一篇科普文章，對太陽的演化、結(jié)構(gòu)等做了比較全面的介紹。與之前的《地球檔案》屬于同一系列。
原題為《太陽的形成、真相和特征》（The Sun: Formation, Facts and Characteristics）
太陽位于太陽系的中心，也是太陽系中最大的天體。太陽的質(zhì)量占太陽系總質(zhì)量的99.8％，其直徑大約為地球的109倍，差不多一百萬個(gè)地球才能填滿一個(gè)太陽。
太陽的可見部分溫度約1萬華氏度（5500攝氏度），由核反應(yīng)驅(qū)動的核心溫度超過2700萬華氏度（1500萬攝氏度）。太陽每秒鐘產(chǎn)生的能量相當(dāng)于1000億噸炸藥爆炸。
太陽是銀河系中1000億顆恒星中的一員。太陽距離銀河系中心25000光年，每2億5000萬年完成一周繞銀心公轉(zhuǎn)。太陽相對來說還年輕，屬于我們所謂的 I 類恒星，這類恒星中的比氦重的元素相對豐富一些。更老的恒星稱為 II 類恒星，更早一代的 III 類恒星也有可能存在，雖然我們現(xiàn)在還沒有發(fā)現(xiàn)。
一個(gè)巨大的日珥在太陽西南區(qū)域爆發(fā)。此全景照片由NASA的太陽動力學(xué)觀測衛(wèi)星于2010年11月17日拍攝。
版權(quán)所有：NASA
形成和演化
太陽在大約46億年前誕生。許多科學(xué)家認(rèn)為太陽和太陽系的其他部分是由一團(tuán)稱為“太陽星云”的巨大的旋轉(zhuǎn)著的氣體和塵埃星云形成來的。隨著由于重力引起的星云坍縮，它旋轉(zhuǎn)得越來越快，并變成了盤狀。大部分物質(zhì)被吸引到中心形成了太陽。
太陽擁有足夠的核燃料，能支持它再存在50億年。之后，太陽會膨脹成為一顆紅巨星。最終，他將拋掉它的外層，留下的核心將坍縮為一顆白矮星。再經(jīng)過漫長的歲月，它會走向衰老，以一顆暗淡、低溫的黑矮星身份進(jìn)入它的最后階段。
特征
內(nèi)部結(jié)構(gòu)和太陽大氣
太陽和太陽大氣可以被區(qū)分成幾個(gè)區(qū)域和層次。太陽的內(nèi)部，從內(nèi)到外，依次分為核心、輻射區(qū)和對流區(qū)。太陽大氣則由光球?qū)?、色球?qū)印⑦^渡區(qū)和日冕組成。在這些之外還有太陽風(fēng)——由日冕而來的氣體流。
太陽核心半徑為太陽表面半徑的1/4。盡管它只占太陽總體積的2％，但其密度可達(dá)鉛的16倍，并占有差不多一半的太陽質(zhì)量。接下來是輻射區(qū)，其范圍從核心表面到太陽半徑的70％處，占太陽總體積的32％，總質(zhì)量的48％。從核心發(fā)出的光在這一區(qū)域發(fā)生散射，以至于一個(gè)光子可能要花100萬年才能通過。對流區(qū)的范圍直達(dá)太陽表面，占有太陽體積的66％，但只有太陽質(zhì)量的2％多一點(diǎn)兒。激烈攪動的氣體“對流環(huán)”占據(jù)著這一區(qū)域。太陽有兩種主要的對流環(huán)——寬約600英里（1000公里）的米粒組織和直徑約20000英里（30000公里）的超米粒組織。
光球是太陽大氣的最底層，我們看到的光線就是從它發(fā)出的。其厚度約300英里（500公里），大部分光線是從它1/3的最底層發(fā)出的。光球的底層溫度為11000華氏度（6125攝氏度），頂層溫度為7460華氏度（4125攝氏度）。它完全由釘子形的太陽活動針狀體組成，典型寬度為600英里（1000公里），高度為6000英里（10000公里）。在這之外是厚度為幾百到幾千公里的過渡區(qū)，它由在其上的日冕加熱，并發(fā)射大部分光和紫外線。最頂層的是超熱日冕，由日冕環(huán)和電離氣體流組成。日冕溫度最低為90萬華氏度（50萬攝氏度），最高達(dá)1080萬華氏度（600萬攝氏度）。當(dāng)太陽耀斑爆發(fā)時(shí)，其溫度可達(dá)1千萬攝氏度。從日冕噴出的物質(zhì)稱為太陽風(fēng)。
