太陽系列中的天文学

k1f2

今天和大家来分享太阳溫度！！

表面溫度：約 5500 攝氏度
中心溫度：約 2000萬 攝氏度
日冕層溫度：約 5 × 106 攝氏度

太陽概述

太陽是距離地球最近的恆星，是太陽系的中心天體。太陽系質量的 99.87% 都集中在太陽。太陽系中的地球以及其他類地行星、巨行星都圍繞著太陽運行。另外圍繞太陽運動的還有小行星、流星、彗星、超海王星型天體以及灰塵。




太陽的構成

　　太陽從中心向外可分為核反應區、輻射區、對流層和大氣層。由於太陽外層氣體的透明度極差，人類能夠直接觀測到的是太陽大氣層，從內向外分為光球、色球和日冕3層。

觀測數據

到地球的平均距離：150,000,000 千米
視星等 (V) ：-26.8m
絕對星等：4.8m

物理數據

直徑：1,392,000 km
相對直徑(dS/dE)：109
表面面積：6.09×1012 千米2
體積：1.41×1027 米3
質量：1.9891×1030 千克
相對於地球質量：333,400 倍
密度：1411 千克/米3
相對於地球密度：0.26 倍
相對於水的密度：1.409 倍
表面重力加速度：274 米/秒2
相對表面重力加速度：27.9 倍
表面溫度：5780 開
中心溫度：約 2000 萬開
日冕層溫度：5 × 106 開
發光度 (LS) ：3.827 × 1026 J s-1

自轉週期

赤道處：27天6小時36分鐘
緯度 30°：28天4小時48分鐘
緯度60°：30天19小時12分鐘
緯度75°：31天19小時12分鐘
繞銀河系中心公轉週期：2.2 × 108年

光球層成分

氫：73.46 %
氦：24.85 %
氧：0.77 %
碳：0.29 %
鐵：0.16 %
氖：0.12 %
氮：0.09 %
硅：0.07 %
鎂：0.05 %
硫：0.04 %

物理特性以及其他特性

太陽是一個主星序恆星，光譜類型為G2，表明它比一般恆星更大，更熱，但是遠小於紅巨星。G2恆星具有大約100億年的主星序壽命，通過核子宇宙年代學測定，太陽年齡大約50億年。

　　在太陽中心，密度為1.5×105kg/m3，熱核反應（核聚變）將氫轉變為氦。每秒鐘有3.9×1045個原子參與核反應。產生的能量以光的形式從太陽表面散發出去。而地球只獲得了太陽總輻射量的22億分之一。物理學家可以通過氫彈製造熱核反應。可控核聚變發電站在將來可能成為產生電能的一種方式。

　　由於溫度太高，太陽上的所有物質都處於等離子態，由於太陽不是固體，因此太陽的赤道可以比高緯度地區旋轉得更快。太陽不同緯度的自轉差別造成了它的磁力線隨時間扭曲，引起磁場回路（magnetic field loops）從太陽表面噴發，並引發形成太陽黑子和日珥。

日冕層密度為1011個原子/m3，光球層為1023個原子/m3。

　　一段時間以來，人們一直認為太陽核反應產生的中微子數量僅僅是理論值的1/3，即所謂的太陽中微子問題。最近發現中微子具有質量，並且在從太陽到地球的過程中可能轉變為難以檢測到的中微子變種，測量值和理論值一致了。

　　觀測太陽可以發現如下現象：

。太陽黑子
。光斑
。白光耀斑
。日珥
         。寧靜日珥
         。爆發日珥
         。活動日珥

注意：直視太陽會損傷視網膜並造成視力損傷。


太陽與神話

　　在希臘神話中，太陽的保護神是阿波羅。在中國神話傳說中，太陽是一種叫做金烏有三條腿的鳥；古代英雄后羿還曾經射下天空中的金烏，解救了地上的百姓。

太陽的重要性
　　太陽對人類而言至關重要。地球大氣的循環，日夜與四季的輪替，地球冷暖的變化都是太陽作用的結果。對於天文學家來說，太陽是唯一能夠觀測到表面細節的恆星。通過對太陽的研究，人類可以推斷宇宙中其他恆星的特性，實際上，太陽是我們唯一能看到表面細節的恆星，人類對恆星的瞭解大部分都來自於太陽。

[ 本帖最后由 k1f2 于 12-10-2006 06:42 PM 编辑 ]

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離地球最近的星星

月亮(月球)是離我們(地球)最近的星球。平常月亮距離地球大概是 40 多萬公里，由於月球環繞地球運行是一個橢圓形的軌道，因此，月球距離地球最遠比最近時多 5 萬公里。同樣是滿月，月球距離地球最近比最遠時，月亮的視直徑大 14%，視面積大 30%。

離地球最近的行星是火星，最近的恆星是太陽。




月球的資料

公轉信息

公轉中心：地球
公轉半徑：384,400 公里
公轉時間：27天7小時43分11.6秒
衛星數量：0

物質結構

赤道直徑：3,476 公里
質　　量：0.07348×1024 公斤，是地球的 1/81
密　　度：水的 3.34 倍
赤道上重力加速度：1.618 m/s2，是地球的 1/6
自傳時間：27 天 7 小時 43 分 11.6 秒
逃逸速度：2.38 千米/秒
表面溫度：-120～+150 攝氏度

