太阳是恒星吗

在一个晴朗的夜晚，皎洁的月亮挂在天空，繁星闪烁，激起了许多人对揭开天空奥秘的向往。天空中的大多数恒星，我们在短时间内看不到它们的相对位置有任何明显的变化。古人认为他们是永恒的，称他们为星星。后来通过长期观察发现，这颗恒星不是静止的，而是不断运动的。但是因为恒星离我们太远，变化很慢，我们不容易在短时间内探测到。在那个晴朗无月的夜晚，我们可以用眼睛看到大约3000颗星星。像熟悉的北极星，牛郎星，织女星，都是恒星。事实上，恒星的数量惊人，远远超过3000颗。银河系中大约有2000亿颗类似太阳的恒星，以至于我们无法用肉眼分辨，误以为它们是白色的“天河”。其实以银河系为例，它只是整个宇宙的极小一部分，如沧海一粟。宇宙无边无际。

星星都是自己发光的。像无数次巨大的氢弹爆炸一样，它通过内部热核反应不断放出光和热。太阳是无数星星中的一颗。太阳是一个非常热的气体球。它的表面温度高达6000摄氏度，而内部温度要高得多。太阳很大，体积约一百二十万个地球，但与其他恒星相比，只能算是中等高度。因为太阳离我们比较近，所以好像太阳是一个大火球；其他星星离我们很远，所以它们看起来就像闪亮的星星。那么，太阳离我们有多远？它距离地球大约1.5亿公里。光速最快，每秒能走30万公里。

如果以这个速度绕地球跑，每秒可以跑七圈半，但是从太阳跑到地球需要八分二十秒，说明这个距离很长。但是和其他恒星离我们的距离相比，就很小了。恒星离地球的距离很难用“公里”来表示。“光年”这个单位通常用来计算恒星的距离。光在一年中行进的距离称为“光年”，等于9.5x 1012公里，相当于太阳与地球距离的63000多倍。在太阳以外的恒星中，最近的恒星(称为比邻星)也离地球4.2光年。其他恒星距离我们更远，比如距离我们27光年的织女星。

在围绕太阳的太空中，有许多行星、彗星、流星等。太阳和围绕它运行的这些天体组成了一个大家庭，我们称之为太阳系。有许多大大小小的行星围绕着太阳运行，其中最大的有九颗。水星离太阳最近，其次是金星、地球、火星、木星、火星、天王星、海王星、冥王星。在地球上，我们只能用眼睛看到水星、金星、火星、木星和土星，其他的离我们太远，肉眼看不到。第一颗行星本身不会发光。我们可以看到它们，因为它们反射阳光。因为行星不停的绕着太阳转，看起来它们在地球上的位置每天都是不一样的，就好像在恒星之间慢慢的移动。行星的名字就是这么来的。

主入口：太阳活动

太阳看起来很平静，但实际上，它总是很活跃。太阳由内向外分为核反应区、对流层和大气层。其中1/2.2亿的能量辐射到地球，成为地球上主要的光和热来源。太阳表面和大气中的活动现象，如太阳黑子、耀斑和日冕物质抛射(日珥)，会大大增强太阳风，引起许多地球物理现象，如极光的增加、大气电离层的变化和地磁。

太阳活动和太阳风的增强也会严重干扰地球上无线电通信和空间设备的正常运行，损坏卫星上的精密电子仪器，造成地面通信网络和电力控制网络混乱，甚至对航天飞机和空间站宇航员的生命构成威胁。因此，监测太阳活动和太阳风的强度，及时做出“空间天气”预报越来越重要。

