太阳系(2)

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• 不同辐射波段的太阳
光学
紫外
X射线
射电
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光球的临边昏暗现象
• 可见光-----近紫外光：光球园面呈现中间比 边缘更明亮的临边昏暗现象； • 其它波段（如射电，X射线等）：临边增亮。 • 原因？
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太阳的基本数据
角直径 半径 质量(M⊙) 密度 转动周期 光度(L⊙) 温度
Hale Waihona Puke 普通天文学25• 米粒组织： –光球上的明亮斑点 –平均直径约1000 km –寿命约5-10分钟 –米粒比光球温度高 300-400K –由光球下面的气体 对流造成
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色球：位于光球 上方，厚度约 2,000 - 3000 km，是稀薄和透 明的气态物质， 光度较低，产生 发射线，可在日 全食时观测到。
§5.4
月球
一 、月球的基本参量：
1、平均距离：384401Km； （363297——405501） 2、直径：3476Km； ＞1／4R地；＜亚洲面积 3、质量：7350亿亿吨 1／8 M地
二、月球的绕转周期：
1、恒星月= 27、32166日 公转周 期 2、朔望月= 29、5306日 会合周 期
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太阳的结构模型
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*3.太阳中微子问题
• 中微子是一种不带电、质量极小的亚原子粒子， 它几乎不与任何物质发生相互作用； • 太阳内部H核聚变释放能量的5%被中微子携带 向外传输，每秒大约有1015个中微子穿过我们 的身体 ； • 目前接收到的太阳的辐射（光子）实际上产生 于~105-107年前的太阳内部，而中微子则是在 当时产生的 ； • 太阳核心区的研究可直接由中微子探测得到。
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色球现象
单色光观测色球： • 针状物：细小“火舌” • 色球网络 • 冲浪：物质抛射
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日冕：太阳大气的 最外层，温度 106 – 107 K，非常稀薄的 电离气体，范围不 定 常伴有日冕物质抛 射（CMEs）
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日冕现象
• • • • 冕洞：暗区 凝聚区：亮区 冕流：黑子多时短，黑子少时长 极羽：在太阳两极，象羽毛；太阳活动极小时更 明显
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太阳风
• • • • 太阳释放的快速带电粒子流； 太阳风源于日冕的高温； 质量损失率~1012 gs-1 太阳风主要通过冕洞向外流失。
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太阳风的证据 • 极光 • 黄道光 • 彗尾
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太阳风与极光
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太阳黑子的变化
• 黑子的持续时间为几 小时到几个月 • 利用黑子在日面的运 动可以确定太阳的较 差转动
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太阳黑子的周期
• 准周期，从黑子的极小年份算起。
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太阳黑子相对数变化的11年周期
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太阳黑子与磁场
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2）日珥
• 突出日面的物质抛射，色球层的活动现象，美丽壮观。
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§5.6
太阳的活动和日地关系
一、太阳活动
• 黑子；谱斑；日珥，日冕活动，耀斑等；
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1）太阳黑子
–光球上不规则的黑色区域，大小约10,000 千米，温度约4000 –4500 K –通常成群出现
•
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巨大的太阳黑子
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• 黑子的结构与形态：本影和半影组成；高分辨 率观测表明，有精细结构。
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太阳中微子的探测
• 原理 :中微子与C2Cl4相互作用,释放光子 .