大氣層

大氣壓：1.3×10-10 千帕

月球的成因

　　目前最廣為接受的月球形成理論為：一顆火星大小的入侵星體撞上地球，其碎片與被轟出的地殼拋至太空中形成環繞地球的氣體盤，一般相信月球就是從這氣體盤中形成的，形成之初的距離比現在月球的位置要近許多，可能是 1/2 左右，但由於潮汐力而漸漸遠去。所以月球形成之初大約距離地球 160,000 ~ 240,000 公里遠。

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天空為什麼是藍色的，
為何又是紅紅的夕陽

『藍天白雲，塞上好風光！青青草原，草原上放牛羊 ....』
『紅紅的太陽下山了，伊 呀 嘿、呀 嘿！小小的羊兒回家了！... 』
為何我們抬頭所見到的是蔚藍的天空，夕陽西下時卻去又是紅紅的呢！
太陽剛爬起來時，天邊又是呈現怎樣的顏色呢？



動動手！試試看！
器材：透明玻璃杯，牛奶數滴，手電筒。
先將透明玻璃杯裝水約八分滿，然後滴入數滴牛奶。
攪拌後讓原本透明的水由變得不透明即可。（不用滴太多牛奶）
關掉四周光線，用手電筒照向玻璃杯，在暗處效果更好。
分別在玻璃杯的另一側，及與光線垂直的方向望向玻璃杯的光線。
你（妳）觀察到怎樣的現象呢？

所觀看到的現象，和藍天與紅紅的夕陽有怎樣的關連呢？

當光在均勻的介質內行進時，由於環境都一樣，於是光也有如
物體不受外力時一般，等速率直線的前進。
當光線進入不同的介質時，行進的速率會因而改變。
由於如此的變化，光線在兩物質的介面上會發生
部份光線被反射，（滿足 入射角 = 反射角）。
部分光線折射（進入另一介質後行進方向發生改變 n1 sinθ1 = n2 sinθ2）。
可見光由空氣垂直射入玻璃，約有 4%的光線被反射，其餘的會穿透進入玻璃。
若是 介面上形狀很有規律，則能看到較強的反射光線 。
(若物質透光，也能夠看到折射光線）。
可是若是表面凹凸不平，則反射的光線在各個方向都有，稱為漫射。
所謂 凹凸不平 是指 每一區塊遠大於光的波長即可。
可能和你我 日常的經驗感覺相反。
例如：擦得很光亮的皮鞋，事實上是讓鞋油使得凹凸的皮鞋表面
成為很好的反射面，於是光線向四方漫射而發亮。
皮鞋穿久了，反而由於表面沾了很多灰塵，恰填滿皮鞋凹凸的表面。
只能在特定方向才會有反射光，反而覺得不夠光亮。

光線除了被反射與折射外，當遇到與波長接近或更小的顆粒時，
會有部份被物質所吸收（才會變燙—增溫）或是形成散射 (Scattering)。
有數物質吸收了光線後，會很快輻射出 波長更長（能量較低）的其他光波。
也就是一般的 螢光物質。很多礦物能吸收紫外光而輻射出可見光。
某些遊樂或展覽場所牆上會有類似裝置。
但是也有部份物質，吸收了光線後會拖較長的時間後才 輻射出能量較低的光波。
這類物質 就稱為 燐光質。
讓燐光質在室內或室外照射光線後，在按室中依然可看到微微的燐光。
（若不繼續照光，亮度也將逐漸減弱）。
若將燈關掉，在暗室中 螢光質是不會發光的。

天空為何是藍色的？
注意觀察上面滴入牛奶那杯水的實驗
主要是由於 太陽光線散射的結果。
造成散射的粒子是 微小的 空氣分子（氮分子、氧分子等）。
波長越短的光，越容易形成散射（和波長四次方成反比）。
由於人眼睛直接感受不到紫外光，於是感覺藍色光特別得強。也就是 蔚藍的天空。
由於太陽光包含各顏色的色光而形成『白』光的感覺。（並沒有單獨的白光）
當你看藍天的同時，地球的另一端有人正在看夕陽！
當大部份藍光散色讓你看到藍天時，
那剩下的光變成『偏紅』直射入觀賞夕陽的眼裡！
所以『藍天』與『夕陽』是同一現象，不同位置觀察的結果。




若是天空中有塵埃或 大於空氣分子的顆粒，則連紅光等其他色光也會容易被散色
於是天空就顯得 白白的。（想一想！顆粒大小 與 散色間 的相關性！原因為何？）
每次下過雨後，仰望晴朗的天空時，是不是顯得特別的藍呀！
從天空蔚藍的程度 可以簡單判斷 空氣的品質！
說完 『藍藍的天』接下來談談『白白的雲』 ：）