主入口：黑子

4000年前，在古代，先民们用肉眼看到了像三条腿的乌鸦一样的黑子，并通过普通光学望远镜观察太阳来观察光球层的活动。在光球层上经常可以看到很多黑点。它们被称为黑子。太阳黑子的大小、数量、位置和形状每天都在变化。黑子是光球物质剧烈运动形成的局部强磁场区，也是光球活动的重要标志。如果长期观察黑子，会发现有的年份黑子多，有的年份黑子少，有时太阳上几天或几十天没有黑子。天文学家早就注意到，太阳黑子从最大或最小的一年到下一个最大或最小的一年间隔大约11年。也就是说，黑子的平均活动周期为11年，也就是整个太阳的活动周期。天文学家称太阳黑子最多的一年为“太阳活动高峰年”，太阳黑子最少的一年为“太阳活动低谷年”。

经过几个世纪的研究，人类在太阳黑子的研究方面取得了一些成果。

分为以下几点：

1.太阳黑子是太阳表面温度相对较低的黑暗区域。

2.太阳黑子会干扰地球的磁场和电离层，指南针无法正确指示方向，动物走失，无线电通信受到严重影响或中断，直接危及飞机、船舶、人造卫星等通信系统的安全。

太阳黑子活动高峰期，太阳会发出大量高能粒子流和X射线，引发地球磁暴，导致气候异常，从而使地球上的微生物大量繁殖，为流行病提供了温床。

同时，太阳黑子的活动还会引起生物物质的电离，引起感冒病毒中遗传因子的变异，或突变遗传，产生传染性极强的亚型流感病毒，形成流感，或引起人体生理上其他复杂的生化反应，影响健康。

因此，当太阳黑子数量达到高峰时，人类应该尽早预防流行病。

有趣的是，一位瑞士天文学家发现，黑子多的时候，气候干燥，农业收成好，黑子少的时候，暴雨灾害性大。地震学家发现，当太阳黑子的数量增加时，地球上就会发生更多的地震。植物学家发现，植物的生长也随着黑子的出现而变化，以11年为一个周期，更多的黑子生长得更快，更少的黑子生长得更慢。

主入口：太阳耀斑

太阳耀斑是一种强烈的太阳活动，是太阳能高度集中释放的过程。一般认为发生在色球层，所以也叫‘彩球爆炸’。它的主要观测特征是太阳上突然出现亮点(往往在黑子群上方)，寿命只有几分钟到几十分钟，亮度快速增加，缓慢减少。特别是在太阳活动的高峰期，耀斑频繁出现，变得更加强烈。

虽然只是亮点，但一旦出现，就是惊天动地的大爆炸。这种增亮释放的能量相当于10万到100万次强火山爆发的总能量，或者相当于数十亿颗100吨氢弹的爆炸；然而，一个大的耀斑爆发可以在一至二十分钟内释放出10至25次方焦耳的巨大能量。

除了太阳局部亮度突然增强的现象外，耀斑主要表现为从射电波段到x射线的辐射通量突然增加；耀斑发射的辐射有很多种，包括紫外线、X射线和射线、红外线和无线电发射射线、冲击波和高能粒子流，甚至还有能量极高的宇宙射线。

耀斑对地球的空间环境影响很大。太阳色球层的爆炸立即在地球大气中引起了挥之不去的回声。耀斑爆炸时，会有大量高能粒子到达地球轨道，严重危及宇航员和飞船内仪器的安全。耀斑辐射靠近地球时，与大气分子剧烈碰撞，破坏电离层，使其失去反射无线电波的功能。无线电通信，尤其是短波通信，电视台和电台的广播都会受到干扰，甚至中断。耀斑发射的高能带电粒子流与地球高层大气相互作用，产生极光，干扰地球磁场，引起磁暴。

此外，耀斑对气象和水文有不同程度的直接或间接影响。正因为如此，人们越来越重视耀斑爆发的探测和预测，并试图揭开耀斑的奥秘。

主入口：光点

太阳光球层上比其周围更亮的斑点组织。用天文望远镜观察时，经常可以发现：在光球层表面忽明忽暗。这种明暗斑是这里温度不同形成的。较暗的点称为“黑子”，较亮的点称为“光点”。光点通常出现在太阳表面的边缘，但很少出现在太阳表面的中心区域。由于太阳表面中心区域的辐射属于光球层较深的气体层，边缘的光主要来自光球层较高的部分，光斑比太阳表面高，可视为光球层上的“高原”。

