1.宇宙之驕子——太陽
（1）太陽是一顆普通的恒星嗎？
太陽的一生當中帶著許多“最”的頭銜：看上去最大、最亮、和人類關係最密切。其實，之所以這樣評價它，是因為它離我們最近。其實在數以萬計的恒星中，它是十分普通的一員。
在眾多恒星中，太陽的個頭居中，比它還小得多的是天狼伴星，半徑隻有5080.7千米，比地球還小；而中子星通常是有一二十千米大小。太陽的體重也是居中的，它的體積是2×1027立方米，是地球的約1.3×104萬倍，是太陽係的中心天體，銀河係中的一顆中等大小恒星。距離地球1.5×108千米，半徑約69.6萬千米，據估算，從地球到太陽上步行要走3500多年，就是坐飛機，也要坐20多年。它的平均密度為1409克/立方厘米，質量1989×1033克，表麵溫度5770K（1K=-272.15℃），中心溫度1500萬K。由裏向外分別為太陽核反應區、太陽對流層和太陽大氣層。其中心區不停地進行熱核反應，所產生的能量以輻射方式向宇宙空間發射。其中二十二億分之一的能量輻射到地球，成為地球上光和熱的主要來源。
（2）太陽元素知多少
我們平常看到的太陽表麵，是太陽大氣的最底層，溫度約6000℃。它是不透明的，因此我們不能直接看見太陽內部的結構。但是，天文學家根據物理理論和對太陽表麵各種現象的研究，建立了太陽內部結構和物理狀態的模型。但它究竟由什麼物質所組成，它的結構又是怎樣的呢？
太陽的結構從裏向外主要分為：熱核反應區、輻射區、對流區和大氣層。太陽能量的99%由中心的核反應區的熱核反應區產生。太陽中心的溫度和密度極高，它發生著由氫聚變為氦的熱核反應。而該反應足以維持100億年，因此，太陽目前正處於中年期，組成太陽的物質大多是些普通的氣體，其中氫約占71.3%，氦約占27%，其他元素占2%。
太陽和地球一樣也有大氣層，太陽的大氣層從內向外分為光球、色球和日冕三層。
光球層
太陽光球就是我們平常所看到的太陽圓麵，通常所說的太陽半徑也是指光球的半徑。光球的表麵是氣態的，其平均密度隻有水的幾億分之一，但由於它的厚度達500千米，所以光球是不透明的。光球層的大氣中存在著激烈的活動，用望遠鏡可以看到光球表麵有許多密密麻麻的斑點狀結構，很像一顆顆米粒，稱之為米粒組織。它們極不穩定，一般持續時間僅為5～10分鍾，其溫度要比光球的平均溫度高出300～400℃。目前認為這種米粒組織是光球下麵氣體的劇烈對流造成的現象。
光球表麵另一種著名的活動現象便是太陽黑子。黑子是光球層上的巨大氣流旋渦，大多呈現近橢圓形，在明亮的光球背景反襯下顯得比較暗黑，但實際上它們的溫度高達4000℃左右，倘若能把黑子單獨取出，一個大黑子便可以發出相當於滿月的光芒。日麵上黑子出現的情況不斷變化，這種變化反映了太陽輻射能量的變化。太陽黑子的變化存在複雜的周期現象，平均活動周期為11.2年。
色球層
緊貼光球以上的一層大氣稱為色球層，平時不易被觀測到，過去這一區域隻是在日全食時才能被看到。當月亮遮掩光球明亮光輝的一瞬間，人們能發現日輪邊緣上有一層玫瑰紅的絢麗光彩，那就是色球。色球層約厚8000千米，它的化學組成與光球基本上相同，但色球層內的物質密度和壓力要比光球低得多。日常生活中，離熱源越遠處溫度越低，而太陽大氣的情況卻截然相反，光球頂部接近色球處的溫度差不多4300℃，到了色球頂部溫度竟高達幾萬度，再往上，到了日冕區溫度則陡然升至上百萬度。人們對這種反常增溫現象感到疑惑不解，但是至今也沒有找到確切的原因。
在色球上人們還能夠看到許多騰起的火焰，這就是天文上所謂的“日珥”。日珥是迅速變化著的活動現象，一次完整的日珥過程一般為幾十分鍾。同時，日珥的形狀也可說是千姿百態，有的如浮雲煙霧，有的似飛瀑噴泉，有的好似一彎拱橋，也有的酷似團團草叢，不勝枚舉。天文學家根據形態變化規模的大小和變化速度的快慢將日珥分成寧靜日珥、活動日珥和爆發日珥三大類。最為壯觀的要屬爆發日珥，本來寧靜或活動的日珥，有時會突然“怒火衝天”，把氣體物質拚命往上拋射，然後回轉著返回太陽表麵，形成一個環狀，所以又稱環狀日珥。
