太阳的结构

太阳是地球上一切生物的能量源泉。它是一颗炽热的、发光的恒星，由于太耀眼了，人们根本无法用肉眼观测其庐山真面目。随着先进的观测仪器的问世，人们才开始慢慢地认识太阳。

太阳被分为几个层次来研究。从太阳中心向外依次为日核、辐射层、对流层和太阳大气。太阳大气包括光球、色球和日冕三部分，太阳半径的15%是由日核构成的，是热核反应区。热核反应发生时，释放出巨大能量的主要形式是氢聚变成氦。日核部分的物质密度是1.6×105千克/米3，中心压力达3 300亿大气压，温度也很高，达1 500万～2 000万开。

太阳的能量是从其中心的原子核炉产生的。它的温度高达1 500万℃，气态原子受热发生分裂，只剩下裸露的原子核。能量通过辐射和对流从中心传到表面，最终以可见光和红外线的形式向空间辐射，在这一过程中要经过延伸于空间几百万千米厚的太阳大气层。

日核外面就是辐射层，从0.15个太阳半径到0.86个太阳半径都是辐射层。这里的温度和密度已急剧下降。密度为18千克/米3，温度为70万开。辐射层最先接收到日核传来的能量，通过吸收和再辐射来自日核的能量极高的光子而实现能量传递，每进行一次吸收和再辐射，高能光子的波长会变长，频率降低，这种再吸收、再辐射的过程反复地进行多次，逐渐将高能光子变为可见光和其他形式的辐射，经过对流层后，再向太阳的表面传播。

对流层厚度约14万千米，其起点在距离太阳中心0.86个太阳半径处。这里的物质内部的温度、压力和密度的梯度特别大，处于对流状态。对流运动的特性是非均匀性，这样会产生噪音，机械能就是这样通过对流层上面的光球层传输到太阳的外层大气的。

光球是人们平时看到的光彩夺目的太阳表面，厚度约500千米。光球层温度约6 000℃。光球面上有黑暗斑点，这是太阳黑子，它的温度约4 500℃，是日面上温度较低的区域，由于温度相对较低，看上去会比较暗。通过观察日面上的黑子的位置变化，可知太阳平均自转周期是27天。

了解太阳的自转运动可以通过太阳黑子。英国天文爱好者卡林顿在从1853年起的8年间通过观察记录日面黑子数目的变化发现，太阳各不同日面纬度旋转周期各不相同，并不是像人们想象中那样整块的运动。观测表明，太阳平均自转周期是27天，自转速度最快的是太阳赤道附近。

通过对太阳黑子数的长期观测和计数，我们可以知道，太阳黑子有一定的周期规律性，其平均周期约为11年。德国业余天文学家、药剂师施瓦贝是最早发现太阳黑子周期的人，他连续15年对太阳黑子进行观察和记录，获得了这一重要的科学发现。现在，人们把黑子出现少的期间称为“太阳活动谷年”，把黑子大量出现的期间称为“太阳活动峰年”。

从1755年开始的那个11年黑子周被现代国际天文界看作是第一个太阳黑子周，人们还规定往后依次排列序号。现在已经排到了第23周，最后一个黑子周是从1996年开始的，估计达到极大值的时间在2000～2001年。

除了光球以外，太阳表层还有色球层和月亮。通过专门的仪器，可以清晰地看到太阳的色球层，这是一圈环绕太阳光球的厚为2 000千米的红色大气。观测表明，常有巨大的太阳火舌在日轮边缘升起，这就是日珥。在太空，宇宙飞船拍摄到巨大的高达40多万千米的日珥！

我们经常看到一些暗黑的长条出现在太阳单色光照片上，这是日珥在日面上的投影，称为“暗条”。此外，色球上更多、更普遍的被称之为“针状物”的许多细小的“火舌”，其高度在6000～17000千米之间，宽度约几百千米，景色非常壮观，被喻为“燃烧的草原”。

色球层中有时会出现“太阳耀斑”，这是一种突然增亮的太阳爆发现象。耀斑是迄今为止我们发现的太阳上最剧烈的爆发现象，强烈影响到日地空间环境。

日冕是在日全食月球遮掩日轮时，日轮周围的青白色光区，它是太阳大气的最外层。日冕的温度非常高，甚至高达100～200万℃，因此有许多不断地向外膨胀的日冕气体，它们会产生连续微粒辐射。这种沿太阳磁力线的粒子流被称为“太阳风”。