光点也是太阳上的一种强烈风暴，天文学家称之为“高原风暴”。然而，与乌云翻滚、暴雨和强风的地面风暴相比，“高原风暴”的性质要温和得多。光斑的亮度只比安静的光球稍强，一般只大10%；温度比平静的光球层高300。许多光点与太阳黑子有着千丝万缕的联系，它们经常在太阳黑子周围‘表演’。少数黑子与黑子无关，活跃在70高纬度地区，面积相对较小，平均寿命约15天，大斑寿命可达3个月。光点不仅出现在光球上，而且出现在色球上。当它在色球上“执行”时，它的活动位置大致与它在光球上出现的位置一致。但是，出现在色球上的不叫‘光斑’，叫‘光谱斑’。其实光斑和光谱斑是一个整体，只是因为他们的‘居所’高度不同，就像一个建筑，光斑住在楼下，光谱斑住在楼上。

主入口：米粒组织

米粒结构是太阳光球层上的一种太阳表面结构。它是多边形和小颗粒的形状，只能用天文望远镜观察。水稻籽粒组织的温度比粒间区高300左右，因此明亮可见。虽然是小颗粒，但实际直径1000 km ~2000 km。

亮米粒组织很可能是从对流层上升到光球层的热气团，不随时间变化，分布均匀，呈现强烈的波动运动。当米粒组织上升到一定高度时，很快就会变冷，并沿着上升的热气流之间的间隙立即下降；人生也很短暂，来去匆匆。从诞生到消失，几乎比地球大气层中的云还要快，平均寿命也就几分钟。此外，发现的超级颗粒的规模约为3万公里，寿命约为20小时。

主入口：太阳风

太阳风是来自太阳的连续等离子体流，以200-800 km/s的速度运动，这种物质虽然与地球上的空气不同，但它不是由气体分子组成，而是由比原子小一级的质子、电子等更简单的基本粒子组成。但是当它们流动时，它们的效果和空气流动的效果非常相似，所以它们被称为太阳风。

当然，太阳风的密度和地球上的风密度相比，是非常非常稀薄，微不足道的。一般在地球附近的行星际空间，每立方厘米有几个到几十个粒子。另一方面，地球上逆风的密度是每立方厘米2687亿分子。太阳风虽然很稀薄，但是比地球上的风吹得更猛烈。在地球上，12级台风的风速超过每秒32.5米，而太阳风的风速在地球附近往往保持在每秒350~450公里，是地球风速的几万倍，最猛烈的时候可以达到每秒800公里以上。

太阳风从太阳大气的最外层日冕连续喷射到空间的物质粒子流。这种粒子流是从冕洞喷出来的，其主要成分是氢粒子和氦粒子。太阳风有两种：一种是持续辐射，速度较低，颗粒含量较少，称为“持续太阳风”。另一种是太阳活动时辐射的，速度更快，粒子更多。这种太阳风被称为“扰动太阳风”。扰动的太阳风对地球的影响很大。当它到达地球时，往往会引起巨大的磁暴和强烈的极光，还会产生电离层扰动。

主入口：冠状孔

日冕洞的分布区域可以到达太阳表面的大部分区域，特别是在太阳的极地区域。科学家发现，在日冕洞内，磁力线是闭合的，也是开放的。如果磁力线突然打开或关闭，太阳表面就会出现大规模的冕洞覆盖，远远大于极地。当日冕洞形成时，可以携带大量热等离子体。冕洞的一些细节可以在磁力线的开阔区域看到，比如冕洞周围的喷雾状结构。

