光球层(光球)

【科学向日葵】天文课堂 | 太阳的“外三层”

上一期的节目中我们初步了解了太阳的基本情况，今天我们来“深入”了解太阳的内部结构。共同探究一下太阳的“外三层”是什么？

太阳，一个炽热的气体星球，至今无人能及，它源源不断的能量哺育着地球上的人类，包裹在太阳外面的大气层，从内向外都有自己的名称，分别是光球层、色球层和日冕层。我们平时可以看到的红彤彤的太阳圆面，其实是太阳的光球层，它位于太阳大气的底层，厚度约为500km。在光球层之上大约厚为1500km的大气是绚丽多彩的色球层，色球内的物质比光球的物质稀薄和透明的多，因此这一层很难被观测到。色球顶部的上面是过渡层，温度陡升到几百万度，再外面就是美丽的银白色日冕，它由极端稀薄的气体组成。

太阳大气层的温度曲线

太阳的光球层发射出的可见光最强，因此可以被我们肉眼观测到。日常我们所说“一轮红日出东方”，所见那光芒四射的日轮就是太阳的光球。太阳光球层的温度大概有6000K（开尔文），1开尔文(K)=-272.15摄氏度(℃)，在光球层上，常有一些温度较低的区域，它们相比周围显得有些暗，看起来就是黑色的小斑点，这就是我们常说的“太阳黑子”。太阳黑子是太阳活动强弱的标志，多年统计标明，太阳黑子多的年份，太阳活动就很强烈，它大概具有11年的活动周期，每隔11年就会出现一个高峰时段。

光球层图

光球上层的大气层为色球层。色球层比光球层厚，约为1500km，是稀薄和透明的气态物质，光度较低。它发出的远紫外、射电波段比重较大，这些是不能被人们肉眼观测到的。只有在特殊的时期才能够“捕捉”到，这便是在日食的食甚时刻，此时太阳的光球层被月轮挡住，在此期间的前后几秒钟内，我们看见日面边缘有一条弧形的发光层，它有鲜明的色泽，因此被称为色球层。

色球层图

日冕层是太阳大气的最外面一层，温度在106 -107K，由于气体非常稀薄，所以这一层的光度很低。在日全食时可以观测。此外，日冕层上有些区域辐射亮度比周围低、温度也低些，特别是远紫外和X射线波段异常低，甚至没有，这些区域叫做冕洞。冕洞的总面积相当于日冕层总面积的五分之一。

日冕层图 日冕层图

以上便是太阳大气的外部结构，为方便大家记忆，取名为太阳的“外三层”，在下一期的节目中，我们将继续了解太阳的内部，继续认识太阳的“里三层”是什么？下期再见！

上期答案

从地球上看太阳和月亮，它们看上去的大小如何？

答案：基本一样大，虽然太阳的直径比月球的直径要大，但是由于太阳距离地球较月球距离地球更远，所以从地球上看去，太阳和月亮的大小差不多。

本期问题

太阳的光球层在日冕层和色球层的底下，为什么我们平时看不到日冕层和色球层，只能看见光球层？

下期预告

下期主题将探究太阳的“里三层”，并了解一下太阳对我们地球的影响，敬请关注！

太阳有多热？它是由什么组成的？

给我们的地球带来热量与生命的太阳是一个巨大的气球。这些气体主要是氢气和氦气，但太阳还含有少量其他元素，比如氧、碳、氮、镁和铁。

太阳的中心每秒钟会发生数百万吨氢气的爆炸，这称为“核聚变”。 核聚变将氢转化为氦，并释放出巨大的能量。这种聚变使产生的热量和光线最终到达地球。

你那边夏天有多热？

美国的夏天，很多地方的温度都超过了 37.7℃。试想如果地球离太阳近一些的话会有什么后果？地球和太阳的距离超过了1亿4千960万公里（9300万英里），但已经足够让我们舒适地生活了。

