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这里有一份太阳“个人档案”,请注意查收

来源:中国气象报   发布时间:2019年03月18日16:25
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  出生时间

  45亿年前

  出生地

  一个坍缩的氢分子云内

  家庭住址

  太阳住在太阳系。这是一个以太阳为“ 主心骨儿”的大家族,包括水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星、海王星等八大行星以及至少173颗已知的卫星、5颗已经辨认出来的矮行星和数以亿计的太阳系小天体等所有受到太阳引力约束的天体。

  整个太阳系“生活”在一个直径100,000光年、拥有超2000亿颗恒星、被称为银河系的棒旋星系内。

  公元二世纪,古希腊天文学家提出的“地球是宇宙中心”的学说,在直到之后的1400年都占据了统治地位。大约450多年前,波兰天文学家尼古拉·哥白尼提出“ 日心说”,认为太阳是不动的,而且在宇宙中心,地球以及其他行星都一起围绕太阳做圆周运动,才让世界真正意识到太阳系的存在及存在的意义。

  尽管如今看来,“日心说”有很多的错误,但对于人类认识太阳系,仍然很了不起。

  职业

  地球上天气、气候和生命背后的驱动力

  体貌特征

  作为太阳系迄今为止最大的天体,太阳直径约为139万公里,约是地球的109倍,体积为地球的130万倍,并拥有太阳系99.8%的质量。

  但是,这样一个庞然大物,在茫茫宇宙之中,却也不过只是“中等身材”。

  从中心到边缘,太阳由核心、辐射区、对流层和大气层构成。

  核心是太阳的“心脏”,也是它发射巨大能量的真正源头,被称为核反应区。在这里,太阳核心处温度高达1500万℃,压力相当于3000亿个大气压,并随时都在进行热核反应,每秒能释放出相当于400万吨氢的能量,其中,有22亿分之一的能量辐射到地球,成为地球上光和热的主要来源。根据对太阳内部氢含量的估计,太阳至少还有50亿年的正常寿命。

  在太阳辐射区,有各种电磁辐射和粒子流。辐射从内部向外部传递过程是多次被物质吸收而又再次发射的过程。从核反应区到太阳表面的行程中,能量依次以X 射线、远紫外线、紫外线,最后以可见光的形式向外辐射。

  对流层是辐射区的外侧区域,由于这里的温度、压力和密度梯度都很大,太阳气体呈对流的不稳定状态。使物质的径向对流运动强烈,热的物质向外运动,冷的物质沉入内部,太阳内部能量就是靠物质的这种对流,由内部向外部传输。

  其实,核心、辐射区、对流层都是合理的理论模型,只有大气层是人们可以真实看到的。

  大气层,从内到外可分为光球、色球和日冕三层。我们所见到的太阳可见光,几乎全是光球发出的。色球层有谱斑、暗条和日珥,还时常发生剧烈的耀斑活动。一般来说,日冕只有在日全食时或用日冕仪才能观测到。

  性格

  别看太阳表面上性子沉静,其实也是个活泼的主儿,无时无刻不在搞着“ 大动静”。不过也正是因为这些,太阳才能与地球成为好朋友。

  动静一:太阳黑子

  太阳黑子是太阳上温度较低的区域,光球层活动的重要标志。它的正常形态,就像是正常细胞,但是它的大小、多少、位置和形态等,每天都不同。太阳黑子有平均11年的活动周期,这也是整个太阳的活动周期。天文学家把太阳黑子最多的年份称之为“ 太阳活动峰年”,把太阳黑子最少的年份称之为“ 太阳活动谷年”。而且,如果“ 细胞”变成“癌细胞”了,耀斑发生的可能性就很大了。

  动静二:太阳耀斑

  太阳耀斑一般认为发生在色球层中,是太阳能量高度集中释放的过程。别看它只是一个亮斑,一旦出现,简直是一次惊天动地的大爆发。这一增亮释放的能量相当于10万至100万次强火山爆发的总能量,或相当于上百亿枚百吨级氢弹的爆炸。

  动静三:太阳风

  太阳风,其实是“逃走”的太阳大气。由于太阳内部不断有能量向外传播,受热后的大气会膨胀,引起外层大气运动速度加快,从而脱离太阳磁场的“掌控”形成太阳风。太阳内部恒定的加热,使太阳风啥时候都有,四面八方都存在。

  受太阳磁场分布和强弱的影响,会产生速度不同的太阳风。比较弱的磁场就会有速度更快的太阳风出现。这个比较弱的磁场叫冕洞。一般来说,在后边的高速太阳风不会超过前边低速的太阳风,于是,高速的太阳风会推着低速的太阳风向前走,并在两个速度的太阳风中间形成一个激波区域。同时,这个区域也是运动的,并且一边往外走一边堆积物质。当这个区域遇到地球以后,就会与地球磁场相互作用,使地磁场发生扰动,比较强的就是我们所说的“地磁暴”。

  太阳喷发也可以引起地磁暴。太阳喷发时,通常会使温度升高,其中的喷发物质在向外运动过程中会挤压太阳风,同样在两个速度不同的物质中间形成一个激波区域,从而引起地磁暴。地磁暴期间,太阳风粒子流会冲击极区大气形成极光。

  卖萌方式——转圈圈

  太阳可是个调皮仔,像450年前哥白尼说的那样静止不动是绝不可能的。和其他天体一样,它也喜欢运动。不仅绕着自己自西向东转圈圈,还绕着银河顺时针转。观测和研究表明,太阳表面不同的纬度处,自转速度也会不一样。在赤道处,太阳就跑得快,25.4天就绕自己一圈,而在纬度40 处则要27.2天,到了两极地区,要35天左右才能转完一圈。这种自转方式被称为“ 较差自转”。除了自转,太阳当然也会公转。太阳在距离银河中心24000至26000光年的距离上绕着银河公转,从银河北极鸟瞰,太阳沿顺时针轨道运行,大约2亿2500万至2亿5000万年绕行一周。

  (本文作者:张宏伟;本文专家顾问:国家卫星气象中心空间天气首席预报员薛炳森)

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