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太阳中微子失踪案
• 实际测量到的太阳中微子数目只有理论计算值 的约1/3 • 可能的原因？ (1)太阳内部结构与成分与太阳标准模型差异 (2)中微子物理——中微子振荡
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太阳内部的辐射与对流区
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b.东西的不对称性
• 1907年英国天文学家蒙德发现：黑子在日面东 西边缘的数目不一样： 日面东半边的黑子总比西半边的更多，同 时从日面东边缘转出的黑子也比在西边缘消失 的多。
一般解释：仅为视觉或光学现象。
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黑子群（及其分类）
• 多数成群；一般每个黑子群中有两个主要黑子： 前导黑子和后随黑子，两者磁极性通常相反。 • 黑子有许多不同分类法：苏黎世分类法；磁分 类法；等等。
区域 核心区 辐射区 对流区
R/R(0)
0.0-0.25 0.250.85 0.85-1.0
T (K)
~ 15,000,000 - 8,000,000 ~ 8,000,000 - 500,000 ~ 500,000 - 10,000
ρ(g/cm3 ) 能量 传输 ~ 160 10 ~ 10 0.01 < 0.01 辐射 辐射 对流
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六、月球的位相变化和会合周期 1、月相： 月球视圆面的盈亏变化。 2、月相的成因：
1）月球本身不发光，只反射太阳光； 2）月绕地转的同时又随地绕日转，使三者位臵 不断变化， （月球相对太阳的视位臵变化）而造 成月相的变化。
因为这两种运动都有周期性，月相变化也有严格的周 期性。
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太 阳
日 珥
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3)光斑与谱斑
• 色球上大块增亮区域。比光球亮10%左右； • 两者实质一样，光斑向上延伸就为谱斑； • 与黑子关系密切，有磁场。
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4）耀斑
• 耀斑产生在色球和日冕的过渡区； • 电磁能与离子的快速释放过程，是太阳上最强烈 活动现象。来势猛，能量大。在短短一、二十分 钟内释放出的能量相当于地球上十万至百万次强 火山爆发的能量和。 • 从射电到射线都有辐射，也称色球爆发。 • 耀斑通常与黑子活动有关。
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太阳的磁场
• 太阳磁场的形成——发电机理论 • 太阳各层大气里的磁场很不相同, 日面各部分 磁场相差很大,几高斯～几千高斯;
• 太阳黑子磁场是最强的磁场 • 太阳活动大都与磁场有关 • 磁场是活动区最本质的特征
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4.太阳的大气
• 光球
–可见光辐射区,厚度 约100-500km –半径约700,000 km –温度约6000 K –利用吸收线光谱确定 了68种化学元素
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― 太阳元素”的发现
1868年8月18日，法国天文学家詹逊观测 日全食时，发现日珥的一条橙黄色明线D3）， 不能和已知的地球上任何元素的谱线相对应。 命名为氦，曾称“ 太阳元素”。 27年后，一位名叫雷姆塞的英国化学家终 于在地球上也找到了氦。
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整体结构
核心区 辐射区 对流区 光球 色球 过渡区 日冕
• 黑子在日面上的分布存在明显规律：
a.纬度分布的不均匀性
• 19世纪，研究表明，几乎所有的黑子都分布在 ±8度---±45度的纬度范围内。
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黑子出现蝴蝶图：每个活动周开始黑子出现在高 纬区，然后逐渐走向低纬区
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黑子“
蝴蝶”图
在11年活动周期中，黑子分布呈现蝴蝶 状从高纬到低纬的变化。每只蝴蝶对应一个 活动周。
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三、月球表面
亮区域：月陆，高地 暗区域：月海，海子， 平原 圆形坑：环形山，陨 击坑 大的伴随有辐射纹
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月球的背面
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四、月球的自转
转周期＝公转周期 观测事实：月球总以一面朝向地球。 —— 同步自转
五、月球的视运动：
白道：月球在恒星间自西向东移动的轨迹。 每天平均移动：3600/27.32 ≈130 相对太阳每天东移：3600 /29.5≈120 因此，月球升起的时间平均每天约晚50m。
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§5.7 日食和月食
1.日食
在农历每月初一，月球运行到地球和太阳之间，这时如果 地球和月球的中心大致在同一条直线上，月球的影子就会 遮住地球，而产生日食。月球身后的影区分为三个部分： 本影、半影和伪半影。
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本影呈会聚的圆锥状，伪本影呈发散的圆锥 状，在它们的外围则是半影区。由于月、地运行 的轨道都是椭圆，所以日、地、月之间的距离时 远时近。当月球离地球较近或太阳离地球较远时， 月球的本影及其外围的半影扫过地球，此时，在 本影区内的观测者就会看到日全食；而在半影区 内的观测者就会看到日偏食。当月球离地球较远 或者太阳离月球较近时，月球的伪本影及其外围 的半影扫过地球，这时在伪本影区内的观测者就 会看到日环食；而处于半影区的人们则只能看到 日偏食。每年日食最多发生5次，最少发生2次。
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二、太阳和其他恒星的关系及和我们的关系
• 恒星的代表，恒星实验室。 • 日地关系：太阳黑子；耀斑，太阳质子流；等 等
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太阳对地球的影响
1，地球能源的提供者； 2，耀斑对地球有巨大影响，耀斑产生 强大的由 高能粒子组成的太阳风，吹到地球附近，对地 球产生影响：对地球上的电讯有强烈的干扰； 对航天器和宇航员有致命的威胁；在地球大气 高层产生极光，引起地球磁暴。