恒星的肖像

太阳是1颗普普通通的恒星,是恒星的肖像。看一看太阳的大小、温度、内部结构和它的身世以及它的家族,我们就可以大致了解普通恒星的面貌。

太阳以它的伟大的力量在它的周围建立了一个大家庭。在这个大家族里,除了我们的地球之外,还有8个大小不同、各有特色的行星和几十个卫星;有数以万计的小行星;有形态奇特的彗星;还有无数的流星和尘埃物质。太阳是它的家族的首领,所有这些家族的成员都以太阳为中心奔腾不息地旋转着,组成一个有条不紊的系统,称为太阳系。

太阳是个巨大的火球,它的直径约为140万千米,体积约为地球的130万倍。它的质量非常巨大,约为2×1030千克,即为200亿亿亿吨,是地球质量的33万倍。

太阳系的范围是很大的。我们的地球到太阳的距离就有1.5亿千米,称为一个天文单位。已知最外边的1颗行星是冥王星,离太阳约59.5亿千米,但它还不是太阳系的边界。已知最外边的彗星为格里格-梅利什彗星,其椭圆轨道的半长轴为90亿千米。但这也不会是太阳系的尽头。太阳系的边界在哪里?至今还是个谜。

为了对太阳系的大小有一个直观的印象,我们不妨做一个模型,将太阳系缩小1亿倍。在这个模型中,太阳直径约40米左右,约为露天游泳池上普通跳台高度的1.5倍,因而太阳只能容纳一幢非标准建筑物。

在这个模型中,地球的直径只有12厘米,相当于蹬子的大小。这时地球表面看不出有高低起伏,其上的珠穆朗玛峰的高度也只有0.08毫米,用一个灵敏的指尖也只能微微触觉到。如果我们向这个地球打个呵欠,则在其上形成的水汽薄膜的厚度也许超过了大洋的深度。在这样一个模型中,地球离太阳有多远呢7.有1.5千米。月球有多大呢?月球的直径只有3.喱米,像一个乒乓球,跟橙子般大小的地球相距为3.8米,并且在直径为7.6米的轨道上绕着地球运行。这样地—月系在空间中只占8×8=64平方厘米的一块地方。

火星是地球的近邻,是1颗外行星。在我们的模型中,它的直径只有7厘米,当它最接近地球时,相距只有500米左右。

冥王星在这个模型中直径只有6厘米,可是它离太阳竟达印千米左右!这段距离一般人步行还得花两天时间。

太阳是一个炽热的“气体”球,它的表面温度为5700℃,每时每刻向四周空间放出巨大能量。据统计,每秒钟辐射出的总能量为3.82×1033尔格(1尔格=10-7焦耳),即为382亿亿亿瓦,而地球所得到的太阳能仅占其中的22亿分之一。

太阳的结构按物理性质来划分,大致可分为以下几层:

日冕:最外层的大气,温度超过摄氏100万度。日冕只有在日全食时才能看到。

光球:平常所看到的太阳表面,即光辉耀眼的圆盘面。光球的厚度不超过300千米,温度为5700℃,就是上面所说的太阳表面的平均温度。光球上有的地方温度较高,显得较亮,称为光斑;而有的地方温度相对较低,显得较暗,称为黑子。

色球层:光球之上的一层很簿的气层。其厚度约为几千千米,温度比光球略低。仔细观察,色球层是由无数火舌所组成。色球层有时会喷射出巨大的气柱,高达几万千米,甚至100多万千米,千姿百态,这种气柱称为日珥。

太阳内部:由表面层、较深层和核心所组成。太阳取之不尽、用之不竭的能量是由核心产生的。核心部分的直径约为30万千米,其压力达2000亿吨。在这种压力条件下,太阳中心的物质尽管处于气态状态,但它的密度却要比铅大12倍。这是由于太阳中心在高温控制下,氢和氦的原子完全电离,它们失去电子,几乎全是由原子核所组成。原子核与外围电子的间距相对来说是相当广阔的,而原子的质量几乎等于原子核的质量,因此,失去电子的原子核密集在一起,密度就很大。太阳核心物质尽管密度很高,但具有气体性质。这是由于太阳核心存在着不规则内部或涡流。

太阳内部温度高达摄氏5000万度,这是一个难以想象的高温。如果具有这样高温的1颗绿豆大小的物质放在地球表面,对我们的生活环境会有什么影响呢?英国著名的天文学家金斯对这个问题作了一次计算。结果他认为,假如人们在太阳中心取出1颗别针那么大的物质,放在地球表面,就能使站在150千米远的人活活烧死,而150千米相当于汉堡到汉诺威的距离。

太阳已经走过了漫长的历史,大约是60亿年,也许是70亿年,或者是80亿年。