宇宙中有數十億顆恆星，但只有一顆宇宙近鄰主宰著我們：太陽，他象徵著光明、溫暖，難怪布雷茲特利特由衷感嘆說 「陽光所照之處，便是我安身立命之地。」本期我們將拜訪我們這位偉大的光明使者，並逐漸過渡到對恆星分類的探討，最後了解赫羅圖，為下一期做好知識儲備。
在開始之前，先給大家出一道謎語：誰永遠不會長大？（打一天文現象）（提示：謎底在文中出現。）謎底在文末。
太陽的史冊
一、太陽簡介
太陽是太陽系的中心天體，佔有太陽系總質量的99.86%。太陽系中的八大行星、小行星、流星、彗星、外海王星天體以及星際塵埃等，都圍繞著太陽公轉（與大多數人想像的不同，太陽並非是固定在太陽系中間而太陽系其他天體圍繞太陽公轉。事實上，太陽與某個系內天體以共同質心做近似圓周運動，天體質量越大，這種現象越明顯），而太陽則圍繞著銀河系的中心公轉。
太陽幾乎是熱等離子體（氣體在高溫或強電磁場下，會變為等離子體）與磁場交織著的一個理想球體。太陽直徑大約是地球的109倍；體積大約是地球的130萬倍；其質量大約是地球的330000倍。從化學組成來看，現在太陽質量的大約四分之三是氫，剩下的幾乎都是氦，包括氧、碳、氖、鐵和其他的重元素質量少於2%，採用核聚變的方式傳遞光能和熱能。
圖為氫核聚變示意圖
目前太陽大約45.7億歲。在大約50至60億年之後，太陽內部的氫元素幾乎會全部耗盡，太陽的核心將發生坍縮，導致溫度上升，這一過程將一直持續到太陽開始把氦元素聚變成碳元素。雖然氦聚變產生的能量比氫聚變產生的能量少，但溫度也更高，因此太陽的外層將膨脹，並且把一部分外層大氣釋放到太空中。當轉向新元素的過程結束時，太陽的質量將稍微下降，外層將延伸到地球或者火星目前運行的軌道處（這時由於太陽質量的下降，這兩顆行星將會離太陽更遠）。當太陽將自己的物質全部拋灑出去後，太陽系帝國曾經的輝煌，終結了。
二、太陽構造及太陽活動
（一）太陽構造
按照由裡往外的順序，太陽是由核心、輻射區、對流層、光球層、色球層、日冕層構成。光球層之下稱為太陽內部;光球層之上稱為太陽大氣。
圖為太陽結構示意圖，1.核心區；2.輻射區；3.對流區；4.光球層；5.色球層；6.日冕；7.太陽黑子；8.米粒組織；9.日珥
（二）太陽活動
我們每天都接受著來自太陽的能量，但太陽輻射的總能量僅有22億分之一的能量輻射到地球，成為地球上光和熱的主要來源。太陽表面和大氣層中的活動現象，諸如太陽黑子、耀斑和日冕物質拋射(日珥)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。
左圖為宇宙中太陽的真實模樣，右圖為在地球上肉眼觀測太陽的模樣
1.太陽黑子
人們對於太陽的觀測在很早之前就開始了。約四千年前古時候祖先肉眼看到了像3條腿的烏鴉的黑子。進入工業化社會後科學家通過一般的光學望遠鏡觀測太陽，觀測到的是光球層的活動。在光球上常常可以看到很多黑色斑點，它們叫做"太陽黑子"。太陽黑子在日面上的大小、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，幾十天日面上都沒有黑子。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"太陽活動谷年"。一般來說，太陽黑子區域溫度相對較低（然而溫度仍然高達3000~4500攝氏度）。
圖為太陽表面一個巨大的黑子群
有趣的是，一位瑞士天文學家發現，太陽黑子多的時候，氣候乾燥，農業豐收，黑子少的時候，暴雨成災。地震工作者發現，太陽黑子數目增多的時候，地球上的地震也多。植物學家發現，植物的生長也隨著太陽黑子的出現而呈現11年周期的變化，黑子多長得快，黑子少長得慢。由此可見，地球上的動物、植物，甚至是地球本身地質活動都與太陽息息相關。
2.耀斑爆發
太陽耀斑是一種劇烈的太陽活動，是太陽能量高度集中釋放的過程。一般認為發生在色球層中，所以也叫「色球爆發」。其主要觀測特徵是，日面上(常在黑子群上空)突然出現迅速發展的亮斑閃耀，其壽命僅在幾分鐘到幾十分鐘之間，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。別看它只是一個亮點，一旦出現，簡直是一次驚天動地的大爆發。這一增亮釋放的能量相當於10萬至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。
圖為NASA拍攝到的耀斑爆發圖
