知識百科太陽的天文科學(xué)小知識

沒有太陽，地球上就不會(huì)有生命，地球?qū)⒆兂梢粋€(gè)寒冷的星球，那么大家對太陽了解多少呢?下面為您精心推薦了太陽的天文科學(xué)小知識，希望對您有所幫助。

太陽的天文科學(xué)小知識

1.太陽只是銀河系2000億星球中的一員。

2.太陽擁有巨大的能量。地球每年都要從太陽吸收940億兆瓦能量，相當(dāng)于美國全年總耗能的4萬倍。

3.太陽的質(zhì)量正在以每秒500萬噸的速度減少。

4.太陽的溫度很高，其核心區(qū)域的溫度超過了1400萬K。

5.太陽是一個(gè)非常古老的星球。其內(nèi)部中心區(qū)域產(chǎn)生的能量要經(jīng)過5000萬年才能到達(dá)太陽表面。即使太陽現(xiàn)在就停止產(chǎn)生能量，那么在未來的5000萬年間，地球始終能感受到太陽的巨大能量。

6.太陽體型巨大，其直徑相當(dāng)于地球直徑的109倍。

7.更形象點(diǎn)，如果把太陽比作游泳池里面的大型充氣球的話，那么木星就是個(gè)高爾夫球了，而地球就只是一顆小豌豆了。

8.太陽不是由固體組成的。和地球不同的是，太陽是由氣體組成的，其表面沒有任何固態(tài)物質(zhì)。

9.太陽和地球相距遙遠(yuǎn)，就算以光速穿行也要8分鐘30秒才能到達(dá)。

10.太陽的逃逸速度約為383英里/秒。

11.太陽距離冥王星的距離非常遠(yuǎn)，以光速穿行也要5個(gè)半小時(shí)。

12.太陽的自轉(zhuǎn)周期為25.38天。

太陽的概況

地球圍繞太陽公轉(zhuǎn)的軌道是橢圓形的，每年7月離太陽最遠(yuǎn)(稱為遠(yuǎn)日點(diǎn))，每年1月最近(稱為近日點(diǎn))，平均距離是1億4960萬公里(天文學(xué)上稱這個(gè)距離為1天文單位)。以平均距離算，光從太陽到地球大約需要經(jīng)過8分19秒。太陽光中的能量通過光合作用等方式支持著地球上所有生物的生長，也支配了地球的氣候和天氣。人類從史前時(shí)代就一直認(rèn)為太陽對地球有巨大影響，有許多文化將太陽當(dāng)成神來崇拜。 對太陽的正確科學(xué)認(rèn)識進(jìn)展得很慢，直到19世紀(jì)初期，杰出的科學(xué)家才對太陽的物質(zhì)組成和能量來源有了一點(diǎn)認(rèn)識。人類對太陽的理解一直在不斷進(jìn)展中，還有大量有關(guān)太陽活動(dòng)機(jī)制方面的未解之謎等待著人們來破_解。

太陽圓面在天空的角直徑為32角分，與從地球所見的月球的角直徑很接近，是一個(gè)奇妙的巧合(太陽直徑約為月球的400倍而離我們的距離恰是地月距離的400倍)，使日食看起來特別壯觀。由于太陽比其他恒星離我們近得多，其視星等達(dá)到-26.8，成為地球上看到最明亮的天體。太陽每25.4天自轉(zhuǎn)一周(隨緯度有所差異，赤道快，極點(diǎn)慢些，約30.2天)，每2.5億年繞銀河系中心公轉(zhuǎn)一周。太陽因自轉(zhuǎn)而呈輕微扁平狀，與完美球形相差0.001%，相當(dāng)于赤道半徑與極半徑相差6km(地球這一差值為21km，月球?yàn)?km，木星9000km，土星5500km)。差異雖然很小，但測量這一扁平性卻很重要，因?yàn)槿魏紊源笠稽c(diǎn)的扁平程度(哪怕是0.005%)將改變太陽引力對水星軌道的影響，而使根據(jù)水星近日點(diǎn)進(jìn)動(dòng)對廣義相對論所做的檢驗(yàn)成為不可信。

