太陽的質量

太陽（Sun）是銀河系上千億顆恆星中的一顆。

太陽是太陽系中最大的星體，直徑1,390,000公里，質量1.989x10 30 公斤。它包含全太陽系99.8%以上的質量(最大的行星木星則包含剩餘質量的大部分)。
目前太陽的成分中，氫佔了大約75%的質量，而氦則佔了約25%，以原子數量來看，氫佔92.1%而氦佔7.8%，其餘約0.1%才是其它成分。

在太陽核心中的氫正逐漸轉變成氦，但這種轉變十分緩慢。太陽核心的溫度高達約1,500萬K、壓力是2,500億大氣壓，其組成氣體離子，即電漿的密度因而被壓縮成水的150倍。

太陽的外層自轉速度不一，赤道地區每25.4天轉一圈；但兩極區則為每36天一圈，這是因為太陽並非像地球一樣是固態，而是類似於那些氣體行星。這種自轉轉速不一的狀況一直延伸到非常內部，但到了核心則自轉如同固體。

太陽的能量輸出功率為3.86x10 23 千瓦，如此龐大的能量是來自於核心的核融合反應：每秒鐘有大約7億公噸的氫融合成6億9千5百萬公噸的氦，其間損失的5百萬噸質量即轉換為龐大的 γ射線 能量。在 γ射線前進到太陽表面的途中，會不斷地被四周粒子所吸收，再發出來較低頻的電磁波，到太陽表面時剛好發出的主要是可見光 。而在最靠近太陽表面20%厚的區域，能量主要的傳遞方式是靠對流而非輻射。

太陽表面稱為光球，溫度約為6,000K，布滿洶湧起伏的米粒狀組織。黑子 則為較低溫的區域，約4,000K，它是因看起來比其四周暗而得名。大型的黑子直徑可達5萬公里，甚至比地球還大。黑子的成因頗為複雜，它與太陽磁場之間的交互作用也不是十分容易瞭解的一件事。

在光球之上還有一薄層色球，在色球之上的高溫區域則是 日冕 ，向太空延伸數百萬公里，用肉眼只能在日全食時看到。它的溫度超過1百萬K，如此高溫的原因目前仍待解，據推測與太陽的磁場有很大的關係。

以地球的標準來看，太陽的磁場非常強大，也複雜得多，它的磁層稱為太陽風層。一般把太陽系的範圍就定義為太陽磁層涵蓋的範圍，之外就屬於其它恆星的區域了，這個範圍遠遠超出冥王星之外，但確實的大小及形狀並不十分清楚。

太陽除了放出光和熱之外，還放出密度很低的帶電粒子 (主要是電子與質子)，這就是 太陽風 ，它以每秒450公里的高速「吹」遍太陽系每個角落。太陽風強盛時及太陽 閃燄 (右圖中的亮區) 所發出的更高能量粒子會干擾地球的無線電通訊，並會在地球兩極區的大氣造成極光現象。太陽風對彗星彗尾的形成及方向有決定性的影響，即使是太空探測船的軌道也會受其影響。

太陽探測船尤利西斯號(Ulysses) 的觀測顯示，來自極區的太陽風秒速為750公里，幾乎為低緯區的二倍，而且此區的太陽風的組成也有所不同。有關太陽風的進一步研究將由新發射的探測船 陽風號(Wind)、ACE及蘇活號(SOHO)，在距地球1,600萬公里、地球與太陽引力平衡的位置，持續針對太陽觀測。

在太陽表面還常見一些巨大的環狀或弧狀的噴出物，也就是日珥，它與太陽黑子、閃焰等都是太陽表面磁場劇烈活動的產物。太陽的噴出物質及黑子活動量並非是恆定的，17世紀中葉曾有一段黑子活動低落期，可能是造成當時北歐小冰期的原因之一。

太陽大概已有50億年的歷史了，從初生起已耗盡大約一半的核心氫氣，這表示它大概還能再維持50億年的穩定，最後核心氫氣融合殆盡，進一步引發氦融合反應，終將在急速膨脹成 紅巨星 、吞噬地球甚至火星之後，演變成行星狀星雲與白矮星，在太空中逐漸冷卻、黯淡，成為 黑矮星 。

