为什么太阳能燃烧怎么多年

【专家解说】：天文学释义

它的体积是地球的130多万倍,太阳系的中心天体。银河系的一颗普通恒星。与地球平均距离14960万千米，直径139万千米，从地球到太阳上去步行要走3500多年,就是坐飞机，也要坐20多年。平均密度1.409克/立方厘米，质量1.989×10^33克，表面温度5770℃，中心温度1500万℃。由里向外分别为太阳核反应区、太阳对流层、太阳大气层。其中心区不停地进行热核反应，所产生的能量以辐射方式向宇宙空间发射。其中二十二亿分之一的能量辐射到地球，成为地球上光和热的主要来源。恒星也有自己的生命史，它们从诞生、成长到衰老，最终走向死亡。它们大小不同，色彩各异，演化的历程也不尽相同。恒星与生命的联系不仅表现在它提供了光和热。实际上构成行星和生命物质的重原子就是在某些恒星生命结束时发生的爆发过程中创造出来的。

详解：

太阳（Sun）是一颗普通的恒星，目前在赫-罗图上度过了主序生涯的一半左右。它是一个质量为1989.1亿亿亿吨(约为地球质量的33万倍)、直径139.2万km（约为地球直径的109倍）的热气体（严格说是等离子体）球。其平均密度为水的1.4倍，但这一平均密度隐含着很宽的密度范围，从超高密的核心到稀薄的外层。

作为一颗恒星太阳，其总体外观性质是，视星等为-26.3，光度为383亿亿亿瓦，绝对视星等(Mv)为+4.83，绝对热星等(Mb)为4.8，他是一颗黄色G2型矮星，有效温度等于开氏5770℃。太阳与在轨道上绕它公转的地球的平均距离为149597870km（499.005光秒或1天文单位）。按质量计，它的物质构成是71%的氢、26%的氦和少量重元素。太阳圆面在天空的角直径为32角分，与从地球所见的月球的角直径很接近，是一个奇妙的巧合（太阳直径约为月球的400倍而离我们的距离恰是地月距离的400倍），使日食看起来特别壮观。由于太阳比其他恒星离我们近得多，其视星等达到-26.8，成为地球上看到最明亮的天体。太阳每25.4天自转一周（平均周期；赤道比高纬度自转得快），每2亿年绕银河系中心公转一周。太阳因自转而呈轻微扁平状，与完美球形相差0.001%,相当于赤道半径与极半径相差6km（地球这一差值为21km，月球为9km，木星9000km，土星5500km）。差异虽然很小，但测量这一扁平性却很重要，因为任何稍大一点的扁平程度（哪怕是0.005%）将改变太阳引力对水星轨道的影响，而使根据水星近日点进动对广义相对论所做的检验成为不可信。

太阳基本物理参数

半径: 696295 千米.
质量: 1.989×10^30 千克
温度: 5770℃(表面) 1560万℃ (核心)
总辐射功率: 3.83×10^26 焦耳/秒
平均密度: 1.409 克/立方厘米
日地平均距离: 1亿5千万 千米
年龄: 约50亿年
到达地球大气上界的太阳辐射能量称为天文太阳辐射量。在地球位于日地平均距离处时，地球大气上界垂直于太阳光线的单位面积在单位时间内所受到的太阳辐射的全谱总能量，称为太阳常数。太阳常数的常用单位为瓦/米2。因观测方法和技术不同，得到的太阳常数值不同。世界气象组织 (WMO)1981年公布的太阳常数值是1368瓦/米2。地球大气上界的太阳辐射光谱的99％以上在波长 0.15～4.0微米之间。大约50％的太阳辐射能量在可见光谱区（波长0.4～0.76微米），7％在紫外光谱区（波长<0.4微米）,43％在红外光谱区（波长>0.76微米），最大能量在波长 0.475微米处。由于太阳辐射波长较地面和大气辐射波长（约3～120微米）小得多，所以通常又称太阳辐射为短波辐射，称地面和大气辐射为
长波辐射。太阳活动和日地距离的变化等会引起地球大气上界太阳辐射能量的变化。