在其存在的最后階段，太陽中的氦將轉(zhuǎn)變成重元素，太陽的體積也將開始不斷膨脹，直至將地球吞沒。在經(jīng)過一億年的紅巨星階段后，太陽將突然坍縮成一顆白矮星--所有恒星存在的最后階段。再經(jīng)歷幾萬億年，它將最終完全冷卻,然后慢慢地消失在黑暗里。太陽是距離地球最近的恒星，是太陽系的中心天體。體積是地球的130萬倍。在銀河系內(nèi)一千多億顆恒星中，太陽只是普通的一員，它位于銀河系的對稱平面附近，距離銀河系中心約26000光年，在銀道面以北約26光年, 它一方面繞著銀心以每秒250公里的速度旋轉(zhuǎn)，另一方面又相對于周圍恒星以每秒19.7公里的速度朝著織女星附近方向運(yùn)動(dòng)。其中心區(qū)不停地進(jìn)行熱核反應(yīng)，所產(chǎn)生的能量以輻射方式向宇宙空間發(fā)射。

自轉(zhuǎn)

太陽地球自轉(zhuǎn)不能以云層或海洋為依據(jù)，太陽自轉(zhuǎn)也不能看表面，但人們無法知道其內(nèi)部情況，所以無法知道太陽自轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)。人們只看到太陽是流體星球，其它都是推測。

公轉(zhuǎn)

太陽繞銀河系中心公轉(zhuǎn)。銀河系中心可能有巨大黑洞,但它周圍布滿了恒星,所以看上去象“銀盤”。這些恒星都繞“銀核”公轉(zhuǎn)。與地球公轉(zhuǎn)不同，這些恒星公轉(zhuǎn)每繞一周離“銀核”會(huì)更近。

太陽的構(gòu)造

構(gòu)造概述

組成太陽的物質(zhì)大多是些普通的氣體，其中氫約占71.3%、 氦約占27%， 其它元素占2%。太陽從中心向外可分為核反應(yīng)區(qū)、輻射區(qū)和對流區(qū)、太陽大氣。太陽的大氣層，像地球的大氣層一樣，可按不同的高度和不同的性質(zhì)分成各個(gè)圈層，即從內(nèi)向外分為光球、色球和日冕三層。我們平常看到的太陽表面，是太陽大氣的最底層，溫度約是6000開。它是不透明的，因此我們不能直接看見太陽內(nèi)部的結(jié)構(gòu)。但是，天文學(xué)家根據(jù)物理理論和對太陽表面各種現(xiàn)象的研究，建立了太陽內(nèi)部結(jié)構(gòu)和物理狀態(tài)的的模型。

內(nèi)部構(gòu)造

太陽的內(nèi)部主要可以分為三層：核心區(qū)、輻射層和對流層。太陽的核心區(qū)域半徑是太陽半徑的1/4，約為整個(gè)太陽質(zhì)量的一半以上。太陽核心的溫度極高，達(dá)到1500萬℃，壓力也極大，使得由氫聚變?yōu)楹さ臒岷朔磻?yīng)得以發(fā)生，從而釋放出極大的能量。這些能量再通過輻射層和對流層中物質(zhì)的傳遞，才得以傳送到達(dá)太陽光球的底部，并通過光球向外輻射出去。太陽中心區(qū)的物質(zhì)密度非常高。每立方厘米可達(dá)160克。太陽在自身強(qiáng)大重力吸引下，太陽中心區(qū)處于高密度、高溫和高壓狀態(tài)。是太陽巨大能量的發(fā)源地。 太陽中心區(qū)產(chǎn)生的能量的傳遞主要靠輻射形式。太陽中心區(qū)之外就是輻射層，輻射層的范圍是從熱核中心區(qū)頂部的0.25個(gè)太陽半徑向外到0.71個(gè)太陽半徑，這里的溫度、密度和壓力都是從內(nèi)向外遞減。從體積來說，輻射層占整個(gè)太陽體積的絕大部分。 太陽內(nèi)部能量向外傳播除輻射，還有對流過程。即從太陽0.71個(gè)太陽半徑向外到達(dá)太陽大氣層的底部，這一區(qū)間叫對流層。這一層氣體性質(zhì)變化很大，很不穩(wěn)定，形成明顯的上下對流運(yùn)動(dòng)。這是太陽內(nèi)部結(jié)構(gòu)的最外層。