磁場
太陽的典型磁場強(qiáng)度只有地球磁場強(qiáng)度的2倍。然而，它卻在一些小區(qū)域被集中起來，在那里達(dá)到一般強(qiáng)度的3000倍。磁場的扭結(jié)彎曲是因?yàn)樘柍嗟赖淖赞D(zhuǎn)速度比高緯度區(qū)域的自轉(zhuǎn)速度更高，另外一個(gè)原因是太陽內(nèi)部比太陽表面轉(zhuǎn)速更高。這種變形造就了太陽黑子以及耀斑和日冕物質(zhì)拋射等壯觀的景象。太陽耀斑是太陽系中最劇烈的爆發(fā)。雖然日冕物質(zhì)拋射稍溫和一些，但是卻包含更多的物質(zhì)——單獨(dú)的一次的拋射可以向太空噴出200億英噸（180億噸）物質(zhì)。
化學(xué)組成
就像大部分其它恒星一樣，太陽主要由氫構(gòu)成，其次是氦。剩余的幾乎所有物質(zhì)由7種其它元素構(gòu)成——氧、碳、氖、氮、鎂、鐵和硅。太陽中每100萬個(gè)氫原子對應(yīng)9萬8000個(gè)氦原子、850個(gè)氧原子、360個(gè)碳原子、120個(gè)氖原子、110個(gè)氮原子、40個(gè)鎂原子、35個(gè)鐵原子和35個(gè)硅原子。氫也是所有元素中最輕的，所以它大約只占太陽總質(zhì)量的72％，氦大約占26％。
太陽黑子和太陽周期
太陽黑子是太陽表面相對較冷較暗的，大致呈圓形的區(qū)域。它們出現(xiàn)在高密度磁場束從內(nèi)部突破到表面的地方。黑子的數(shù)量隨著磁場活動的變化而變化，從最小值的零發(fā)展到最大值的250個(gè)或一簇，再變回最小值的過程，稱為太陽周期，平均為11年。在周期的最后，磁場的兩極快速翻轉(zhuǎn)。
觀測簡史
原始文明經(jīng)常用改造天然石群或修建石碑來記錄太陽和月亮的運(yùn)行和季節(jié)變化，創(chuàng)立歷法和觀測日食月食。許多人相信太陽繞地球旋轉(zhuǎn)，即古希臘學(xué)者Ptolemy于公元150年建立的地心說。之后，在1543年，Copernicus（哥白尼）提出了以太陽為太陽系中心的日心說。1610年，Galileo（伽利略）通過對木星衛(wèi)星的觀測，揭示了并不是所有的天體都繞地球旋轉(zhuǎn)。
為了探索太陽和其它恒星的工作原理，在早期觀測活動后，科學(xué)家使用火箭開始在地球軌道上對太陽進(jìn)行研究。NASA在1962年到1971年間發(fā)射了被稱為“軌道太陽觀測臺”的一系列共8個(gè)軌道觀測衛(wèi)星。其中7個(gè)獲得成功，并取得了紫外波段和X射線波段分析和拍攝超熱日冕等成就。
1990年，NASA和歐洲空間局發(fā)射了尤利西斯號探測器，對太陽極地區(qū)域做了首次觀察。在2004年，NASA的起源號飛船攜帶太陽風(fēng)樣本返回地球以供研究。2007年，NASA的雙飛船“日地關(guān)系觀測臺”（STEREO）第一次傳回了太陽的三維圖像。
至今為止最重要的太陽觀測任務(wù)之一，是太陽和日球觀測臺（SOHO）計(jì)劃。它為研究太陽風(fēng)、太陽外層和內(nèi)部結(jié)構(gòu)而設(shè)計(jì)。它已經(jīng)為表面以下的太陽黑子成像，測定了太陽風(fēng)的加速度，發(fā)現(xiàn)了日冕波和太陽旋風(fēng)，發(fā)現(xiàn)了超過1000顆彗星，并且使我們的空間氣象預(yù)測能力發(fā)生了革命性的進(jìn)步。最近，目前為止最先進(jìn)的太陽科研衛(wèi)星——NASA的太陽動力學(xué)觀測臺（SDO）已經(jīng)傳回了從太陽黑子噴出的物質(zhì)的前所未見的細(xì)節(jié)，還有太陽表面活動的大特寫鏡頭，還在超紫外區(qū)中的較寬波段范圍內(nèi)對耀斑進(jìn)行了高分辨率測量。