对于人类来说，光辉的太阳无疑是宇宙中最重要的天体。万物生长靠太阳，没有太阳，地球上就不可能有姿态万千的生命现象，当然也不会孕育出作为智能生物的人类。太阳给人们以光明和温暖，它带来了日夜和季节的轮回，左右着地球冷暖的变化，为地球生命提供了各种形式的能源。

在人类历史上，太阳一直是许多人顶礼膜拜的对象。中华民族的先民把自己的祖先炎帝尊为太阳神。而在古希腊神话中，太阳神则是宙斯(万神之王)的儿子。

太阳，这个既令人生畏又受人崇敬的星球，它究竟由什么物质所组成，它的内部结构又是怎样的呢？

其实，太阳只是一颗非常普通的恒星，在广袤浩瀚的繁星世界里，太阳的亮度、大小和物质密度都处于中等水平。只是因为它离地球最近，所以看上去是天空中最大最亮的天体。其它恒星离我们都非常遥远，即使是最近的恒星，也比太阳远27万倍，看上去只是一个闪烁的光点。

组成太阳的物质大多是些普通的气体，其中氢约占71％, 氦约占27％, 其它元素占2％。太阳从中心向外可分为核反应区、辐射区和对流区、太阳大气。太阳的大气层，像地球的大气层一样，可按不同的高度和不同的性质分成各个圈层，即光球、色球和日冕三层。我们平常看到的太阳表面，是太阳大气的最底层，温度约是6000℃。它是不透明的，因此我们不能直接看见太阳内部的结构。但是，天文学家根据物理理论和对太阳表面各种现象的研究，建立了太阳内部结构和物理状态的模型。这一模型也已经被对于其他恒星的研究所证实，至少在大的方面，是可信的。

太阳的核心区域虽然很小，半径只是太阳半径的1/4，但却是太阳那巨大能量的真正源头。太阳核心的温度极高，达1500万℃，压力也极大，使得由氢聚变为氦的热核反应得以发生，从而释放出极大的能量。这些能量再通过辐射层和对流层中物质的传递，才得以传送到达太阳光球的底部，并通过光球向外辐射出去。

太阳光球就是我们平常所看到的太阳圆面，通常所说的太阳半径也是指光球的半径。光球的表面是气态的，其平均密度只有水的几亿分之一，但由于它的厚度达500千米，所以光球是不透明的。光球层的大气中存在着激烈的活动，用望远镜可以看到光球表面有许多密密麻麻的斑点状结构，很象一颗颗米粒，称之为米粒组织。它们极不稳定，一般持续时间仅为5～10分钟，其温度要比光球的平均温度高出300～400℃。目前认为这种米粒组织是光球下面气体的剧烈对流造成的现象。

光球表面另一种著名的活动现象便是太阳黑子。黑子是光球层上的巨大气流旋涡，大多呈现近椭圆形，在明亮的光球背景反衬下显得比较暗黑，但实际上它们的温度高达4000℃左右，倘若能把黑子单独取出，一个大黑子便可以发出相当于满月的光芒。日面上黑子出现的情况不断变化，这种变化反映了太阳辐射能量的变化。太阳黑子的变化存在复杂的周期现象，平均活动周期为11.2年。

紧贴光球以上的一层大气称为色球层，平时不易被观测到，过去这一区域只是在日全食时才能被看到。当月亮遮掩了光球明亮光辉的一瞬间，人们能发现日轮边缘上有一层玫瑰红的绚丽光彩，那就是色球。色球层厚约8000千米,它的化学组成与光球基本上相同，但色球层内的物质密度和压力要比光球低得多。日常生活中，离热源越远处温度越低，而太阳大气的情况却截然相反，光球顶部接近色球处的温度差不多是4300℃，到了色球顶部温度竟高达几万度，再往上，到了日冕区温度陡然升至上百万度。人们对这种反常增温现象感到疑惑不解，至今也没有找到确切的原因。

