托福天文学背景知识第二弹——关于太阳的一切

托福天文学背景知识第二弹来喽~昨天小曼老师和大家聊了太阳系外的宇宙星系和星云，后续我们会进一步介绍和我们关系更紧密的太阳系内的各种天文概念。首先来聊聊太阳系本身和位于太阳系核心的星体--太阳。

太阳系Solar System在太阳系的构成中（composition），各个行星按照与太阳的距离由近到远排列，包括水星（Mercury）、金星（Venus）、地球、火星（Mars）、木星（Jupiter）、土星（Saturn）、著名演员星（Uranus）、和海王星（Neptune）。各个行星间的距离符合波得定则（Bode’s Law）。

No.1 波得定则（Bode"s Law）提丢斯-波得定则，简称“波得定则”，是关于太阳系中行星轨道的一个简单的几何学规则。它是在1766年德国的一位中学教师戴维·提丢斯（Johann Daniel Titius）发现的。后来被柏林天文台的台长波得（Johann Elert Bode）归纳成了一个经验公式来表示：（浅浅了解就好）

其中n=0,3,6,12,24,48...（后一个数字为前一个数字两倍）现代得公式将a作为行星到太阳得平均距离（天文单位）：

其中，通过伯德定律发现的小行星带 （the asteroid belt）是这个定则带来的*成功的应用。No.2 小行星带（the asteroid belt）在太阳系中，火星和木星之间的小行星带（asteroid belt）包含太阳系中90%的小行星。

小行星带里面称为内太阳系（inner solar system），外边成为外太阳系（outer solar system）。内太阳系中的行星又称类地行星（terrestrial planet）或岩态行星（rocky planet），例如：火星、地球。外太阳系中的行星又称类木行星（Jovian planet）或气态行星（gas planet），例如：木星、土星。这些行星基本由气体（gas）构成。两类行星都是借助一种围绕中心转动的结构--吸积盘（accretion disk），通过吸积作用（accretion），像滚雪球一般越滚越大而形成的。

太阳SunNo.1 太阳的形成（sun formation）所有恒星，包括太阳，内部都会发生聚变（fusion）。聚变指的是氢原子核发生聚合，形成氦原子。一般来说，恒星形成的时间越久，亮度就会越大，处于*亮阶段的恒星被称为超新星（supernova）。通过观察恒星的亮度可以大致确定恒星的形成时间。

No.2 太阳黑子（sunspots）从表面上来看，太阳黑子就好像是太阳上的黑点。早在公元165年，中国就对太阳黑子有了观测的记录。而后来的早期的欧洲天文学家认为黑子是行星在太阳上留下的影子。伽利略（Galileo）通过望远镜（telescope）的观察，反驳了这个说法。伽利略认为这些斑点可能是太阳大气层中的云（solar atmosphere）。因为他发现，黑子的形状不是圆的，而且形状还在发生改变。然而，经过后续多年的研究，天文学家们终于发现，太阳黑子的活动周期是11年，和地球磁场（magnetic fields）活动周期相同。所以实际上太阳黑子就是磁场本身，而比太阳表面更暗的颜色也可以解释的通了。由于磁场减弱了内部的空气压力，使得该面积区域更冷，所以颜色也更暗。与太阳黑子相反的奇观是太阳表面突然亮起来的耀斑（flair）。No.3 太阳风（solar wind）太阳通过太阳风释放出带电粒子流（stream of charged particles）而损失质量（mass）。地球的磁场（magnetic field）在一定程度上保护地球免受太阳风的影响。No.4 日冕（Corona）日冕是太阳*外层的大气，可以通过日冕仪（coronagraph）来观测。让日冕活动剧烈时，会抛射大量带电粒子，太阳风中的带电粒子被地球磁场拉扯到地球的南北两极，这些粒子撞击地球两极大气的原子，从而产生极光（aurora）。参考托福TPO：TPO2-L4, TPO18-L1, TPO36-L1, TPO55-L3本篇重点记忆词汇太阳系 solar system波得定则 Bode"s Law小行星带 the asteroid belt岩态行星 rocky planet气态行星 gas planet太阳黑子 sunspots地球磁场 magnetic fields日冕 corona