太陽裏面都有什麼？我們又是怎麼知道的呢？

沒有太陽，地球上就不可能有生命。這不是一個陳述，而是一個事實，我們都應該意識到這一點。

數十億年來，正是太陽將太陽系維繫在一起，並對人類迄今所知的所有重大天文現象負責。儘管如此，我們對我們最親密、最重要的宇宙鄰居知之甚少。

當我們坐在沙灘上沐浴在陽光下時，我們很少會問自己在這個巨大的火球里正在發生什麼。

好吧，如果你對太陽內部很好奇，那麼你來對地方了，因為這篇文章將探索太陽內部的許多秘密。

太陽的化學成分

太陽是由熾熱的氣體組成的巨大球體。就目前的元素而言，太陽由兩種主要氣體組成——氫和氦，前者約佔太陽質量的71%，後者約佔質量的27.1%。

碳、氮和氧是在這顆恆星中發現的相對較重的元素，它們的綜合丰度約為質量的1.5%。剩下的0.5%由硅、鎂、氖、鐵、硫和其他較重的金屬元素組成。

 圖為：太陽結構

太陽層

為了獲得儘可能多的信息，科學家們已經用多種方法研究了太陽，包括地面望遠鏡和衞星。為了簡單起見，它們通常將太陽分成六層。

光球層是我們能直接觀察到的最深的一層。顆粒和氣泡氣體覆蓋了光球層的大部分。色球層是光球層的下一層，也是太陽耀斑的來源。

再下一層是日冕，肉眼無法看到，但可以用日冕望遠鏡觀察到。這些層構成了人類肉眼可見的區域。

核心是太陽最內部的區域，所有的能量都是通過核反應產生的。自然，它富含氫和氦。輻射區位於核心和對流層之間，充滿了宇宙射線和充滿能量的光子。

對流層從大約20萬公里的深處一直延伸到恆星的可見表面。光子是在對流層表面產生的;這個頂層叫做光球層。

我們如何確定太陽的成分?

當白光通過稜鏡時，它會分裂成七種組成顏色(彩虹的七種顏色)，這就是通常所説的光譜。

德國驗光師約瑟夫·馮·弗勞恩霍夫(Joseph Von Fraunhofer)用一種叫做光譜儀的特殊儀器，在陽光下進行了類似的實驗，他在光譜中發現了黑線。

 圖為：弗勞恩霍夫光譜儀

人們很快意識到這些黑線代表光譜中缺失的顏色(更具體地説，是波長)，而這些缺失是因為太陽內部和周圍的元素吸收了這些特定波長的光。

每一種元素都吸收光譜中與它的原子中發生的電子傳輸相對應的特定波長。

因此，這些黑線表示某些元素的存在，如氫、鈣和鈉，因為它們代表了這些特定元素吸收的波長。

這是一項非常簡單而有效的技術，為發展更先進的測量太陽成分的儀器奠定了基礎。然而，這種方法也有其侷限性。它只告訴我們太陽表面的成分，卻不告訴我們太陽核心的成分!

那麼，核心呢?

太陽核心的輻射主要由粒子組成，比如中微子，它們在太陽表面發出的光的背景下運動，因此不能用標準的光譜設備檢測到。

因此，就有像日本上岡天文台(Kamiokande Observatory, Kamioka, Japan)那樣具有極其靈敏的光傳感器的特殊儀器，用來識別這些粒子。

這些粒子證實了太陽核心發生核聚變反應，而核聚變反應負責這些粒子的發射。

科學家研究太陽內部的另一種方法是日震學。科學家們通過研究從內部發出的聲波來聆聽太陽的聲音。

 圖為：日本Super-k天文台的中微子探測器

NASA的太陽和日球觀測台(SOHO)以不同的頻率記錄振動，並在斯坦福物理實驗室使用合適的技術將振動轉換成聲音。

這些聲波在光球層內部的反射會使表面產生輕微的振動和移動;光球層的上升和下降可以用專門的技術來測量，以提供有關太陽內部物質密度和運動的信息。

最後

在過去的200年裏，我們已經能夠生成和分析相當數量的太陽數據;終於，我們對正在發生的事情有了一個不錯的瞭解。

然而，關於太陽的許多謎團仍然存在，不過地平線上有一些迷人的任務可能有助於解開它們，而NASA的帕克太陽探測器就是就是其中一個。

 圖為：帕克太陽探測器

探測器將俯衝到距離太陽表面不到650萬公里的地方，像以往任何航天器一樣記錄熱量和輻射。

該探測器於2018年3月發射，將提供有關太陽活動的新數據，並對太陽外層日冕進行觀測。

這一任務將改變我們對賦予我們生命的巨大天體火球的看法，並可能揭示有關太陽核心的全新秘密。

在這裏要説明的是，每顆恆星都有壽命，並且最終會死亡。我們的太陽也不例外。

它死後，會在自身重力的作用下收縮。幸運的是，這種情況在幾十億年內都不會發生，從我們現在的物種軌跡來看，當這種情況發生時，應該沒有人會在附近!