在色球上人们还能够看到许多腾起的火焰，这就是天文上所谓的“日珥”。日珥是迅速变化着的活动现象，一次完整的日珥过程一般为几十分钟。同时，日珥的形状也可说是千姿百态，有的如浮云烟雾，有的似飞瀑喷泉，有的好似一弯拱桥，也有的酷似团团草丛，真是不胜枚举。天文学家根据形态变化规模的大小和变化速度的快慢将日珥分成宁静日珥、活动日珥和爆发日珥三大类。最为壮观的要属爆发日珥，本来宁静或活动的日珥，有时会突然"怒火冲天"，把气体物质拼命往上抛射，然后回转着返回太阳表面，形成一个环状，所以又称环状日珥。

在日全食时的短暂瞬间，常常可以看到太阳周围除了绚丽的色球外，还有一大片白里透蓝，柔和美丽的晕光，这就是太阳大气的最外层—— 日冕。日冕的范围在色球之上，一直延伸到好几个太阳半径的地方。日冕里的物质更加稀薄，它还会有向外膨胀运动，并使得热电离气体粒子连续地从太阳向外流出而形成太阳风。

太阳看起来很平静，实际上无时无刻不在发生剧烈的活动。太阳表面和大气层中的活动现象，诸如太阳黑子、耀斑和日冕物质喷发等，会使太阳风大大增强，造成许多地球物理现象——例如极光增多、大气电离层和地磁的变化。太阳活动和太阳风的增强还会严重干扰地球上无线电通讯及航天设备的正常工作，使卫星上的精密电子仪器遭受损害，地面电力控制网络发生混乱，甚至可能对航天飞机和空间站中宇航员的生命构成威胁。因此，监测太阳活动和太阳风的强度，适时作出"空间气象"预报，越来越显得重要。

在银河系内一千多亿颗恒星中，太阳只是普通的一员，它位于银河系的对称平面附近，距离银河系中心约26000光年，在银道面以北约26光年, 它一方面绕着银心以每秒250公里的速度旋转，另一方面又相对于周围恒星以每秒19.7公里的速度朝着织女星附近方向运动。

太阳的年龄约为46亿年，它还可以继续燃烧约50亿年。在其存在的最后阶段，太阳中的氦将转变成重元素，太阳的体积也将开始不断膨胀，直至将地球吞没。在经过一亿年的红巨星阶段后，太阳将突然坍缩成一颗白矮星--所有恒星存在的最后阶段。再经历几万亿年，它将最终完全冷却,然后慢慢地消失在黑暗里。

万物之源——太阳

清晨，当太阳从漫天红霞中喷薄而出，把万丈金光洒向大地，一种蓬勃向上的激情，就会油然而生。看到这个充满生机的世界，人们不能不热爱和赞美赐予我们生命和力量的万物主宰——太阳。

中华民族的先民把自己的祖先炎帝尊为太阳神。而在绚丽多彩的希腊神话中，太阳神被称为“阿波罗”。他右手握着七弦琴，左手托着象征太阳的金球，让光明普照大地，把温暖送到人间，是万民景仰的神灵。在天文学中，太阳的符号“⊙”和我们的象形字“日”十分相似，它象征着宇宙之卵。

太阳的质量相当于地球质量的33万多倍，体积大约是地球的130万倍，半径约为70万公里，是地球半径的109倍多。虽然如此，她在宇宙中也只是一个普通的恒星。

太阳的内部，从里向外，由核反应区、辐射区、对流区三个层次组成。

太阳-巨大的核能火炉

太阳核心释放的能量向外扩散，使得太阳表面温度大约达到6000℃，就像一个高温气体组成的海洋。大部分太阳能以热和光的形式向四周辐射开去。太阳这个巨大的"核能火炉"已经稳定地"燃烧"了50亿年.目前.它正处于壮年,要再过50亿年它才会燃尽自己的核燃料.那时,它可能膨胀成一个巨大的红色星体...

