太陽（

太陽（Sun）

《太陽》

「太陽」是銀河系上千億顆恆星中的一顆，光譜型屬於G2。直徑 1,390,000 公里，

質量 1.989×10³⁰公斤，是太陽系中最大的星體，它包含全太陽系 99.8％以上的質量，最 大的行星「木星」則包含大部分剩餘的質量。

「太陽」表面溫度約 6,000 K，它的中心溫度更高達 2,000 萬度左右。

《星等》 （Magnitude）

古希臘天文學家希巴克斯（Hipparchus，B.C.190- B.C.120）為了辨別星體明亮的程 度，將天空中肉眼可以看到的星體其相對「亮度」，分成六個等級（1～6 等）。由較亮 的「一等星」，劃分到肉眼勉強能見的「六等星」。

國際上，定義「織女星」（Vega）為「標準星」，其亮度為「零等」，與「標準星」

比較所得的星等，稱為「視星等」（Apparent Magnitude）。

「視星等」差一等，「亮度」即差 2.512 倍，「一等星」的「亮度」恰好是「六等星」

的 100 倍。

等 星 亮 度 倍 數

一等星 1 1 1

二等星 （2.512）¹ 2.512 2.5 三等星 （2.512）² 6.310 6 四等星 （2.512）³ 15.851 16 五等星 （2.512）⁴ 39.818 40 六等星 （2.512）⁵ 100 100

「亮度」比「一等星」更亮的星體，稱為「負幾等星」或「零等星」。如「太陽」

為-26.7 等，「滿月」為-12.5 等，「天狼星」為-1.5 等，「織女星」為 0 等。

全天空中肉眼可以看到的星星，「一等星」20 顆，「二等星」46 顆，「三等星」134 顆，「四等星」458 顆，「五等星」1,476 顆，「六等星」4,840 顆，全部共 6,974 顆。

《恆星的大小》 （Size）

恆 星 半 徑

（太陽半徑）

超巨星 Supergraints 100～1,000 巨 星 Gaints 10～100 主序星 Main Sequence Stars ～1 白矮星 White Dwarfs ～0.01

《恆星的標示》

「恆星」一般以其「光譜」與「光度」來標示其類型。

「太陽」的標示為「G2 V」，「G」代表「太陽」的「光譜」分類為 G 型星，表面 溫度介於 5,000～6,000 K 之間，「2」代表「太陽」的表面溫度為 5,800 K，「V」代表「太

《赫羅圖》（The Hertzsprung-Russell Diagram）

「赫羅圖」以「恆星」表面的「溫度」為橫軸，以「恆星」的「光度」為縱軸，將 各個「恆星」按照它的「光度」與「溫度」，依次填入圖表中。

我們發現，「恆星」在圖表中的位置並不是散亂排列，大致可分為「主序星」（Main Sequence Stars）、「巨星」（Giants）、「超巨星」（Supergiants）與「白矮星」（White Dwarfs）

