 一篇科普文章，对太阳的演化、结构等做了比较全面的介绍。与之前的《地球档案》属于同一系列。 原题为《太阳的形成、真相和特征》（The Sun: Formation, Facts and Characteristics）
太阳位于太阳系的中心，也是太阳系中最大的天体。太阳的质量占太阳系总质量的99.8％，其直径大约为地球的109倍，差不多一百万个地球才能填满一个太阳。 太阳的可见部分温度约1万华氏度（5500摄氏度），由核反应驱动的核心温度超过2700万华氏度（1500万摄氏度）。太阳每秒钟产生的能量相当于1000亿吨炸药爆炸。 太阳是银河系中1000亿颗恒星中的一员。太阳距离银河系中心25000光年，每2亿5000万年完成一周绕银心公转。太阳相对来说还年轻，属于我们所谓的 I 类恒星，这类恒星中的比氦重的元素相对丰富一些。更老的恒星称为 II 类恒星，更早一代的 III 类恒星也有可能存在，虽然我们现在还没有发现。
一个巨大的日珥在太阳西南区域爆发。此全景照片由NASA的太阳动力学观测卫星于2010年11月17日拍摄。 形成和演化 太阳在大约46亿年前诞生。许多科学家认为太阳和太阳系的其他部分是由一团称为“太阳星云”的巨大的旋转着的气体和尘埃星云形成来的。随着由于重力引起的星云坍缩，它旋转得越来越快，并变成了盘状。大部分物质被吸引到中心形成了太阳。 太阳拥有足够的核燃料，能支持它再存在50亿年。之后，太阳会膨胀成为一颗红巨星。最终，他将抛掉它的外层，留下的核心将坍缩为一颗白矮星。再经过漫长的岁月，它会走向衰老，以一颗暗淡、低温的黑矮星身份进入它的最后阶段。 特征 内部结构和太阳大气 太阳和太阳大气可以被区分成几个区域和层次。太阳的内部，从内到外，依次分为核心、辐射区和对流区。太阳大气则由光球层、色球层、过渡区和日冕组成。在这些之外还有太阳风——由日冕而来的气体流。 太阳核心半径为太阳表面半径的1/4。尽管它只占太阳总体积的2％，但其密度可达铅的16倍，并占有差不多一半的太阳质量。接下来是辐射区，其范围从核心表面到太阳半径的70％处，占太阳总体积的32％，总质量的48％。从核心发出的光在这一区域发生散射，以至于一个光子可能要花100万年才能通过。对流区的范围直达太阳表面，占有太阳体积的66％，但只有太阳质量的2％多一点儿。激烈搅动的气体“对流环”占据着这一区域。太阳有两种主要的对流环——宽约600英里（1000公里）的米粒组织和直径约20000英里（30000公里）的超米粒组织。 光球是太阳大气的最底层，我们看到的光线就是从它发出的。其厚度约300英里（500公里），大部分光线是从它1/3的最底层发出的。光球的底层温度为11000华氏度（6125摄氏度），顶层温度为7460华氏度（4125摄氏度）。它完全由钉子形的太阳活动针状体组成，典型宽度为600英里（1000公里），高度为6000英里（10000公里）。在这之外是厚度为几百到几千公里的过渡区，它由在其上的日冕加热，并发射大部分光和紫外线。最顶层的是超热日冕，由日冕环和电离气体流组成。日冕温度最低为90万华氏度（50万摄氏度），最高达1080万华氏度（600万摄氏度）。当太阳耀斑爆发时，其温度可达1千万摄氏度。从日冕喷出的物质称为太阳风。 磁场 太阳的典型磁场强度只有地球磁场强度的2倍。然而，它却在一些小区域被集中起来，在那里达到一般强度的3000倍。磁场的扭结弯曲是因为太阳赤道的自转速度比高纬度区域的自转速度更高，另外一个原因是太阳内部比太阳表面转速更高。这种变形造就了太阳黑子以及耀斑和日冕物质抛射等壮观的景象。太阳耀斑是太阳系中最剧烈的爆发。虽然日冕物质抛射稍温和一些，但是却包含更多的物质——单独的一次的抛射可以向太空喷出200亿英吨（180亿吨）物质。 化学组成 就像大部分其它恒星一样，太阳主要由氢构成，其次是氦。剩余的几乎所有物质由7种其它元素构成——氧、碳、氖、氮、镁、铁和硅。太阳中每100万个氢原子对应9万8000个氦原子、850个氧原子、360个碳原子、120个氖原子、110个氮原子、40个镁原子、35个铁原子和35个硅原子。氢也是所有元素中最轻的，所以它大约只占太阳总质量的72％，氦大约占26％。 太阳黑子和太阳周期 太阳黑子是太阳表面相对较冷较暗的，大致呈圆形的区域。它们出现在高密度磁场束从内部突破到表面的地方。黑子的数量随着磁场活动的变化而变化，从最小值的零发展到最大值的250个或一簇，再变回最小值的过程，称为太阳周期，平均为11年。在周期的最后，磁场的两极快速翻转。 观测简史 原始文明经常用改造天然石群或修建石碑来记录太阳和月亮的运行和季节变化，创立历法和观测日食月食。许多人相信太阳绕地球旋转，即古希腊学者Ptolemy于公元150年建立的地心说。之后，在1543年，Copernicus（哥白尼）提出了以太阳为太阳系中心的日心说。1610年，Galileo（伽利略）通过对木星卫星的观测，揭示了并不是所有的天体都绕地球旋转。 为了探索太阳和其它恒星的工作原理，在早期观测活动后，科学家使用火箭开始在地球轨道上对太阳进行研究。NASA在1962年到1971年间发射了被称为“轨道太阳观测台”的一系列共8个轨道观测卫星。其中7个获得成功，并取得了紫外波段和X射线波段分析和拍摄超热日冕等成就。 1990年，NASA和欧洲空间局发射了尤利西斯号探测器，对太阳极地区域做了首次观察。在2004年，NASA的起源号飞船携带太阳风样本返回地球以供研究。2007年，NASA的双飞船“日地关系观测台”（STEREO）第一次传回了太阳的三维图像。 至今为止最重要的太阳观测任务之一，是太阳和日球观测台（SOHO）计划。它为研究太阳风、太阳外层和内部结构而设计。它已经为表面以下的太阳黑子成像，测定了太阳风的加速度，发现了日冕波和太阳旋风，发现了超过1000颗彗星，并且使我们的空间气象预测能力发生了革命性的进步。最近，目前为止最先进的太阳科研卫星——NASA的太阳动力学观测台（SDO）已经传回了从太阳黑子喷出的物质的前所未见的细节，还有太阳表面活动的大特写镜头，还在超紫外区中的较宽波段范围内对耀斑进行了高分辨率测量。 |
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