太阳有多大?盘点9个太阳小知识,你知道几个?

2020-03-02 10:43
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1.太阳的特征

质量: 1.98892 x 10^30 千克

直径: 1391000 千米

半径: 695500 千米

太阳的表面重力: 27.94 g

太阳的体积: 1.412 x 10^18 立方千米

太阳的密度: 1.622 x 10^5 千克/立方米

太阳有多大?盘点9个太阳小知识,你知道几个?

 

2.太阳有多大?

太阳是太阳系中最大的天体,占总质量的99.86%。

作为恒星来说,太阳实际上是一颗中等,甚至更小的恒星。质量比太阳大得多的恒星可以比他(看起来)更大。例如,猎户座中的红巨星参宿四被认为比太阳大1000倍。我们所知道的最大的恒星是大犬座VY,大约比太阳大2000倍。如果你能把大犬座VY放入我们的太阳系,它将会陈伸展到土星的轨道之外。

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图解:从左到右分别是相当于一个画素大小的太阳、手枪星、黄特超巨星仙后座ρ、参宿四和大犬座VY

太阳的大小在变化。当未来它的核心内可用的氢燃料耗尽时,它也将成为一颗红巨星。它将吞噬水星和金星的轨道,甚至有可能一并吞噬地球的轨道。在将来的几百万年时间里,太阳的体积将是现在的200倍。

当太阳变成一颗红巨星后,它会缩小成一颗白矮星。那么太阳的大小将只是地球的大小。

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图解:比较当前作为主序星的太阳和将来成为红巨星的太阳。

3.太阳质量

太阳的质量是1.98892 x 10^30千克。这是一个很大的数字,很难把它放到实际环境中,所以我们把太阳的质量里的0全部写出来。

1988920000000000000000000000000公斤。

还需要继续思考吗?让我们做一些比较,可能就比较明朗了。太阳的质量是地球质量的333000倍。它的质量是木星的1048倍,是土星的3498倍。

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事实上,太阳的质量占整个太阳系质量的99.8%;大部分非太阳质量的是木星和土星。甚至可以毫不客气地说地球是一个微不足道的小点。

当天文学家试图测量另一个类星物体的质量时,他们用太阳的质量来进行比较。这就是所谓的“太阳质量”。所以物体的质量,比如黑洞,是用太阳质量来测量的。一颗大质量恒星可能有5到10个太阳质量。一个超大质量黑洞可能有数亿个太阳质量。

天文学家用M这个符号来表示太阳质量,它看起来像一个圆圈,中间有一个点——M⊙。如果要表示一颗恒星的质量是太阳的5倍,或者说是5倍太阳质量,那么它的质量就是5M⊙。

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图解:船底η星云,已知的最大的恒星之一。图片来源:美国国家航空航天局

太阳质量虽然很大,但它并不是最大的恒星。事实上,我们所知道的最大的恒星是船底η星云,它的质量是太阳质量的150倍。

太阳的质量实际上是随着时间在慢慢减小的。这里有两个(物理)过程在起作用。第一种是太阳核心的聚变反应,将氢原子转化为氦原子。当氢原子转化为能量时,太阳的一些质量会在聚变过程中损失。我们从太阳那里感受到的温暖就是太阳失去的质量。第二种方式是太阳风,它不断地把质子和电子吹到外层空间里。

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太阳的质量(千克):1.98892 x 10^30千克

太阳质量(磅):4.38481 x 10^30磅

太阳的质量(吨):2.1924 x 10^27吨

4.太阳直径

太阳的直径是139.1万公里或87万英里。

让我们再一次从另一个角度来看待这个数字。太阳的直径是地球直径的109倍。它的直径是木星的9.7倍。真的,真的是太大了。

请原谅这句双关语,但是太阳和宇宙中一些最大的恒星相比并没有什么可比性。我们所知道的最大的恒星叫做大犬座VY,天文学家认为它的直径可能是太阳的2100倍。

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地球与太阳黑子大小的对比。来源:罗恩·科特雷尔。

太阳的直径(千米):139.1万千米

太阳的直径(英里):86.4万英里

太阳直径(米):1391000000米

太阳与地球的直径之比:109个地球

5.太阳半径

太阳的半径,即从太阳的准确中心到太阳表面的距离,是695500千米。

无论你怎么测量,从中心到赤道,或者从中心到太阳两极,这个半径基本上是相同的。然而你需要注意其他物体,因为它们的旋转速度会影响半径。

太阳自转一周大约需要25天。因为自转相对较慢,太阳根本不会变扁平。从中心到两极的距离几乎完全等于从中心到赤道的距离。

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图解:木星的大小比太阳小一个数量级(×0.10045),但仍比地球大一个数量级(×10.9733),大红斑大约有二到三个地球大(数量级相同)