等四個集團。

《日食》 （Solar Eclipse）

由於「月球」軌道與「地球」軌道（黃道面）有 5°的夾角，在特定的時間「月球」

會運行至一個特別的位置，令「太陽」、「月球」及「地球」連成一線，此時「月球」剛 好遮掩了「太陽」的光球，這樣便形成「日食」。

1999年8月11日，俄羅斯「和平號太空站」（Mir Space Station）上所拍攝到「日食」

發生時，「月球」影子落入「地球」表面的照片。

《日食的種類》

「日食」共分為三種，包括「日全食」、「日偏食」與「日環食」。

日全食：「太陽」完全被「月球」遮住時，稱為「日全食」（Total Solar Eclipse）。

日偏食：「太陽」只有被「月球」遮住一部份時，稱為「日偏食」（Partial Solar Eclipse）。

日環食：「月球」在「遠地點」，只遮住「太陽」中心部分時，稱為「日環食」（Annular Solar Eclipse）。

「日全食」發生時，可看見平時無法看見的「色球層」、「日冕」與「日珥」……等，

而且還能在白天看到「水星」、「金星」、「火星」、「木星」與「土星」……等較亮的行星。

「日偏食」發生時，因「太陽」的亮度還是非常亮，無法觀測到任何特徵。

「日環食」發生時，由於「月球」在「遠地點」的「視直徑」較小，因此我們可看 見「太陽」的環狀外圍，除此之外，亦沒有其它的特徵可以觀測。

《倍利珠與鑽石環》（Bailey's Beads＆Diamond Ring）

由於「月球」表面的山谷凹凸不平，因此在「日全食」即將開始或結束時，也就是

「月球」進入「太陽」面及離開「太陽」面的時候，太陽的光線有可能在「月球」上較 凹的位置漏出，剎那間形成一顆光珠，而這便是所謂的「倍利珠」。

「倍利珠」加上「色球層」，狀似一顆「鑽石戒指」掛在天空，此景象為「鑽石環」

（Diamond Ring Effect）。

《太陽的探測》

「尤里西斯號」（Ulysses、1990-090B）：1990 年 10 月 6 日，由「發現者號」（Discovery）

太空梭發射升空，為「太陽風」探測船，專門 用來觀測太陽吹向星際間的「太陽風」。

「陽光號」（Yohkoh、1991-062A）：1991 年 8 月 30 日，由「日本太空總署」發射升空，

為「太陽」的觀測衛星，是一個由日本、美國與英 國共同合作的太空探測任務。

「陽光號」所配備的儀器，專門用來研究來自「日閃」

（Solar Flare）的「高能輻射」，包含 Hard X-ray、

Soft X-ray 與「高能中子」，並且研究「日閃」的結 構與生成條件。

「太陽風號」（Wind、1994-071A）：1994 年 11 月 1 日發射升空，其主要目的是測量「太 陽風」粒子的質量、能量、動量與磁場。先在環繞

「地球」軌道上觀測「月球」重力場，之後進入公 轉「太陽」的軌道，是首次裝有俄羅斯儀器的美國太 空船。

「太陽與太陽圈觀測號」（Solar and Heliospheric Observatory、1995-065A）：1995 年 12 月 2 日發射升空，1996 年 2 月到達「地球」與「太陽」間的「第一拉格朗日點」（L1 Lagrangian Point）。

第一拉格朗日點：位於「地球」往「太陽」方向約 150 萬公里處，約「地球」到「太陽」

間距離的百分之一，此處為「地球」與「太陽」間引力的平衡點，稱 為「第一拉格朗日點」（L1 Lagrangian Point），或「第一天平動點」（L1 Libration Point）。

「太陽與太陽圈觀測號」（Solar and Heliospheric Observatory）簡稱「蘇活號」

（SOHO），是由「美國太空總署」（NASA）與「歐洲太空總署」（ESA）共同合作。其 主體是由法國「馬特拉公司」（Matra）負責建造，其他的儀器則分別由美國與歐洲的科 學團隊共同提供。

「先進組合探險家號」（Advanced Composition Explorer、1997-045A）：1997 年 8 月 25 日，於美國．佛羅里達州「甘迺迪太空中心」（Kennedy Space Center）發射升空。

「創世紀號」（Genesis、2001-034A）：2001 年 8 月 8 日發射升空，2001 年 11 月 16 日 抵達「地球」與「太陽」間的「第一拉格朗日點」， 2001 年 12 月 3 日展開「樣本蒐集器」裝置，開 始採集「太陽風」粒子的樣本。

「創世紀號」太空船主要的任務，是利用六角形 的「樣本蒐集器」（Sample Return Capsule）採集

「太陽風」粒子，並將所採集到的樣本送回「地 球」，科學家便可用以直接研究「太陽」的一些

《太陽的自轉》

「太陽」並非「固態」，而是類似於「氣體行星」，所以「太陽」外層的自轉速度不 一，「赤道區」自轉一圈為 25.4 天，但「兩極區」自轉一圈則為 35 天。

《太陽的構造》

「太陽」的內部構造包含「核心」、「輻射層」與「對流層」。

核 心：「太陽」半徑的 10％，太陽產生能源，核熔合反應之處，稱為「核心」（Core）。

輻射層：「核心」向外到半徑 75％的區域，「太陽」核心所產生之能量以輻射形式傳出，

稱為「輻射層」（Rradiation Zone）。

對流層：「太陽」靠近表面處，厚約 15 萬公里，能量以對流形式傳出，稱為「對流層」

（Convection Zone）。

《太陽的大氣層》

「太陽」的大氣層包含「光球層」、「色球層」、「日冕」與「太陽風」。

《日冕洞與太陽風》

由「紫外光」和「X 光」波段研究顯示，「日冕洞」是高速「太陽風」的源頭。高 能的「原子」和「電子」，由此「磁場線」開放區噴流而出。

《太陽風》（Solar Wind）

《太陽風的性質》

「太陽風」的傳播速度約為每秒 450 公里，吹遍整個太陽系。由「太陽極區」流出 來的「太陽風」其速度更可高達每秒 750 公里，而且極區「太陽風」的成份也略有不同。