日冕
在日全食時的短暫瞬間，常常可以看到太陽周圍除了絢麗的色球外，還有一大片白裏透藍，柔和美麗的暈光，這就是太陽大氣的最外層——日冕。日冕的範圍在色球之上，一直延伸到好幾個太陽半徑的地方。日冕中物質更加稀薄，它還會有向外的膨脹運動，並使得熱電離氣體粒子連續地從太陽向外流出而形成太陽風。
太陽看起來很平靜，實際上無時無刻不在發生劇烈活動。太陽表麵和大氣層中的活動現象，諸如太陽黑子、耀斑和日冕物質噴發等，會使太陽風大大增強，造成許多地球物理現象，例如極光增多、大氣電離層和地磁的變化。太陽活動和太陽風的增強還會嚴重幹擾地球上無線電通訊及航天設備的正常工作，使衛星上的精密電子儀器遭受損害，地麵電力控製網絡發生混亂，甚至可能對航天飛機和空間站中的宇航員生命構成威脅。因此，監測太陽活動和太陽風的強度，適時作出“空間氣象”預報，顯得越來越重要。
在銀河係內一千多億顆恒星中，太陽隻是普通的一員，它位於銀河係的對稱平麵附近，距離銀河係中心約2.6萬光年，它一方麵繞著銀心以250千米/秒的速度旋轉，另一方麵又相對於周圍恒星以197千米/秒的速度朝著織女星附近方向運動。
太陽的年齡約為46億年，它還可以繼續燃燒約50億年。在其存在的最後階段，太陽中的氦將轉變成重元素，太陽的體積也將開始不斷膨脹，直至將地球吞沒。在經過一億年的紅巨星階段後，太陽將突然坍縮成一顆白矮星——所有恒星存在的最後階段。再經曆幾萬億年，它最終將完全冷卻，然後慢慢地消失在黑暗裏。
太陽風暴
在我們的生活中聽說過很多關於“風暴”的事例，比如在我國的沿海地區每年夏季都要發生的台風就是一種“風暴”。但是它究竟和我們現在要講的“風暴”是否一樣呢？
其實，“太陽風暴”就是太陽風，它是從太陽的外層大氣——日冕中不斷發出的、穩定的粒子流，它的主要成分是質子和電子。
這股勁“風”非常快，當它們到達地球軌道附近時，速度還有450千米/秒，粒子的密度約每立方米8×106個，“溫度”高達幾十萬攝氏度。由於粒子的密度畢竟很低，我們並不擔心會被這種“高溫”燙傷，但它的強大的電荷作用卻是宇航員的大敵。因此，對載人的航天器而言，還是避避風頭為妙。在航天專家的眼裏，“太陽風”的預報或許比地球上風向的預報更為重要。
太陽黑子
在我國古代《漢書·五行誌》中記載著公元前28年5月10日的那天：“日出黃，有黑器，大如錢，居日中央。”後來天文學家考證，這是世界上最早關於黑子的記錄。
那麼，好好的太陽中怎麼就突然多了一塊大如錢的黑點呢？
在太陽的光球層上常常可以看到很多黑色斑點，它們叫做“太陽黑子”。太陽黑子在日麵上的大小、多少、位置和形態等每天都不同。太陽黑子是光球層物質劇烈運動而形成的局部強磁場區域，也是光球層活動的重要標誌。長期觀測太陽黑子就會發現，有的年份黑子多，有的年份黑子少，有時甚至幾天、幾十天日麵上都沒有黑子。天文學家們早就注意到，太陽黑子從最多或最少的年份到下一次最多或最少的年份，大約相隔11年。也就是說，太陽黑子有平均11年的活動周期，這也是整個太陽的活動周期。天文學家把太陽黑子最多的年份稱之為“太陽活動峰年”，把太陽黑子最少的年份稱之為“太陽活動寧靜年”。
那黑子為什麼是黑的呢？其實，黑子之所以稱為黑子，是因為它的溫度相對於光球來說比較低，因此顯現的顏色和光線較暗，通常光球的溫度為6000℃，而黑子的溫度則在3845～5315℃。黑子雖黑，但將它單獨取出，它的光比月亮還要亮！