尽管如此,还是有一些恒星有着显著的不同点。例如,位于波江星座的水委一星被压扁了50%。其实就是从两极到赤道的距离是赤道距离的一半。在这种情况下,恒星实际上看起来像陀螺玩具。

所以,相对于外面的恒星来说,太阳几乎是一个完美的球体。

天文学家使用太阳的半径,或“太阳半径”来比较恒星和其他天体的大小。例如,一个有两个太阳半径的恒星是太阳的两倍大。有10个太阳半径的恒星是太阳的10倍,以此类推。

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图解:大犬座VY,已知的最大恒星

北极星是小熊星座(小熊座)中最亮的一颗星,由于它靠近北极点,目前就被认为是北极星。北极星主要用于导航,它的太阳半径为30。也就是说,它比太阳大30倍。

天狼星是夜空中最亮的星。第二亮的天王星只有天狼星一半的视星等。难怪它真的很眼亮眼了。天狼星实际上是一个双星系统,天狼星A的太阳半径为1.711,而B的太阳半径要小得多,大约为0.0084。

太阳半径(公里):695,500公里

太阳半径(英里):432,200英里

太阳半径(米):695,500,000米

太阳相对地球的半径:109个地球

6.太阳引力

太阳有巨大的质量,所以它有很大的引力。事实上,太阳的质量是地球质量的333000倍。忘掉太阳表面800开尔文的温度和它由氢构成的这件事吧——如果你能在太阳表面行走,你会有什么感觉?猜猜看,(温馨提示)太阳表面的重力是地球重力的28倍。

换句话说,如果在地球上你的秤出来100公斤,那么当你试着在太阳表面行走时,它就能测出2800公斤。不用说,你很快就会死于地心引力,更不用说热啊什么的了。

太阳的引力把它所有的质量(主要是氢和氦)拉进一个几乎完美的球体。在太阳的核心,温度和压力高到能够发生聚变反应。大量的光和能量从太阳中倾泻而出,抵消了那些试图使太阳坍缩的引力。

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图解:太阳系(包括卵状云)在对数尺度上的布局。来源:美国国家航空航天局

天文学家将太阳系定义为受太阳引力影响的距离。我们知道,太阳把遥远的冥王星置于轨道上(平均距离59亿千米)。但是天文学家们认为奥尔特云的距离可以达到50000天文单位(1单位是地球到太阳的距离),或者说1光年。事实上,太阳引力的影响可能会延伸到2光年之外,直指其他恒星引力更大的地方。

太阳表面重力:27.94 g

7.太阳密度

太阳的密度是1.4克/立方厘米。给你们打个比方,水的密度是1克/立方厘米。换句话说,如果你能找到一个足够大的水池,太阳就会沉下去而不是漂浮。这似乎有点违反常规。太阳不是由氢和氦组成的吗?氢和氦是宇宙中最轻的两种元素。怎么太阳的密度会这么高呢?

这一切功劳都归结于重力。但首先,让我们先计算一下太阳的密度。

密度的公式是把质量除以体积。太阳的质量是2 x 10^33克,体积是1.41 x 10^33立方厘米。如果你计算一下,太阳的密度是1.4克/立方厘米。

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图解:太阳的内部。来源:美国国家航空航天局

太阳靠引力把维持自己聚在一起。虽然太阳的最外层可能密度较小,但强大的重力会将内部区域挤压产生巨大的压力。在太阳的核心,压力超过100万公吨/平方厘米,这相当于地球大气的100多亿倍。你一旦有了这些压力,就会发生聚变。

太阳密度:1.622 x 10^5千克/立方米

8.太阳体积

太阳的体积是1.412 x 10^18 立方千米。那是很大的体积了。你需要用什么东西来和这个比较呢?太阳的体积如此之大,需要130万颗地球大小的行星才能把它填满。或者你叶可以用1000颗木星大小的行星来填满它。

太阳体积(立方千米):1.412 x 10^18立方千米

太阳与地球的体积之比:130万

9.太阳周长

太阳的周长是4379000千米。

相比而言,地球的赤道周长是40075千米。所以,太阳的周长是地球周长的109倍。太阳的周长是木星的9.7倍。

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