今天我们来了解一下滚烫的等离子球——太阳!
1.它真的很巨大!
实际上,太阳占据了太阳系99.8%的质量,所有的行星卫星以及其他小天体加起来不到0.2%的太阳系质量。如果你想要一些大数字来表达,太阳的质量大概是两千万千克(2后面有30个0)从体积上看,太阳的体积等同于130万个地球。
事实上,天文学上太阳质量经常被用来作为测量天体的标准测量单位。当我们谈到恒星、星云甚至星系时,我们通常使用太阳质量来描述它们的质量。当我们测量小天体时,我们又通常使用地球质量作为测量单位(地球质量比太阳质量小333000倍).
太阳与八大行星以及矮行星的比较,图中可以看出地球只是一个小点而已
2.它不是真的那么大!
我知道我只是说太阳真的很大,但这是和太阳系内的其他天体相较而言。太阳系之外的宇宙有很多更大的天体,太阳被归为一颗G型主序星,被称为黄矮星通常不是很准确。
从名称上来看,有比太阳更巨大的恒星,被归类为巨星、超巨星、超超巨星。“盾牌座UY”是9500光年之外的一颗红超巨星,是目前最大的已知最大的恒星,直径约为太阳的1700倍。它的周长为75亿公里。光绕它跑一圈都要7小时!如果把盾牌座UY放到太阳的位置上,它的表面将会延伸到地球甚至木星的轨道。
从左到右分别是相当于一个画素大小的太阳、手枪星、黄特超巨星仙后座ρ、参宿四和大犬座VY(盾牌座UY的大小与大犬座VY的大小相若)
3.太阳死亡时会发生什么?
恒星有长达数十亿年的生命周期,但它们还是会在某一天死亡的。恒星最终的命运与它们的大小有关——小的恒星以褐矮星的方式结束生命;质量大的恒星最终会爆炸,它们会变成超新星甚至超超新星然后塌缩成中子星或黑洞。极少数的情况下,这些巨星甚至会经历高能爆炸——伽马射电爆。
太阳的生命循环;未依照大小的比例绘制。
我们的太阳大小适中,它不会上演一场大戏但也不会什么都不发生。当它离开主序带时,太阳核心的氢燃烧殆尽,开始膨胀,导致核心变得更致密越来越热。这会导致太阳外层大气流失,成为一颗红巨星。最终,它将演变成一颗白矮星——一个体积小但密度极高的天体(白矮星的大小和地球类似但其质量和太阳差不多)。
50亿年后,太阳进入红巨星阶段后,地球被烧成焦土的假想图。
4.太阳由什么组成的?
和大多数恒星一样,太阳主要是氢和氦组成的。氢占71%,氦占27%,剩余的2%包括多种元素,主要是氧和碳元素。事实上,在天文学中,除了氢和氦之外的元素称之为金属元素(注意不要和固态金属混淆)。金属性是一个天文学术语,是由除了氢和氦之外的所有东西组成的宇宙物体的质量分数。
氢气和氦气都可以用来作气球
5.太阳有多热?
这要看我们讨论太阳的哪一部分了。太阳的核心非常热,温度高达1500万摄氏度。从恒星的里层到外层,温度逐渐下降,直到太阳的色球层,只剩几千摄氏度。然而,在太阳外层大气日冕,温度又迅速攀升至数百万摄氏度,虽然我们有假说,但是我们并不知道其真正的原因。
STEREO太空卫星在2006年12月4日拍摄的紫外线马赛克影像。这些假色影像显示出不同温度范围的太阳大气。从左上角顺时针依序为:100万度(171 Å—蓝色)、150万度(195 Å—绿色)、60000度–80000度(304 Å—红色)、和250万度 (286 Å—黄色)。
6.太阳的年龄有多大?
太阳存在大约46亿年了。我们根据外层太阳系的天体,比如陨石甚至地球上的岩石等,来估算太阳的年龄。虽然它们看起来没有关联,但我们现在的研究认为,太阳系形成时,意味着其中的主要天体也在这一时刻形成。一颗G型主序恒星典型的生命周期在90亿年~100亿年之间,这意味着我们的太阳的年龄已近中年!
太阳是黄矮星的标准范例
7.太阳有多亮?
很明显,太阳是天空中最明亮的天体,因为它比其他恒星离我们更近。夜空中,天狼星是看起来最明亮的恒星,紧随其后的是老人星。视星等是衡量从地球上观测某个天体亮度的术语。太阳的视星等是-27等。然而,这种测量天体亮度的方法是有问题的,它和观测者到目标天体的距离有关。它只是显示了使用地球作为参考点的星的亮度,而并不是其真实亮度。这就是为什么天文学家使用绝对星等,这就意味着从32.6光年,也就是观测10秒差距之外恒星的亮度。
在满月时,我们的肉眼看满月久了,眼睛也会受不了。太阳的亮度比满月亮度强出约40万倍左右。可想而知,我们的肉眼肯定是不能直视太阳的,这样的强光会导致我们的眼睛失明,不可掉以轻心。因此观测太阳都需要专业的滤镜,将太阳强光部分滤掉。
8.太阳旋转速度有多快?
太阳的旋转有些棘手,因为不同的区域旋转速度不同。简单的说,太阳旋转一圈需要25.4天。实际上,太阳不像固态的地球那样旋转。在赤道旋转快(24.5天),到两级逐渐变慢(38天).通过观测太阳的旋转,太阳黑子很容易跟踪,因为它们中的一些可以持续几个月。
至于太阳在宇宙的速度,和地球绕着太阳转一样,整个太阳系以514000英里/小时或828000公里/小时的速度围绕银河系旋转。绕一圈称之为一个银河年,需要花费2.25~2.5亿年。
9.什么是太阳黑子?
我们偶尔会在太阳表面观测到暗点,那也就是太阳黑子。它们的温度比周围要低,由太阳磁场的波动产生。有一些黑子很大,可以用直接肉眼看到,有可能一次能看到100多个黑子。然而这种情况很少见。不要让表象迷惑了你.黑子看上去要暗是因为和周围的背景环境比起来要暗,但黑子自身的温度依然很高。
10.太阳磁场反转
北极是北极,南极是南极,这是一定的吗?不一定,因为地磁总是在反转。地磁北极和地磁南极互相反转了。太阳的磁场很奇怪是因为它的南北极经常改变——大概每11年反转一次。
地球也经历了同样的过程,但是不是经常性的。上一次磁场反转已经是发生在800000年前的事了,但是我们不知道下一次会在什么时候发生。
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