关于太阳的传说
希腊太阳神话

太阳神阿波罗是天神宙斯和女神勒托(Leto)所生之子。神后赫拉(Hera)由于妒忌宙斯和勒托的相爱，残酷地迫害勒托，致使她四处流浪。后来总算有一个浮岛德罗斯收留了勒托，她在岛上艰难地生下了日神和月神。于是赫拉就派巨蟒皮托前去杀害勒托母子，但没有成功。后来，勒托母子交了好运，赫拉不再与他们为敌，他们又回到众神行列之中。阿波罗为替母报仇，就用他那百发百中的神箭射死了给人类带来无限灾难的巨蟒皮托，为民除了害。阿波罗在杀死巨蟒后十分得意，在遇见小爱神厄洛斯(Eros)时讥讽他的小箭没有威力，于是厄洛斯就用一枝燃着恋爱火焰的箭射中了阿波罗，而用一枝能驱散爱情火花的箭射中了仙女达佛涅(Daphne)，要令他们痛苦。达佛涅为了摆脱阿波罗的追求，就让父亲把自己变成了月桂树，不料阿波罗仍对她痴情不已，这令达佛涅十分感动。而从那以后，阿波罗就把月桂作为饰物，桂冠成了胜利与荣誉的象征。每天黎明，太阳神阿波罗都会登上太阳金车，拉着缰绳，高举神鞭，巡视大地，给人类送来光明和温暖。所以，人们把太阳看作是光明和生命的象征。

北欧太阳神话

弗蕾 丰侥、兴旺、爱情、和平之神,美丽的仙国阿尔弗海姆的国王。一说他与巴尔德尔同为光明之神,或称太阳神。他属下的小精灵在全世界施言行善。他常骑一只长着金黄色鬃毛的野猪出外巡视。人人都享受着他恩赐的和平与幸福。他有一把宝剑,光芒四射,能腾云驾雾。他还有一只袖珍魔船,必要时可运载所有的神和他们的武器。

中国太阳神话传说：

后羿射日
相传上古时期，夏代有穷国的国王是一个名叫后羿的英俊男子。那后羿不仅长得潇洒，而且文武双全，天文、地理无所不知，谋略、武艺无所不精，尤其还射得一手好箭。有穷国在后羿的英明治理下，蒸蒸日上，威震四方。人们丰衣足食，安居乐业，日出而作，日落而息，呈现一派丰盛祥和的景象。

后羿每天处理完国事后，就带上心爱的弓箭(听说此箭乃神灵所赐)，到射箭场进行练习，日复一日，年复一年，从未间断。他的箭术已到出神入化、无人能比的地步。

日子在和平、美满中一天天过去，有穷国日趋繁荣。就在人们沉浸在幸福、满足之中时，突然，祸从天降。

那是仲夏的一天，那天早晨和往日并无不同，可到了日出时候，东方一下子升出来十个太阳。人们看着眼前的一切，目瞪口呆。大家清楚，天上挂着十个太阳意味着什么。立时，哭喊着、祈祷声一片。人们用尽各种办法祈求上天开恩，收回多出的九颗太阳，但一切无济于事。一天又一天，田里的庄稼渐渐枯萎，河里的水慢慢干涸，老弱病残者一个接一个地倒下……后羿看着眼前的一切，心如刀绞，可是无计可施。他愁肠欲断，焦虑万分，人日渐憔憔。一天，困倦不已的他刚搭上眼，忽梦见一白胡老人，老人指点他，将九个箭靶做成太阳形状，每天对准靶心，练上七七四十九天后，便可射落天上的太阳，并嘱咐他，此事不可外扬，只有到了第五十天才可让人知道。后羿睁开眼，惊喜不已，立刻动手做箭靶，箭靶做好后，便带上箭躲到深山里，没日没夜地练起来。到了第五十天，国王要射日的消息传出后，在死亡线上挣扎的人们精神顿时振奋起来，仿佛看到了生的希望。人们唯恐后羿的箭射不落太阳，男女老幼顶着火一般的烈日，用最短的时间，搭起一座数米高的楼台，并抬来战鼓，为后羿呐喊助威。后羿在震耳欲聋的鼓声里，一步步登上楼台，在他身后，是无数双渴求、期盼的眼睛，在他周围，是痛苦呻吟的土地，在他头顶，是炽热、张狂的太阳。他告诉自己只能成功，不许失败。尽管知道走的是一条不归路，但为了救出受苦受难的民众，他无怨无悔。