太陽距離我們只有1億5000萬公里，它將陽光灑滿地球，這是一切能量和生命的起源。
由於距離進，它看上去相當大，發射的能量也相當豐富，也更能讓我們仔細地觀察它，這是對其他星球無法做到的。研究太陽有助於我們進一步瞭解其他恆星的狀況。
太陽的表面　用肉眼觀察，太陽的邊緣好像輪廓分明。其實，恆星都是熾熱氣流構成的火球，談不上有明確的邊緣。之所以產生這種印象，是因為太陽大氣層的厚度不超過300公里，而太陽的半徑就有70萬公里，兩相比較，前者只能算是薄薄的表面皮了。發射可見光的那層極薄的表面叫光球，我們所見到的太陽形狀其實是 光球 在天空中發射光線的狀況。在光球之上的太陽大氣層非常稀薄而透明，我們用肉眼看不到它。光球之下的物質則密度很大。在光球的整個表面，沸騰著一層精密的米粒組織。所謂「米粒」，其實是從太陽內部深層升起的熾熱氣泡，它們在噴出表面幾分鐘後就破裂消散。
難以觀察到的日冕
　幸好有日蝕的存在，人類才知道光球並不是太陽的最外層。太陽的表面還有一圈，它呈現暗紅色，閃光不止，還帶刻缺，這就是 色球。色球位在光球和日冕之間，是一層不穩定的中間區域，它呈現玫瑰紅色，並向日冕發射焰舌— 針狀體。　　
在色球之外有一層暈圈，長長的白色焰舌在此翻騰不息，這就是 日冕。日冕不很亮，它的亮度只有光球的百分之一，所以除非發生日蝕，在炫耀的光球下我們看不到它。日冕是由電子、原子和塵埃構成的雲霧，它被加熱到極高的溫度：攝氏一百萬度。日冕中的塵埃離太陽越遠，密度也越小。
太陽黑子
從17世紀起，人類開始觀察 太陽黑子。，並發現它們的數量會在某些時期增多。黑子活動以11年為週期，平靜時期與活躍時期交替出現。太陽黑子的發生與太陽磁場的活動有關，後者的作用就像一假發電機。黑子往往成對出現，一個帶正極，另一個帶負極。現在人們已經知道太陽磁場每11年會變換極性。這種週期變化對地球的氣候有明顯的影響，人們可以從樹木生長速度和冰川的變化中得到證實。
　

太陽是一顆熾熱氣體狀態的大火球，它的半徑是7.0×105公里，大約是地球的 109倍，而質量卻僅有2.0×1030公斤，所以太陽的
平均密度每立方公分只有 1.4公克，大約是地球的四分之一。由於太陽密度甚低，所以組成太陽的元素應該是較輕的化學元素，科學
家們相信，太陽的質量是由約百分之七十七的氫、百分之二十一的氦，以及百分之二的較重元素所組成。若以原子個數計算，氫原子
應占十分之九以上，而氦約占十分之一，至於其他元素的原子總數則還不到百分之二。地球距離太陽約 1.5×108公里，但我們卻能感
受到太陽的熱量，可見太陽光度非常之大，實際上太陽每秒放出 4.0×1026焦耳的能量，雖然它的表面溫度只有 5800K左右，但其中心溫度卻高達1.5×107K。
　太陽的構造大致可分為六層或六區，由太陽中心算起，依次序為核心區、輻射區、對流區、光球層、色球層及日冕。核心區的
半徑約為太陽半徑的四分之一，但質量約為太陽的二分之一，溫度及氣壓都超過其他區域甚多，是太陽能量產生的區域。而輻射區及
對流區之厚度分別約為太陽半徑的五分之三及二十分之三，此兩區的功能是利用輻射作用及對流作用將核心區的能量傳至太陽表面。
在地球上的我們所看到的是太陽的光球層，溫度大約是5800K，厚度約500公里，是太陽黑子活動的區域。緊接著光球層外的色球層厚約
2500公里，溫度約在104K至106K間，是一個十分活躍，有強烈輻射及閃焰（flares）發生的區域。日冕是密度很低而且形狀不規則的
區域，它可延伸到數個太陽半徑的距離，溫度介於一百萬至數百萬度之間。 太陽是一顆熾熱氣體狀態的星球，它自轉的速度隨著緯度而不
同，最快是在赤道附近，自轉一周只需25天左右，而緯度越高自轉越慢，近極區自轉一周則需要36天左右。光球表面最顯著的現象是
太陽黑子，是太陽表面比較黑暗的區域。通常黑子都是成群出現，形狀不規則，有些則接近圓形，但大小不一，因其溫度較光球低，
在明亮的光球襯托下，看起來如同黑暗的斑點，而黑子群附近通常都會伴隨有較明亮的光斑。除了黑子外，整個太陽表面佈滿明亮斑
點的米粒組織，米粒的形狀和光度經常在變，平均壽命為 8分鐘。此外，在太陽的邊緣還常常可以看到紅色火焰狀氣體，稱為日珥，
它有各種不同的形狀如火舌、拱橋、噴泉等，且大小不一，通常高度可達數萬至數十萬公里。 太陽的能量是由核心區產生的，它主要是藉著質子與質子碰撞
過程來產生能量。太陽內部每秒鐘會發生大約1038 次質子－質子連鎖反應，在每次反應過程中， 4個氫原子核，經過一連串的核子反
應而融合成一個氦原子核，此時有小部分的質量（m）依愛因斯坦的質能相當公式E=mC2轉換成能量(E)，其中C表示光速。由於每公克的
氫於核融合成氦時能夠放出6.6×1011焦耳的能量，據估計每秒鐘約有 500萬噸的質量轉換成能量，所以太陽的能量是由太陽的質量經過核融合反應轉換而來的。