想不想 試看看，變色的糖果？
取一顆有顏色且堅硬的糖果，拿一個榔頭 將糖果敲碎，
慢慢的越敲越細，當糖果被敲成怎樣的大小時，會變成白色的呢？
此時將糖果屑和頭髮的寬度相比，哪個較大呢？
妳可能需要放大鏡 去看糖果屑的大小。
不妨也比較一下 鹽巴顆粒的大小！
妳相信這個小實驗，和天空上的雲為何是白色的 有著相同的道理嗎？

白雲是由很多很小顆粒的水滴所組成。
這些水滴的大小遠大於光波的波長，因此會在水滴表面形成反射。
由於入射的光會在各個不同的方向反射，於是看起來白白的。
（各顏色的可見光都會被反射—便形成白色的感覺，參看 彩色繽紛的世界）
可見光的波長約 0.3-0.7 微米（一微米 = 10 -6 公尺 = 10 -3 釐米）
想對 波長的大小有一個感覺嗎？ 想想看，頭髮的寬度大約多少微米呢？
（再進一步提示：估計幾根頭髮的寬度並在一起約 一釐米呢？）
若是水珠過大則會吸收光線（穿入後吸收），於是便形成暗暗的顏色！
所謂『烏雲蔽日』！

另外一個問題，讓你 想一想！雲 既然是由 水滴所組成的。
水的密度是 1.0 g/cm3 遠大於 空氣的密度（約 0.01293g/cm3)。
為什麼 雲層裡的小水滴 能 停留在天空 不會 掉落下來呢？
（石頭的密度於水的密度，在水裡石頭必定很快就沈下去！）

雖然 水 是透明的，可是 水分子對於 紅外光 較容易吸收（共振），
也就是 將光能轉為 水的 熱能（加熱）。
也就是說 水對於 紅光（長波長）較 藍光（短波長）相對吸收較多，
因此在海底 所看到的顏色 為 藍綠色。知道『海』為何是那種顏色了嗎？
尤其到了深海，紅色的生物看起來都變成黑色的了！因為 ...

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太陽系的第10顆行星

意外的訪客...它來自於寒冷而遙遠的國度，一萬多年前曾造訪太陽系。

一顆星體正從遙遠而冰冷的他方，朝太陽系奔馳來。美國航太總署（NASA）在3月16日正式宣佈發現它的蹤跡。由於該星體從寒凍之處而來，星體的溫度低於-240℃，因此暫時以愛斯基摩人傳說中極北冰封之地的海洋女神Sedna為名。




Sedna首度現身的姿態，距離遙遠光線微弱。拍攝時間為世界時2003年11月14日6:32~9:38。在這三張不同時間所拍攝的圖中，Sedna的位置已有稍微移動。

Sedna的直徑大約1700公里，顏色偏紅，體積比九大行星都要小，只有冥王星的3/4。發現這顆星體的研究團隊包括加州理工學院行星天文學副教授布朗（Mike Brown，計畫主持人）、夏威夷雙子星天文台的處基羅（Chad Trujillo），以及耶魯大學的羅賓諾威茲（David Rabinowitz）。他們是在2003年11月14日，於加州理工學院帕洛瑪天文台，透過14吋的薩姆爾奧辛望遠鏡，發現它的身影，而智利、西班牙、美國亞利桑那和夏威夷的望遠鏡也在之後幾天證實它的存在，NASA的史畢哲太空望遠鏡隨後亦加入觀測的行列。既然Sedna的軌道在太陽系內，何以科學家遲至今日才發現它的蹤跡？ 原因在於它超級橢圓的運行軌道，這也是Sedna與其他九大行星最大的不同。它與太陽的最遠距離達1300億公里之遙，依循著它的軌道繞行一周，可得花上10500年。從這樣大幅度的軌道運行模式推測，Sedna或許是由「歐特雲」而來。根據這個假設中的理論，歐特雲是個佈滿小型冰體的球殼形區域，環繞著太陽系外圍，據稱是長週期彗星的發源地，現在也可能是Sedna的故鄉。

目前，科學家也從Sedna的軌道性質，試圖推測太陽系的形成及形成之初的星體活動，他們也努力尋找Sedna是否有衛星，並對星體表面進行觀察。至於Sedna能不能算入太陽系第10顆行星，目前仍是妾身未明。由於它的質量介於行星和小行星之間，而它與太陽之間的距離又出奇地遠，偏偏形狀還是圓的，因此它要算是一顆行星還是一顆大岩屑，天文學者大概還要好好討論一番；而這可能也再度引爆冥王星行星地位的爭論。

未來的72年，Sedna都將朝近日點邁進，因此它與地球的距離會越來越近，亮度也將隨之增加；之後它會再度遠離，進行下一回合10500年的繞日旅程。這麼說，上回Sedna拜訪太陽時，地球才剛結束末次冰河期；而下次Sedna再度光臨時，地球已經是完全另一個模樣了。




我們可以從這張圖中，看出Sedna與太陽系、柯伊伯帶和歐特雲的相對關係。

JohnChronox

很好耶。。
很多知识可以从这里那得到。。
谢了！

ch_heah

不过Sedna 和Pluto都被 降级成 白矮星（dwarf planet)的说。。

Lumber9

哗！真是利害！！嘿嘿，本人已下载保存。。。谢啦！