太陽光球

太陽光球就是我們平常所看到的太陽圓面，通常所說的太陽半徑也是指光球的半徑。光球?qū)游挥趯α鲗又?，屬太陽大氣層中的最低層或最里層。光球的表面是氣態(tài)的，其平均密度只有水的幾億分之一，但由于它的厚度達(dá)500千米，所以光球是不透明的。光球?qū)拥拇髿庵写嬖谥ち业幕顒?dòng)，用望遠(yuǎn)鏡可以看到光球表面有許多密密麻麻的斑點(diǎn)狀結(jié)構(gòu)，很象一顆顆米粒，稱之為米粒組織。它們極不穩(wěn)定，一般持續(xù)時(shí)間僅為5-10分鐘，其溫度要比光球的平均溫度高出300-400℃。截止到2013年認(rèn)為這種米粒組織是光球下面氣體的劇烈對流造成的現(xiàn)象。光球表面另一種著名的活動(dòng)現(xiàn)象便是太陽黑子。黑子是光球?qū)由系木薮髿饬餍郎u，大多呈現(xiàn)近橢圓形，在明亮的光球背景反襯下顯得比較暗黑，但實(shí)際上它們的溫度高達(dá)4000℃左右，倘若能把黑子單獨(dú)取出，一個(gè)大黑子便可以發(fā)出相當(dāng)于滿月的光芒。日面上黑子出現(xiàn)的情況不斷變化，這種變化反映了太陽輻射能量的變化。太陽黑子的變化存在復(fù)雜的周期現(xiàn)象，平均活動(dòng)周期為11.2年。

太陽色球

緊貼光球以上的一層大氣稱為色球?qū)?，平時(shí)不易被觀測到，過去這一區(qū)域只是在日全食時(shí)才能被看到。當(dāng)月亮遮掩了光球明亮光輝的一瞬間，人們能發(fā)現(xiàn)日輪邊緣上有一層玫瑰紅的絢麗光彩，那就是色球。色球?qū)雍窦s8000千米，它的化學(xué)組成與光球基本上相同，但色球?qū)觾?nèi)的.物質(zhì)密度和壓力要比光球低得多。日常生活中，離熱源越遠(yuǎn)處溫度越低，而太陽大氣的情況卻截然相反，光球頂部接近色球處的溫度差不多是4300℃，到了色球頂部溫度竟高達(dá)幾萬度，再往上，到了日冕區(qū)溫度陡然升至上百萬度。人們對這種反常增溫現(xiàn)象感到疑惑不解，至今也沒有找到確切的原因。

在色球上人們還能夠看到許多騰起的火焰，這就是天文上所謂的“日珥”。日珥是迅速變化著的活動(dòng)現(xiàn)象，一次完整的日珥過程一般為幾十分鐘。同時(shí)，日珥的形狀也可說是千姿百態(tài)，有的如浮云煙霧，有的似飛瀑噴泉，有的好似一彎拱橋，也有的酷似團(tuán)團(tuán)草叢，真是不勝枚舉。天文學(xué)家根據(jù)形態(tài)變化規(guī)模的大小和變化速度的快慢將日珥分成寧靜日珥、活動(dòng)日珥和爆發(fā)日珥三大類。最為壯觀的要屬爆發(fā)日珥，本來寧靜或活動(dòng)的日珥，有時(shí)會(huì)突然“怒火沖天”，把氣體物質(zhì)拼命往上拋射，然后回轉(zhuǎn)著返回太陽表面，形成一個(gè)環(huán)狀，所以又稱環(huán)狀日珥。