很多人觉得熔岩是地球上最热的东西，也就是从火山中流出的熔融岩石。熔岩的温度在 1200℃以上，但是跟太阳比起来就显得相形见绌了。太阳的表面 (被称为“光球层”)温度高达 5500 ℃（10000℉）！差不多是地球上熔岩温度的五倍，但是光球层不是太阳中最热的部分。

图解：太阳上出现的C-3级耀斑（在左上角的白域），一个太阳海啸（右上，波状的结构）和多个丝状的磁力线从恒星表面离开。

太阳的中心温度和太阳最外层的大气层温度都比光球层的温度高。最外层大气被称为“日冕”。日冕是在日全食时你看到的一层明亮的光晕。日冕离太阳最远的地方温度可以达到 200万摄氏度。你没有看错，200万摄氏度。你可能不会相信，日冕也不是太阳最热的部分。

图解：日全食，于短暂的全食阶段可以用肉眼看见太阳的日冕。

太阳的核心才是太阳最热的地方。在太阳的核心，核聚变产生的温度约为 1500万摄氏度，是地球上最烫的熔岩温度的 1.2 万多倍！如果说太阳的核心是最热的地方，那最冷的又在哪里呢？有时候，太阳的光球层上会爆发出温度较低显得看上去相对黑暗的磁场扰乱活动。

图解：太阳构造图: 1. 太阳核心 2. 辐射层 3. 对流层 4. 光球 5. 色球 6. 日冕 7. 太阳黑子 8. 米粒组织 9. 日珥

科学家称这些区域为“太阳黑子”。太阳黑子往往比周围地区温度低一些，通常 “只有”3700 ℃左右。

太阳是太阳系中心的恒星。它是一个近乎完美的热等离子体球体，，具有内部对流运动，通过发电机过程产生磁场。到目前为止，它是地球上生命最重要的能量来源。它的直径约为 139 万公里 (86.4 万英里)，是地球的 109 倍，质量约为地球的 33 万倍，大约占太阳系总质量的 99.86%。太阳质量的四分之三由氢组成 (约 73%); 剩下的大部分是氦 (约 25%)，含有更少的重元素，氧、碳、氖和铁等。

图解：这张影像是使用日出卫星的光学望远镜在2007年1月12日拍摄的，显示出因为磁场极性的不同自然的等离子体连接成纤维的区域。

太阳是一颗 G 型主序星 (G2V)。所以它是一个非正式的，并不完全准确地称为黄色矮星 (它的光更接近白色而不是黄色)。大约 46 亿年前由一个大分子云区域内物质的引力坍缩形成。大部分物质聚集在中心，而其余物质则被压扁成一个轨道盘，形成了太阳系。中央的物质变得又热又密，最终在其核心引发了核聚变。人们认为几乎所有的恒星都是通过这个过程形成的。

图解：太阳圈电流片延伸到太阳系外，结果是来自太阳的旋转磁场影响到星际物质中的等离子体。

1.WJ百科全书

2.天文学名词

3. wonderopolis

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宛如橙子！美观测站发布史上最清晰太阳黑子照片(图)

来源：中国新闻网

中新网12月14日电 据外媒报道，世界上最大的太阳观测站最近发布了有史以来最清晰的太阳黑子图片，在红色和橙色的暖色调下，人们可以看到太阳黑子活动的细节。

太阳黑子照片。图片来源：美国国家太阳天文台官网

在美国夏威夷，世界最大的太阳望远镜——井上建太阳望远镜(DKIST)仍在建造中，但它于2020年1月28日拍摄的第一张太阳黑子照片，已经是人们能看到的最清晰的太阳黑子图像了。

美国国家太阳天文台的天文学家托马斯(Thomas Rimmerle)说：“这张太阳黑子图像的空间分辨率比以往高2.5倍，显示了太阳表面小至20公里的磁场结构。”

研究人员称，这幅图像的直径约为1.6万公里。当他们对该区域进行成像时，能够在短时间范围内(大约100秒)跟踪精细结构的变化。

据报道，太阳黑子的形成，是由于太阳内部磁场向光球表面浮现所造成的。由于太阳黑子的强磁场对等离子体对流的抑制作用，使得其活动区域比周围环境温度更低，所以显得更暗。