太陽─宙斯之子

主題

A.4.太陽─宙斯之子

4.1資料

質量(公斤)(地球如1):1.991*1030 (333000)

平均密度(公斤每立方米):1400

平均表面溫度(K, 開氏度):5770

赤道半徑(公里):695700

自轉週期(日):25.4

表面重力加速度(米每平方秒)(地球如1)(Surface Gravity):370 (37.7)

逃離速度(米每秒)(地球如1)(Escape Velocity):617800 (55.2)

赤道傾角(角)(Equatorial Obliguity):7.25

表面成分:離子化氫+氦

大氣主要成分:氫(73.46%)+氦(24.85%)

發光率(千瓦)(Luminosity):3.86*1023

太陽常數(Solar Constant,地球吸收之直射陽光能量):

1.95卡每分鐘平方厘米(cal/cm2 min)

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4.2太陽的發光原理

太陽因〝核聚變〞反應發光(亦稱〝p-p反應〞)。

質量損失:氫核質量=1.007825單位

氦-4核質量=4.00260單位

共損失質量=0.0287單位

能量釋放=0.0287單位質量* 1.66*10-24克=4.2*10-5爾格(erg)

當一克氫氣聚變成氦氣時則釋放1.6*1019爾格的能量,和一次大地震釋放之能量相若

當在高溫和高壓的狀態下(太陽中心:溫度15萬開氏度,密度乃水之150倍),氫的離子化非常猛烈。氫核只是質子,它們會透過核聚變放出光、熱等能量。太陽所有的燃料能支持核聚變100億年,太陽本身則渡過了約一半的歲月

科學家相信在太陽中心裡,每秒有6億5千萬噸氫變成氦。光線須8分20秒由太陽表面傳至地球。但由於太陽內部有大量粒子,核聚變放出的光子(photons)會被鄰近的粒子吸收和再釋放,須時1千萬年才能到達太陽表面。

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4.3構造

太陽有下列構造:

核(nucleus):太陽中心,半徑1百萬公里,核聚變在此進行。

輻射層(radioactivity sphere):半徑5百萬公里,核聚變產生之能量在此緩慢外傳。

對流層(troposphere):半徑1百萬公里,能量由對流法外傳。很多太陽表面現象 在此處發生。科學家相信,太陽磁場和太陽此部分之自轉有關。

光球層(photosphere):對流層之頂,太陽黑點在此處發生(週期11年)。此處溫度6000K,黑點溫度約4000K。

色球層(chromosphere):半徑2500公里,大部分太陽表面現象在此發生。此處溫度6000-10000K。

日冕(corona):環繞色球層之大氣,可充滿整個太陽系。其接近太陽可高於1百萬K。

4.4神話

在古希臘神話中,太陽乃眾神之王宙斯(Zeus)之子之一,名叫阿波羅(Apollo)。他駕著馬車繞世界而走。人們不能直視衪,因為衪會令看衪的人盲眼。

在星相學中,太陽是獅子座(Leo, 24/7-23/8)的守護星。人們認為,因為太陽的統治,獅子座的人會有帝王的氣質。

在古中國神話中,有十個太陽,他們是神鳥。每天都有一隻出外照明天下。有一天,這些鳥兄弟一起出去了,這令到大 地乾涸,天神派了個叫后羿的神下凡,用十支神箭嚇神鳥回去仙界。但神鳥觸怒了羿,羿就用箭射殺九個太陽,百發百中。中國的國王怕殺光了太陽,就沒有光。所 以他偷了最後一支箭,但天上從此只餘下一個太個太陽。

太陽也是星期天的統治者。

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4.5觀測

由於太陽非常光亮,光度-26.74等(全天最亮的星,天狼星(Sirius),只是-1.5等)(光度越低,亮度越高,每等相差2.51倍),我們不能不用保護措施直視之

我們用望遠鏡看太陽時,須加〝太陽透鏡〞或者〝太陽綾鏡〞減光。但太陽透鏡很易破裂,須降溫。最安全的方法是〝投影法〞,用望遠鏡把太陽的影像投影在紙上

日食(不作「蝕」)發生時(曾用以證明愛因斯坦(Albert Einstein)的相對論(theory of relativity)),是最適合觀測太陽表面現象的時間。這會在第15章裡說明。