太陽日冕

日冕是太陽大氣的最外層。日冕中的物質(zhì)也是等離子體，它的密度比色球?qū)痈?，?010年10月在不同黑子上方看見的日冕構(gòu)造它的溫度反比色球?qū)痈?，可達(dá)上百萬攝氏度。在日全食時(shí)在日面周圍看到放射狀的非常明亮的銀白色光芒即是日冕。 日冕的范圍在色球之上，一直延伸到好幾個(gè)太陽半徑的地方。日冕還會(huì)有向外膨脹運(yùn)動(dòng)，并使得冷電離氣體粒子連續(xù)地從太陽向外流出而形成太陽風(fēng)。

日冕： 日冕的范圍在色球之上，一直延伸到好幾個(gè)太陽半徑的地方。日冕里的物質(zhì)更加稀薄，它還會(huì)有向外膨脹運(yùn)動(dòng)，并使得熱電離氣體粒子連續(xù)地從太陽向外流出而形成太陽風(fēng)。太陽黑子：通過一般光學(xué)望遠(yuǎn)鏡觀測太陽，觀測到的是光球?qū)?太陽大氣層的最里層)的活動(dòng)。在光球上經(jīng)常可以看到許多黑色斑點(diǎn)，叫太陽黑子。太陽黑子在日面上的大小、多少、位置和形態(tài)等，每日都不一樣。太陽黑子是光球?qū)游镔|(zhì)劇烈運(yùn)動(dòng)形成的局部強(qiáng)磁場區(qū)域，是光球?qū)踊顒?dòng)的重要標(biāo)志。長期觀測太陽黑子就會(huì)發(fā)現(xiàn)，有的年份黑子多，有的年份黑子少，有時(shí)甚至幾天，幾十天日面上都沒有黑子。

天文學(xué)家們早已注意到，太陽黑子從最多(或最少)的年份到下一次最多(或最少)的年份，大約相隔11年。也就是說，太陽黑子有平均11的活動(dòng)周期，這也是整個(gè)太陽的活動(dòng)周期。天文學(xué)家把太陽黑了最多的年份稱為“太陽活動(dòng)峰年”，把太陽黑子最少的年份稱為“太陽活動(dòng)寧靜年”。

太陽質(zhì)量體積

太陽是一個(gè)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(guān)系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(xué)家根據(jù)開普勒行星運(yùn)動(dòng)的第三定律，利用地球的質(zhì)量和它環(huán)繞太陽運(yùn)轉(zhuǎn)的軌道半徑及周期，還可以推算出太陽的質(zhì)量為1.989×10千克，這個(gè)質(zhì)量是地球的33萬倍。并且集中了太陽系99.86%的質(zhì)量。但是，即使這樣一個(gè)龐然大物，在茫茫宇宙之中，卻也不過只是一顆質(zhì)量中等的普通恒星而已。

由太陽的體積和質(zhì)量，可以計(jì)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于273.9810米/秒2，約為地球表面重力加速度的28倍，如果一個(gè)人站在太陽表面，那么他的體重將會(huì)是在地球上的20倍[3]。太陽表面的逃逸速度約617.7公里/秒，任何一個(gè)中性粒子的速度必須大于這個(gè)值，才能脫離太陽的吸引力而跑到宇宙空間中去。

旋轉(zhuǎn)

公轉(zhuǎn)

太陽繞銀河系中心公轉(zhuǎn)，繞銀河系中心公轉(zhuǎn)周期約2.5×10年。銀河系中心可能有巨大黑洞，但它周圍布滿了恒星，所以看上去象“銀盤”。這些恒星都繞“銀核”公轉(zhuǎn)。與地球公轉(zhuǎn)不同，這些恒星公轉(zhuǎn)每繞一周離“銀核”會(huì)更近。

自轉(zhuǎn)