终于到达楼顶了，后羿回首最后一次看了看他的臣民，他的王宫，然后抬起头，举起手中的箭，缓缓拉开弓。“嗖”，只听一声巨响，被击中的太阳应声坠下，随即不知去向。台下一片欢呼，呐喊声、战鼓声穿透云霄。后羿一鼓作气，连连拉弓，又射落了七颗。还剩最后两颗了，此时，他已精疲力尽，可他知道，天上只能留下一颗太阳，如果此时放弃，就意味着前功尽弃。他再一次举起箭，用尽全身力气，将第九颗太阳击落后，便一头栽倒在地，再也没起来。一切恢复了原样，而勇敢、可敬的后羿却永远闭上了眼睛……

被射中的九颗太阳，坠落到九个不同的地方。其中的一颗，掉到了黄海边上，并砸出了一个湖，这个湖后人称作射阳湖。不久，从射阳湖里流出一条河，人称射阳河。
《山海经》中关于太阳的神话传说

在遥远的东南海外，有一个羲和国，国中有一个异常美丽的女子叫羲和，她每天都在甘渊中洗太阳。太阳在经过夜晚之后就会被污染，经过羲和的洗涤，那被污染了的太阳，在第二天升起的时候仍会皎洁如初。这个羲和，实际上是传说中的上古帝王帝俊的妻子，她生了十个太阳，并且让这十个太阳轮流在空中执勤，把光明与温暖送到人间。这十个太阳的出发地十分荒凉偏僻，那地方有座山，山上有棵扶桑树，树高三百里，但它的叶子却像芥子一般大小。树下有个深谷叫汤谷，这是太阳洗浴的地方。它们洗浴完了，就藏在树枝上擦摩身子。每天由最上边的那一个骑着鸟儿巡游天空，其他的便依次上登，准备出发……

太阳黑子
通过一般光学望远镜观测太阳，观测到的是光球层（太阳大气层的最里层）的活动。在光球上经常可以看到许多黑色斑点，叫太阳黑子。太阳黑子在日面上的大小、多少、位置和形态等，每日都不一样。太阳黑子是光球层物质剧烈运动形成的局部强磁场区域，是光球层活动的重要标志。长期观测太阳黑子就会发现，有的年份黑子多，有的年份黑子少，有时甚至几天，几十天日面上都没有黑子。天文学家们早已注意到，太阳黑子从最多（或最少）的年份到下一次最多（或最少）的年份，大约相隔11年。也就是说，太阳黑子有平均11的活动周期，这也是整个太阳的活动周期。天文学家把太阳黑了最多的年份称为“太阳活动峰年”，把太阳黑子最少的年份称为“太阳活动宁静年”。

太阳的内部结构

太阳的内部主要可以分为三层,核心区,辐射区和对流区.

太阳的能量来源于其核心部分。太阳的核心温度高达1500万摄氏度，压力相当于2500亿个大气压。核心区的气体被极度压缩至水密度的150倍。在这里发生着核聚变，每秒钟有七亿吨的氢被转化成氦。在这过程中，约有五百万吨的净能量被释放（大概相当于38600亿亿兆焦耳，3.86后面26个0）。聚变产生的能量通过对流和辐射过程向外传送。核心产生的能量需要通过几百万年才能到达表面。

辐射区包在核心区外面
这一层的气体也处在高温高压状态下(但低于核心区)，粒子间的频繁碰撞,使得在核心区产生的能量经过很久(几百万年)才能穿过这一层到达对流区。
辐射区的外面是对流区
能量在对流区的传递要比辐射区快的多.这一层中的大量气体以对流的方式向外输送能量.(有点像烧开水,被加热的部分向上升，冷却了的部分向下降.)对流产生的气泡一样的结构就是我们在太阳大气的光球层中看到的"米粒组织"。

