尽管太阳是太阳系的中心,地球上万物生长所需光和热的源泉,但在广袤的宇宙中,太阳谈不上有任何的特殊性。在组成银河系的2000亿颗恒星中,太阳只是一颗中等大小的天体,大体上处于一生中的中年时期
太阳H-Alpha射线照片
然而,在我们太阳系里,太阳则是一个有着巨大影响而占支配地位的天体。太阳的质量占整个太阳系的99.8%,直径达865000英尺(1400000千米),是地球直径的100多倍。需要109个地球才能填满太阳的横截面,而它的内部则能容纳130万个以上的地球。我们看到的太阳其实只是它表面的光球层,温度约为6000摄氏度,属比较“凉爽”部分。光球层非常活跃,在其表面可以看到许多极富戏剧性的特征。
在光球层的某些部位,局部温度比周围低,在可见光范围内这些部位显得比其它部位黑暗,人们称之为“黑子”。光球层外面是色球层。太阳能量通过这一层自内核向外传递。在这一层可以见到太阳耀斑。耀斑是太阳黑子形成之前在色球层产生的灼热氢云。
太阳的能源来自于其核心部分。太阳内核的温度高达1500万摄氏度,压力超过地球气压的340亿倍。内核的气体密度极高,是水的150倍。太阳每秒钟向外辐射约28600亿亿兆瓦的能量,这么高的能量是由其内核的核聚变反应产生的。在聚变中,四个质子聚合成一个氦原子核。氦原子核的质量比四个质子小0.7%,失去的质量转换成了能量,以伽玛射线的形式被释放到太阳的表面,并向宇宙空间辐射出去。太阳每秒钟约有七亿吨的氢被转化成氦。在此过程中,约有五百万吨的净能量被释放。能量在对流过程中不断地发出光和热,使太阳发光。从太阳内核释放出的能量需要经过几百万年才能到达表面。
太阳大气的最外层是日冕。日冕非常庞大,可以向太空绵延数百万公里。人们可以在这一日冕中看到“日饵”:日饵是色球层上部产生的巨大火焰。人们仅在日全食的时候可以见到日冕。
太阳磁极,黑为正,白为负
除了光和热,太阳也向宇宙空间辐射一种低密度的粒子流——太阳风。太阳风以每秒450公里的速度在太阳系中驰骋。太阳风异常强大时便形成了太阳风暴,它会对人类的无线电通讯造成影响。地球和其他一些行星两极的极光也是太阳风带来的。太阳的磁场极其强大且极其复杂,其磁层范围甚至越过了冥王星的轨道。
地球是一个活跃的行星。根据板块构造说,地壳由几大板块构成,这些板块漂浮在炽热的地幔上缓慢移动。它的运动方式基本有两种:扩张和缩小。扩张运动表现为两个板块相互远离,地下岩浆涌出形成新的地壳;缩小运动表现为两个板块相互碰撞,一个板块钻到另一板块的下面,在地幔的高温中逐渐消融。在板块交界处常常存在许多巨大的断层,地震频繁,火山众多。地球的外壳非常年轻,它不断受到大气、水和生物的侵蚀,并在地质运动中不断地重建。所以地球表面没有像月球那样坑坑洼洼地遍布陨石坑。这样的地壳构造在太阳系中是独一无二的。
“伽利略”木星探测飞船发回的地球与月球的合影。地球上棕色的是南美洲
地球有一个适合生物生存的大气层。在这个大气层中氮气占78%,氧气占21%,余下的1%是其他成份。地表年平均气温15摄氏度,平均气压101.3千帕。地球初步形成时,大气中存在有大量的二氧化碳,但是到今天,它们几乎都被结合成了碳酸盐岩石,少量溶入了海洋或被植物消耗掉了。地壳板块构造运动与生物活动共同维持着二氧化碳的循环。大气中仍然存在的少量二氧化碳带来了温室效应,这对维持地表气温极其重要。温室效应使地球年平均气温从早期的-21℃提高到了宜人的14℃,没有它海洋将会结冰,生命将不复存在。而随着社会的发展,人类将大量的二氧化碳被排放到了大气中:过多的二氧化碳会使温室效应变得越来越严重。我们不希望地球变得像金星般炎热。
“伽利略”木星探测飞船在飞临地球后,“掉头”拍摄的地月合影
地球是太阳系中唯一已知存在生命的行星。它快速的自转与富含镍铁熔岩的地核共同形成了一个巨大的磁气圈。在太阳风的吹拂下,磁气圈的形状被扭曲成水滴状。它与大气一同担当了阻止来自太阳和其它天体有害射线的任务。地球的大气还使我们免受流星雨的袭击,大多的陨石在它们到达地面前便已烧毁了。
“水手”10号拍摄的地月合影。地月体积比例关系非常明显。从这个角度看地球上全是水
地球只有一个天然卫星——月球。有人认为小行星 3753 (1986 TO) 是地球的另一个卫星,但事实上尽管它与地球的轨道有着很复杂关系,但还不能称之为卫星,最多只能叫它地球的“伙伴”。不过现在越来越多的人造卫星被放到了地球轨道上,从某种意义上说地球已经有了成千上万颗卫星。
太阳是恒星,地球是行星,月球是卫星。
地球围绕太阳转,月球围绕地球转。
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