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

太陽圈

太陽圈，從大約20太陽半徑(0.1天文單位)到太陽系的邊緣，這一大片環(huán)繞著太陽的空間充滿了伴隨太陽風(fēng)離開太陽的等離子體。他的內(nèi)側(cè)邊界是太陽風(fēng)成為超阿耳芬波的那層位置-流體的速度超過阿耳芬波。因?yàn)橛嵪⒅荒芤园⒍也ǖ乃俣葌鬟f，所以在這個(gè)界限之外的湍流和動(dòng)力學(xué)的力量不再能影響到內(nèi)部的日冕形狀。太陽風(fēng)源源不斷的進(jìn)入太陽圈之中并向外吹拂，使得太陽的磁場形成螺旋的形狀，直到在距離太陽超過50天文單位之外撞擊到日鞘為止。

在2004年12月，旅行者1號探測器已穿越過被認(rèn)為是日鞘部分的激波前緣。兩艘航海家太空船在穿越邊界時(shí)都偵測與記錄到能量超過一般微粒的高能粒子。

太陽光

陽光是地球能量的主要來源。太陽常數(shù)是在距離太陽1天文單位的位置(也就是在或接近地球)，直接暴露在陽光下的每單位面積接收到的能量，其值約相當(dāng)于1,368W/m3(瓦每平方米)。經(jīng)過大氣層的吸收后，抵達(dá)地球表面的陽光已經(jīng)衰減——在大氣清澈且太陽接近天頂?shù)臈l件下也只有約1,000W/m3。

有許多種天然的合成過程可以利用太陽能-光合作用是植物以化學(xué)的方式從陽光中擷取能量(氧的釋出和碳化合物的減少)，直接加熱或使用太陽電池轉(zhuǎn)換成電的儀器被使用在太陽能發(fā)電的設(shè)備上，或進(jìn)行其他的工作;有時(shí)也會(huì)使用集光式太陽能(也就是凝聚陽光)。儲存在原油和其它化石燃料中的能量是來自遙遠(yuǎn)的過去經(jīng)由光合作用轉(zhuǎn)換的太陽能。

對流層

太陽的外層，從它的表面向下至大約200,000公里(或是70%的太陽半徑)，太陽的等離子體已經(jīng)不夠稠密或不夠熱不再能經(jīng)由傳導(dǎo)作用有效的將內(nèi)部的熱向外傳送;換言之，它已經(jīng)不夠透明了。結(jié)果是，當(dāng)熱柱攜帶熱物質(zhì)前往表面(光球)產(chǎn)生了熱對流。一旦這些物質(zhì)在表面變冷，它會(huì)向下切入對流帶的底部，再從輻射帶的頂部獲得更多的熱量在可見的太陽表面，溫度已經(jīng)降至5700K，而且密度也只有0.2公克/立方米(大約是海平面密度的六千分之一)。

在對流帶的熱柱形成在太陽表面上非常重要的，像是米粒組織和超米粒組織。在對流帶的湍流會(huì)在太陽內(nèi)部的外圍部分造成“小尺度”的發(fā)電機(jī)，這會(huì)在太陽表面的各處產(chǎn)生磁南極和磁北極。太陽的熱柱是貝納得穴流因此往往像六角型的棱鏡。

天文學(xué)科學(xué)小知識

大家能見到是多少顆星辰?

答：用大家的人眼從地球可以見到7000顆星，可是由于地球是圓的，無論大家立在地球上的哪些地方，都只有見到半側(cè)天上，并且挨近黎明時(shí)分的星辰又看不清，因此大家用人眼事實(shí)上只有見到大概3000顆星。

太陽的溫度有多大?

答：太陽的管理中心溫度達(dá)到192000000℃，環(huán)境溫度為6000℃。但因?yàn)樘栯x大家十分遠(yuǎn)，有1.5億千米，因此，大家也不感覺那么熱了。

地球怎么會(huì)轉(zhuǎn)圈圈?