太阳是自己发光发热的炽热的气体星球。它表面的温度约6000℃，中心温度高达1500万℃。太阳的半径约为696000公里，约是地球半径的109倍。它的质量为1.989×10^27吨，约是地球的332000倍。太阳的平均密度为1.4克每立方厘米，约为地球密度的1／4。太阳与我们地球的平均距离约1.5亿公里。

太阳是银河系中的一颗普通恒星，位于银道面之北的猎户座旋臂上，距银心约2.3光年，它以每秒250公里的速度绕银心转动，公转一周约需2.5亿年。太阳也在自转，其周期在日面赤道带约25天；两极区约为35天。

通过对太阳光谱的分析，得知太阳的化学成分与地球几乎相同，只是比例有所差异。太阳上最丰富的元素是氢，其次是氦，还有碳、氮、氧和各种金属。

太阳的结构
太阳的结构从里向外主要分为：中心为热核反应区，核心之外是辐射层，辐射层外为对流层，对流层之外是太阳大气层。

从核物理学理论推知，太阳中心是热核反应区。太阳中心区占整个太阳半径的1／4，约为整个太阳质量的一半以上。这表明太阳中心区的物质密度非常高。每立方厘米可达160克。太阳在自身强大重力吸引下，太阳中心区处于高密度、高温和高压状态。是太阳巨大能量的发祥地。

太阳中心区产生的能量的传递主要靠辐射形式。太阳中心区之外就是辐射层，辐射层的范围是从热核中心区顶部的0.25个太阳半径向外到0.86个太阳半径，这里的温度、密度和压力都是从内向外递减。从体积来说，辐射层占整个太阳体积的绝大部分。

太阳内部能量向外传播除辐射，还有对流过程。即从太阳0.86个太阳半径向外到达太阳大气层的底部，这一区间叫对流层。这一层气体性质变化很大，很不稳定，形成明显的上下对流运动。这是太阳内部结构的最外层。太阳对流层外是太阳大气层。太阳大气层从里向外又可分光球、色球和日冕。我们看到耀眼的太阳，就是太阳大气层中光球发出的强烈的可见光。光球层位于对流层之外，属太阳大气层中的最低层或最里层，光球层的厚度约500公里，与约70万公里的太阳半径相比，好似人的皮肤和肌肉之比。我们说太阳表现的平均温度约6000摄氏度，指的就是这一层。光球之外便是色球。平时由于地球大气把强烈的光球可见散射开，色球便被淹没在蓝天之中。只有在日全食的时候才有机会直接饱览色球红艳的姿容。太阳色球是充满磁场的等离子体层，厚约2500公里。其温度从里向外增加，与光球顶衔接的部分约4500摄氏度，到外层达几万摄氏度。密度则随高度增加而减低。整个色球层的结构不均匀，由于磁场的不稳定性，太阳高层大气经常产生爆发活动，产生耀斑现象。

日冕是太阳大气的最外层。日冕中的物质也是等离子体，它的密度比色球层更低，而它的温度反比色球层高，可达上百万摄氏度。日全食时在日面周围看到放射状的非常明亮的银白色光芒即是日冕。

太阳的能量

地球上除原子能和火山、地震以外，太阳能是一切能量的总源泉。那么，整个地球接收的有多少呢？太阳发射出大的能量呢？科学家们设想在地球大气层外放一个测量太阳总辐射能量的仪器，在每平方厘米的面积上，每分钟接收的太阳总辐射能量为8.24焦。这个数值叫太阳常数。如果将太阳常数乘上以日地平均距离作半径的球面面积，这就得到太阳在每分钟发出的总能量，这个能量约为每分钟2.273×10^28焦。而地球上仅接收到这些能量的22亿分之一。太阳每年送给地球的能量相当于100亿亿度电的能量。太阳能取之不尽，用之不竭，又无污染，是最理想的能源。