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，發出大量的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太空人和儀器的安全。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，以及電視臺、電臺廣播，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。
3.日冕物質拋射
關於日冕，人類第一次看到是某次日全食時，月球遮住了太陽內層大氣的光芒，相對較暗的外層大氣，也就是日冕，在黑暗的天空背景下顯現出來。但直到18世紀，人們才確信這種冕狀物不屬於月球，而是屬於太陽。
日全食時，肉眼可見的日冕物質
1930年，科學家發明了日冕儀，利用大小合適的圓盤恰好擋住太陽光球層的光線。自此，凡是晴天都能夠觀測到日冕，這大大加快了日冕的研究。
說完了日冕，那麼什麼是日冕物質拋射呢？簡單來說，日冕物質拋射(CME)是從太陽的日冕層拋射出來的物質，通常可以使用日冕儀在白光下觀察到。拋射出來的物質進入太陽大氣上空形成太陽風，它主要是由電子和質子組成的高能粒子流(此外還有少量的重元素，例如氦、氧和鐵)。
圖為SOHO在日冕儀下拍攝的一次日冕物質拋射
由於太陽離地球很近，因此這些能量的釋放就可能對地球產生嚴重的影響。已知的包括，對空間探測和宇航的影響，對衛星運行和通訊的影響，對依賴電離層的地基通訊的影響，以及電網和電力設施，甚至輸油管道的影響。它的影響可以說覆蓋了地球上人們生活中的各個層面。
恆星的史詩
一、恆星的分類（主序星階段，以溫度劃分）
（一）紅矮星（典型代表：半人馬座α——比鄰星）
小而冰冷的恆星例如半人馬座α（比鄰星）是距離太陽系最近的恆星，屬於紅矮星，其表面溫度比太陽低數千度，其在主序帶上位於K、M型主序星。紅矮星是宇宙中最普遍的恆星模式，據估計，銀河系中超過70％的恆星都是紅矮星。但是當我們仰望星空時不可能見到這種最常見的恆星，因為它們實在太暗了，我們僅能見到非常稀有非常明亮的恆星。
上圖為紅矮星
（二）黃矮星（典型代表：太陽）
黃矮星位於主序帶上的F、G型主序星，質量在太陽的1.0—1.4倍之間。我們的太陽就是一顆黃矮星。每顆黃矮星的主序壽命約為100億年，在這段時間，黃矮星會透過內部的核聚變，把氫聚合成氦。
（三）藍矮星（典型代表：大犬座α——天狼星A）
圖為天狼星A及其伴星
藍矮星平均表面溫度達到25000攝氏度，質量可能是太陽的20倍，位於主序帶的O、B、A型主序星。對於恆星的生老病死，質量起決定性因素。質量越大的恆星比起質量較小的恆星壽命更短。這聽上去有些違反常理，但事實上科學經常是反常識的，就像我們以為雙縫幹涉實驗只會產生一種結果，但實際上根據是否觀測會出現兩種完全相反的結果。按照常識，我們會以為，質量越大燃料越多，所以我們錯誤地認為藍矮星壽命最長。但是質量越大意味著溫度越高，壓力越強，核聚變速度也就越快（消耗速率——質量曲線為凹函數）。
二、赫羅圖
赫羅圖是研究恆星演化的重要工具，其圖像縱軸是光度（恆星或其他天體單位時間發出的輻射能量）與絕對星等（天體放在指定的距離時天體所呈現出的視星等），而橫軸則是光譜類型及恆星的表面溫度，從左向右遞減。恆星的光譜型通常可大致分為O、B、A、F、G、K、M七種（可簡記為：Oh,be a fun guy.Kiss me！），太陽為典型GⅡ恆星。
上圖為赫羅圖
自從人類發展文明以來就對太陽充滿，無論是古埃及的「拉」，還是瑪雅文明的「託納提烏」，又或是咱們中國的「太昊」，他們都是太陽的化身。太陽之於人類，正如父母之於孩子是充滿柔情和溫暖的，我們都離不開他的哺育。
近段時間天氣晴朗，如果能夠坐在茶山小院裡，聞著沁人的芳香，聽著迴旋在耳邊優美的輕音樂，眺望遠處連綿的光景，生活該是何等的美妙啊！
謎底：日全食（因為日全食不會滿月呀啊哈哈哈哈）
參考文獻
[1]中國科學院國家天文臺，顏毅華《太陽的光輝》，100101；
[2]中國科學院國家天文臺，北京100012；中國科學院紫金山天文臺，南京210034，甘為群、顏毅華、黃宇《2016-2030年我國空間太陽物理發展的若干思考》；
[3]《水資源研究》，2010年4月，《新一輪太陽活動周期到來》；
[4]NASA太空探測計劃：Lucy；
[5]百度百科：太陽相關數據，太陽活動、恆星分類、赫羅圖相關材料；
[6]《SCIENTIST》視野·科學家，《太陽黑子》；《大自然探索》.