答：由于地球有吸引力，地球更是因?yàn)檫@類吸引力的功效才轉(zhuǎn)圈圈的。地球勻速轉(zhuǎn)動(dòng)的速率每鐘頭1700千米，合每秒鐘470米;自轉(zhuǎn)的速率大概每秒鐘種29.8千米。

下午的太陽為什么是乳白色?

答：由于下午時(shí)，太陽光可以立即照在路面上，不象早中晚要受路面上的物品(如大山、樹木、房子，及其渾濁氣體)的阻攔，因此，它依然是原先的乳白色光，刺激性得人害怕睜雙眼。

在月球上行走為何費(fèi)力?

答：由于月球上的誘惑力不大，行走非常容易摔倒，一分鐘只有走20步。假如走急了，就非常容易飛起來，一飛起來，就很久站不住，因此，在月球上行走就很費(fèi)力。

地球?yàn)槭裁床话l(fā)亮?

答：由于地球的溫度較為低，最熱的地方(地關(guān)鍵)才二三千度，不象太陽溫度那般高，能造成熱核反應(yīng)，因此地球不容易發(fā)亮。

為何覺得出不來地球在旋轉(zhuǎn)?

答：由于地球挺大，轉(zhuǎn)得非常穩(wěn)定，大家也在同地球一起旋轉(zhuǎn)，大家以自身為參照，因此就覺得出不來地球在旋轉(zhuǎn)。

雷電是什么原因?

答：它是陰電和陽電遇到一起產(chǎn)生的天氣現(xiàn)象。雨天時(shí)，天上的云有的帶陽電，有的帶陰電，二種云遇到一起時(shí)，便會(huì)充放電，傳出太亮太亮的電閃，另外又釋放挺大的發(fā)熱量，使周邊的氣體迅速遇熱，澎漲，而且傳出挺大的響聲，這就是打雷聲。

流星是什么原因?

答：宇宙空間中有很多小星體按照自身的路軌和速率航行。有的自身炸碎了，有的和別的星體撞碎了。但他們再次往前航行。當(dāng)他們的.路軌和地球路軌遇到一起時(shí)，像雨滴一樣落入了路面，這類狀況就叫流星。

云怎么會(huì)走?

答：云是浮半空中的水蒸汽。氣體半空中也是不斷地流動(dòng)性著的。氣體的流動(dòng)性便是風(fēng)，就把云朵吹離開了。氣體流動(dòng)性得越來越快，云就走得越來越快。

趣味的天文知識

1、行星

行星是宇宙空間中最基礎(chǔ)的星體，本身能發(fā)亮，由炙熱汽體構(gòu)成，主要成分是氫和氦。

2、太陽

太陽是由炙熱的汽體構(gòu)成的球形星體，關(guān)鍵成分是氫和氦。太陽的容積約為地球容積的130億倍。太陽的空氣構(gòu)造即是太陽的外界構(gòu)造，從里向外分成光球?qū)?、色球?qū)?、日冕層。太陽主題活動(dòng)的周期時(shí)間為十一，關(guān)鍵標(biāo)示是黑子和耀斑。

太陽主題活動(dòng)對地球的危害：

(1)攪亂地球空氣的電離層;

(2)造成“磁暴”狀況;

(3)造成流星。

3、大行星

大行星是在橢圓形路軌上繞太陽運(yùn)作的、類似球型的星體，他們不發(fā)亮，質(zhì)量比太陽小得多。太陽系現(xiàn)階段己知的八大行星距日由近到遠(yuǎn)先后為：水星、天王星、地球、火花、木星、木星、天王星、海王星。

4、日食

當(dāng)太陽、月球、地球運(yùn)作約成一平行線時(shí)，月球黑影劃過地球，會(huì)導(dǎo)致日食。依看著太陽被月球遮蓋的是多少，可分成日偏食、日全食和日環(huán)食。

5、月全食

當(dāng)太陽、地球、月球運(yùn)作月成一平行線時(shí)，月球運(yùn)作到地球黑影內(nèi)，則會(huì)產(chǎn)生月全食。依地球遮掩太陽照射到月面的是多少，可分成月偏食和月全食。