向外传递，这段旅程可能长达10万年以上，然后再以巨大的等离子体对流单元的形式翻滚上升，穿过对流层。

我们所说的太阳表面是光球层，它发出大部分可见光，温度约5500 °C。光球层之上是薄薄的色球层和外层大气日冕。奇怪的是，日冕比表面热得多，温度远超100万度，科学家至今仍在研究其确切原因。

在核心，压力和温度极高，氢原子核相互碰撞并聚变成氦，这个过程叫作核聚变。每发生一次，就有极少量的质量转化为能量，正如爱因斯坦的方程E = mc²所描述的那样。

太阳每秒把约400万吨物质转化为能量。即便如此，它的氢仍足以让它再稳定地发光大约50亿年。之后，它会膨胀成一颗红巨星，最终变成一颗小而暗的白矮星。

太阳黑子是光球层上的暗斑，强磁场在那里阻挡了部分从下方上升的热量。黑子的温度仍然极高，只是比周围低一些，所以相比之下显得暗。一个大黑子的宽度可以是地球的好几倍。

随着太阳磁场逐渐缠绕然后翻转，太阳黑子的数量以约11年为周期起伏变化。在太阳活动极大期，黑子、太阳耀斑（突然爆发的辐射）和日冕物质抛射（被抛入太空的巨大等离子体云）最为频繁。

当前的第25太阳活动周期始于2019年底。2024年10月，NASA和美国国家海洋和大气管理局（NOAA）宣布太阳已进入极大期，高活动水平一直持续到2025年。截至2026年，太阳正慢慢走向下一个极小期，但仍可能出现大耀斑。

日冕不断向太空吹出带电粒子。这股粒子流就是太阳风，速度约为每小时160万千米，一直延伸到冥王星以外很远的地方，形成一个叫作日球层的巨大气泡。

当一阵太阳风或一次日冕物质抛射撞上地球时，地球磁场会把粒子导向两极，让那里的空气发光，形成极光。强烈的磁暴还会干扰卫星、GPS和电网，所以NOAA等机构会发布空间天气预报。

切勿直视太阳。没有符合ISO 12312-2标准的认证太阳滤镜时，切勿通过双筒镜、望远镜或相机取景器看太阳。墨镜、熏黑的玻璃和曝光过的胶片都不安全。即使透过光学仪器只看一眼，也可能在一瞬间造成永久性眼睛损伤。

最简单的安全方法是投影。在一张卡片上扎一个小孔，让阳光穿过小孔照到另一张卡片上，你就会看到一个小小的太阳像。日偏食期间，树叶之间的缝隙也能起到同样的作用。

想看得更清楚，可以使用经ISO 12312-2认证的日食眼镜或太阳观测镜；如果用双筒镜或望远镜，则要在镜筒前端牢固地装上经过认证的白光滤镜，绝不能装在目镜处。这样你就能看到太阳黑子随着太阳约一个月一圈的自转而逐日变化。

有经验的观测者还会使用专门的氢阿尔法望远镜，它能显示日珥，也就是太阳边缘发光气体形成的环。无论使用什么设备，每次观测前都要检查滤镜是否有划痕或破洞，并密切看护儿童。