实际上，冕洞分布在冕物质密度低的空间，温度极高，达到百万度。

目前，太阳动力学观测站正在监测太阳表面的异常变化，太阳正处于其11年活动周期的高峰期。在未来，我们还会看到强烈的太阳耀斑和日冕物质抛射。

这些太阳活动背后都有磁场因素，所以对太阳活动的判断似乎比较困难。科学家还发现，如果日冕洞出现在太阳表面的高纬度区域，就可以形成更快的太阳风。

太阳上绝大多数的氢正在逐渐燃烧成氦，所以可以说太阳处于最稳定的主序列恒星阶段。对于一颗和太阳一样大的恒星来说，主序列恒星阶段大约持续110亿年。恒星因发光而慢慢缩小。在收缩的过程中，中心部分的密度会增加，压力会上升，这样氢气燃烧的更多，从而温度会上升，太阳的亮度会逐渐增加。自45亿年前太阳进入主序列星阶段以来，太阳光亮度增加了30%，预计未来还会继续增加，使得地球温度不断上升。

65亿年后，太阳主序星阶段结束时，预计太阳光亮度将是今天的2.2倍，地球平均温度将比今天高60左右。到时候，就算地球上还有海水，恐怕也快被蒸发了。如果只看平均温度，火星将是最适合人类居住的星球。在主序列恒星阶段，恒星重力产生的向内收缩力和燃烧产生的向外力会相互平衡。但是，65亿年后，太阳中央部分的氢就会燃尽，只留下周围的球壳燃烧。在球壳不再燃烧的区域，由于抵消重力的向外力减弱，球壳开始迅速收缩。这时太阳会越来越亮，球壳外部的温度会因为影响而上升并开始膨胀。这是另一个阶段——红巨星阶段的开始。红巨星阶段将持续数亿年，在此期间，太阳的亮度将达到今天的2000倍，木星和土星周围的温度也将上升，木星的冰卫星和土星特有的光环将消失得无影无踪，最后，木星的外层将消失

另一方面，气体会不断从外层释放出来，最终太阳的质量会减少到主序星阶段的60%。随着太阳引力的减弱，行星开始远离太阳。当太阳质量减少到60%时，行星与太阳的距离会增加70%。这样的话，虽然水星和金星很有可能被吞噬，但地球应该在太阳外层部分到来之前通过加宽距离来生存，火星和木星型行星(木星、土星、天王星、海王星)也会生存下来。

像太阳这么大的行星，只会在密度变得很高的中心部分收缩到一定程度，也就是温度只会上升到一定程度，中心部分的火就会逐渐消失。随着太阳逐渐失去光线，膨胀的外层会收缩冷却成致密的白矮星。经受住红巨星时代考验的行星将继续围绕太阳运转，一切都将被冻结，最终太阳系将迎来沉默的终结。

如果像太阳这样的恒星变成白矮星，它每秒钟旋转一次。密度至少为1.411011kg/m3。

太阳是一颗普通的中年恒星。

通过热核聚变，太阳通过燃烧大量集中在其核心的氢而发光，平均每秒消耗600万吨氢。这样，燃烧50亿年后，太阳的氢储量会耗尽，然后核面积缩小，核反应向外扩展。那时候它的温度可以达到1亿多度，导致氦聚变。未来太阳将极度膨胀，进入所谓的“红巨星”阶段。它的亮度将增加到今天的100倍，最近的行星如水星和金星将被吞噬。地球也会被“烤焦”，生命也不会继续存活。随着时间的推移，太阳会越来越快地耗尽所有的核燃料，然后坍缩成一颗暗淡的白矮星。在这个白矮星上，一个火柴盒大小的物质可以达到大约1吨。白矮星没有核反应。它们是恒星核反应后留下的残骸。它们通过缩小自身体积继续辐射微弱的能量。最后，太阳会变成一个没有光和热的“褐矮星”，消失在宇宙无边的深处，结束它辉煌而平凡的一生。