太陽的溫度是很高的，不然我們就不會感覺到它的溫暖。但是，存在它內部的黑子為什麼會有那麼低的溫度呢？其實這是個還沒有定論的問題。有些人認為，是太陽黑子區的強磁場阻止了太陽深處的熱量傳到黑子表麵，使它溫度降低；另一些人認為，通過非輻射方式將黑子區的能量大量傳輸出去而使黑子溫度降低。
天文學家曾經觀察到在黑子出現的同時，太陽不但不會變暗，反而會變得比平時還要亮一些，太陽亮度的這種反常的現象怎樣解釋呢？原來人們觀察太陽時，注意力過多地集中在“黑無常”——黑子身上，而忽視了它的兄弟“白無常”——光斑。在黑子大量出現的同時，還出現了許多光斑——黑子附近及太陽表麵其他部位遠比光球亮的亮斑。它們的亮度足以補償黑子減弱的光亮，因而造成整個太陽的亮度在黑子增多時反而會變得更亮的奇觀。
太陽是離我們最近的恒星，太陽的這種變化會不會給我們的生活帶來一定的影響呢？有學者認為，太陽總亮度的變化可能會導致地球大氣的明顯變化，其長程效應，甚至能導致幾百萬年後部分物種的滅絕。這是顯示日地間密切關係的又一有力證據。所以，觀察太陽黑子的活動對於我們人類的生活很有幫助。
太陽耀斑
在太陽活動的範圍之內除了有黑子外還有一種叫“耀斑”。
太陽耀斑是一種最劇烈的太陽活動。一般認為發生在色球層中，所以也叫“色球爆發”。其主要觀測特征是，日麵上突然出現迅速發展的亮斑閃耀，其壽命僅在幾分鍾到幾十分鍾之間，亮度上升迅速，下降較慢。特別是在太陽活動峰年，耀斑出現頻繁且強度變強。
別看它隻是一個亮點，一旦出現，簡直就是一次驚天動地的大爆發。這一增亮釋放的能量相當於10萬～100萬次強火山爆發的總能量，或相當於上百億枚百噸級氫彈的爆炸；而一次較大的耀斑爆發，在一二十分鍾內可釋放10～25焦耳的巨大能量，除了日麵局部突然增亮的現象外，耀斑更主要表現在從射電波段直到X射線的輻射通量的突然增強；耀斑所發射的輻射種類繁多，有紫外線、X射線和r射線紅外線和射電輻射，還有衝擊波和高能粒子流，甚至有能量特高的宇宙射線。
耀斑對地球空間環境造成很大影響。太陽色球層中一聲爆炸，地球大氣層即刻出現繚繞餘音。耀斑爆發時，發出的大量高能粒子到達地球軌道附近時，將會嚴重危及宇宙飛行器內的宇航員和儀器的安全。當耀斑輻射來到地球附近時，與大氣分子發生劇烈碰撞，破壞電離層，使它失去反射無線電電波的功能。無線電通信尤其是短波通信，以及電視台、電台廣播，會受到幹擾甚至中斷。耀斑發射的高能帶電粒子流與地球高層大氣作用，產生極光，並幹擾地球磁場而引起磁暴。
此外，耀斑對氣象和水文等方麵也有著不同程度的直接或間接影響。正因為如此，人們對耀斑爆發的探測和預報的關切程度與日俱增，且正在努力揭開耀斑迷宮的奧秘。
對此還有一個故事呢！第二次世界大戰時期，有一天，德國前線戰事吃緊，後方德軍司令部報務員布魯克正在繁忙地操縱無線電台，傳達命令。突然，耳機裏的聲音沒有了。他檢查機器，電台完整無損，撥動旋鈕，改變頻率，仍然無濟於事。結果，前線失去聯係，像群龍無首似的陷入一片混亂，戰役以失敗而告終。布魯克因此受到軍事法庭判處死刑。他仰天呼喊“冤枉！冤枉！”後來查清，這次無線電中斷，“罪魁禍首”是耀斑。布魯克的死實在冤枉。他的死在於人們當時對耀斑還不了解。
日全食
在很小的時候我們就聽大人們講過關於日全食的故事。傳說是什麼怪物把太陽給吃了，所以人們要敲鑼打鼓地去把太陽給要回來。當然，這是由於當時人們對天象還不了解，對於一些奇怪的自然現象就會用神話故事來解釋。現在，我們大家可能對於日全食都不陌生了，但是，你知道更多關於它的秘密嗎？
日食現象是當月球繞地球轉到太陽和地球中間時，如果太陽、月球、地球三者正好排成或接近一條直線，月球就會擋住了射到地球上去的太陽光，月球身後的黑影正好落到地球上，這時就會發生日食現象。發生日食的時間必定在“朔日”，也就是農曆初一。