「太陽風」的速度在經過「地球」，甚至到遙遠的「冥王星」都不會下降，直到抵 達「太陽圈」（Heliosphere）的邊界才會減慢。

《極光》 （Aurora）

極光：「太陽風」中的高速「帶電粒子」受「地球磁場」的影響，在「地磁南極」與「地 磁北極」，離地面 80～120 公里處，與「地球」大氣層中的「氣體分子」，由其是

「氮」與「氧」發生碰撞，使這些空氣分子被激發而發光，此現象稱為「極光」

（Aurora）。

「太空船」於太空中亦可見到「地球」南北兩極的「極光」。

《太陽黑子》（Sunspots）

太陽黑子：「太陽」表面溫度較其它處為低之區域，因看起來呈黑色狀，稱為「太陽黑 子」（Sunspots）。

《太陽黑子的週期》

依據歷年來世界各地所觀測「太陽黑子」的平均數目，對年份作圖，可看出「太陽 黑子」的週期性變化。

每一個「太陽黑子」週期長者可達 13.3 年，短的只有 7.3 年，平均值是 10.8 年，

所以最常被引用的「太陽黑子」週期為 11 年。

《太陽的大氣現象》

《日珥》 （Solar Prominence）

「太陽」表面一些巨大的「環狀」或「弧狀」噴出物，稱為「日珥」（Solar Prominence）。

《日冕質量拋射》 （Coronal Mass Ejections、CMEs）

「日珥」噴發時「太陽」會向外拋射出很多「日冕」的電漿物質，稱為「日冕質量 拋射」（Coronal Mass Ejections、CMEs）

1973 年，「日冕質量拋射」首先被觀測到，它是「太陽」最大規模的拋出物質過程。

《日冕凝聚》（Coronal Condensation）

「日冕」內層電子密度比周圍大、溫度異常高的區域，稱為「日冕凝聚」（Coronal Condensation）。

《日閃》 （Solar Flares）

「太陽」的「磁場」嚴重扭曲，將所儲存的巨額能量於瞬間內釋放出而產生的閃焰，

稱為「日閃」（Solar Flares）。

《太陽風暴》（Sun Storm）

「太陽」所發出的這些「高能帶電粒子流」與強大的「輻射線」，通稱為「太陽風 暴」（Sun Storm）。

「太陽風暴」會對人類所居住「地球」的生活環境產生非常嚴重的影響：

電信通訊：「日閃」所釋放的「X 射線」和「紫外光」會於 8 分鐘內到達「地球」，並增 加「地球」上空大氣層中「電離層」的游離現象，造成離子濃度增高，電波 吸收增強。使「地球」面向「太陽」半球的無線電信號立即衰減或完全中斷，

但一般只能持續幾分鐘至 1 小時。

衛星導航：「行動電話」利用「電離層」傳送電波，或靠衛星傳訊都有斷訊的危機。飛 機和船艦因通訊網路中斷，失去衛星導航而迷失方向。

高緯度區：「日閃」釋放的高能「質子束」和「電子束」，約在幾小時至幾天之後，形成 吹向地球的「太陽風」，被「地球磁場」引導至「高緯度區」。使「高緯度區」

中頻、高頻和甚高頻的無線電波強烈吸收，可以持續幾天造成訊號中斷。流 入「地磁極區」的強大電流，使高層大氣分子或原子受激發產生「極光」， 也使「地球」的「磁場」變形和產生「磁暴」。

輸配電線網路：強大的「電磁能」會順著「輸配線」的傳輸，引起短路或燒毀電氣設備。

人造衛星：「日閃」會使大量的電荷聚集在「人造衛星」表面，造成幽靈訊號。累積的 電量有時會產生火花，使「人造衛星」電路失靈。此外，「磁暴」會使「地球」

大氣層變熱而膨脹，摩擦力增大會使「人造衛星」飛行變慢，軌道下降，脫 離正常軌道，因而墜回地面。

太空站：「太陽風暴」使太空站暴露在強烈的「高能帶電粒子」之下，「高能帶電粒子」

能穿透太空人的太空衣，及損毀太空站的電子系統，甚至太空站的防護牆。