【深度認識】太陽

每天清晨，當陽光灑落在維多利亞港上，為高樓大廈鍍上一層金黃時，你可曾停下腳步，思考過這光芒的來源？我們所見的太陽，其實是一顆恒星，是地球能量的源頭，從昔日農夫種田到現代人開冷氣，所有生活的根基都緊扣著太陽。今天就讓我們一起認識這顆長伴我們左右的天體——太陽。

太陽是甚麼？簡介與定義

太陽（Sun）是一顆典型的主序星（Main Sequence Star），屬於G型黃矮星（G-type Main Sequence Star），是太陽系九大行星的中心，地球、公轉於它的吸引力之中。要記住，天文學的恒星，就是像太陽這類能自力進行核聚變反應（Nuclear Fusion），產生巨大能量的天體。而太陽這顆黃矮星已經在太陽系“坐鎮”了約46億年。

太陽的基本參數與地球比較

體積：太陽的直徑約1,391,000公里，是地球直徑（約12,742公里）的109倍。論體積，太陽可以容納約130萬個地球！
質量：太陽質量約1.989 × 10³⁰千克，是地球的33萬倍，占全太陽系質量的99.86%。換句話說，地球即使“連群結隊”也難以和太陽“比大”。
與地球距離：地球與太陽平均距離為1個天文單位（Astronomical Unit, AU），約1.496億公里；光從太陽抵達地球需要約8分20秒。（你每日所感受的溫暖，其實是八分鐘前的太陽訊息！）
溫度：太陽的表面溫度（光球層, Photosphere）約5,500°C，中心溫度則高達1,500萬°C。地球哪怕赤道最熱的地方，也遠遠不及。
成分：太陽主要由72%氫（Hydrogen）、26%氦（Helium）及少量較重元素（如氧、碳、氮、鐵等）組成。地球則以矽、氧、鎂、鐵為主，完全不同。
自轉時間：太陽自轉一圈，赤道區大約需25天，兩極42天（因為它是氣體球體，不是固體，因此各地自轉速度不一，叫「差動自轉」Differential rotation）。地球則全球自轉時間統一，大約24小時。
公轉週期：太陽本身也以約2.25億年為一週期，繞銀河中心運行一次。

太陽的結構：一層層熱力之源

太陽雖然看似一個光球，其實分很多「層」：

核心（Core）：這是發電機房，每秒進行4億噸氫核聚變，產生巨量能量；全部能量都源自這裡。
輻射層（Radiative Zone）：能量以「輻射」方式傳遞，光子需數萬年至數百萬年才能穿越這層。
對流層（Convective Zone）：接近表面區，熱氣湧上，冷氣沉降，好像滾湯一樣對流，令太陽表面常有「顆粒」紋理。
光球層（Photosphere）：我們肉眼所見的「表面」，溫度約5,500°C。
色球層（Chromosphere）：這是表面之上的一層，平日很難見，但在日全食時會見到它的紅色邊。
日冕（Corona）：是最外層的大氣層，達100萬至200萬°C，非常稀薄和明亮。

太陽的生命歷程：從誕生到未來結局

太陽大約在46億年前，由一片星際雲（Molecular Cloud）內大量氫氣因自重塌縮而誕生。經過核聚變反應產生能量，維持著恆星的平衡。以現時太陽的核燃料消耗速率來計算，它估計可再活約50億年，之後會進入「紅巨星」（Red Giant）階段，屆時體積會膨脹至現時的150倍，甚至吞沒水金地！最後太陽會以「行星狀星雲」（Planetary Nebula）散發外層，留下「白矮星」（White Dwarf）作為終結。

太陽發出的能量：我們怎樣得益？

太陽每天釋放約3.8 × 10²⁶瓦特（Watt）的能量，相當於40兆（”萬億“的萬倍）座核電廠！即使是頑皮小貓於公園曬太陽、或是市民裝設太陽能板，都是這能源洪流的分之一角。

事實上，地球上的天氣系統、洋流、生物活動，甚至我們呼吸的氧氣，全靠太陽能量。連石油和煤炭，其實都來自古時吸收太陽能量的植物。

太陽活動與太陽黑子/耀斑

太陽一點也不平靜，表面經常發生爆炸性活動，包括太陽黑子（Sunspot）、耀斑（Solar Flare）和日冕物質拋射（CME）。黑子是表面溫度較低、磁場特強的區域；耀斑和CME更會令地球出現美麗的極光，但有時亦會干擾通訊、電力，甚至衛星運作。2012年一場猛烈CME差點擊中地球，若發生，後果堪虞。