前段時間我國的人造太陽裝置首次實現了放電，雖然說是人造太陽，但本質是一個可控核聚變裝置，在瞭解人造太陽的過程中，我發現關於太陽上重新整理我原本認知的事還挺多，所以這次聊聊太陽。

太陽上有水？

不信是吧，這當然不是我說的，頂級科學雜誌《Science》曾在1995年5月26日和1997年7月18日發表過兩篇發現太陽上有水的論文，現代科學家可以根據光譜學測出恆星所包含的化學物質到底是什麼，也就是說我們根據太陽光就可以知道太陽上面都有什麼，從化學的組成來看太陽幾乎擁有我們所有已知的化學元素，當然太陽質量73.46%是氫，24.85%是氦，包括氧、碳、氖、鐵和其他的重元素質量總共加起來還不到2%，那麼具體到氧是多少呢？0.77% 。

不要以為這0.77%很少，要知道太陽的質量佔整個太陽系的99.86%（這個太陽系說的是奧爾特雲），所以即使是這0.77也有2500個地球那麼重，所以太陽上有氫有氧自然可能結合成水，但是這些氫和氧都是離子態很難結合成分子態，為什麼？

因為太陽上溫度太高了，想要說清楚這個需要先講一個太陽上最不合理的一個地方，不過我可以先告訴你結論，大約在光球層上方500公里的地方有一個溫度極小區，這裡的溫度大約是4100K，這一部分的溫度低到可以維持簡單的分子結構，比如一氧化碳和水，這就是上面我說的太陽上有水的地方，當然是水分子的形態存在的。

行星的熱量怎麼來的

如果說太陽就是一個巨大的火球，那麼按常理我們離火越近我們就越熱，反之我們就會越冷，那麼地球上同一區域離太陽越近的地方就應該是最熱的地方，如果按照這個想法那麼山上一定會比山下熱，然而實際上卻完全不是這麼回事，越高的地方反而越冷，而且太陽系各個行星之間都是真空環境，真空會怎麼樣？真空應該是隔熱的對吧？但這裡面有兩個錯誤認知的問題。

第一：太陽系各個行星之間的空間並不是空的。

我們都知道太陽風橫掃了整個太陽系，但這個太陽風跟我們地球上的風不一樣，我們地球上的風是空氣流動形成的，而太陽風是指由太陽上層大氣射出的超高速等離子體流，也就是帶電粒子流，其實所有的恆星都有類似的帶電粒子流，一般稱為“恆星風”，我們地球因為有磁場保護所以太陽風吹不進來，只能是在北極形成美麗的極光。

前一段時間美國說是要重返月球並且在月球上建立基地開啟星際殖民之路，那麼建基地就得有能量，來源被寄予厚望的就是核聚變發電裝置，也就是所謂的人造太陽，到目前為止核聚變發電還都處於試驗階段，地球上的核電站還是使用核裂變發電，這就會產生大量的核廢料產生環境汙染問題，而核聚變有一個好處就是不產生核汙染，而氦3就是可控核聚變最好的燃料，剛好月球上就有大量的氦3，所以登月和可控核聚變是有關聯的，那麼月球上的氦3是哪來的呢？沒錯，就是太陽風吹來的。

第二：太陽主要是透過電磁波輻射來加熱地球的

在地球上我們所感覺到的熱量的傳播大部分都是透過氣體、液體、固體甚至包括等離子體等物質進行的熱傳導而傳播的熱量，比如說我們燒水、做飯、蒸桑拿都是透過熱傳導來傳播熱量的，但也有一些地球上發生的並不是透過熱傳導傳播熱量的而是直接透過輻射來加熱的，比如說浴霸、拿放大鏡燒螞蟻，其原理就是透過光輻射直接加熱物體把它燒死了，微波爐也是透過電磁波來加熱食物的，而電磁波加熱物體有一個特點，就是物質密度越大加熱效果越好。

回到剛才我們說的海拔越高越冷的問題，因為海拔越高大氣層厚度越薄，對輻射的吸收量越小，所以空氣溫度就越低，並且高山地區風力比較大，熱量擴散容易降溫快，所以山上比山下冷，我們的太陽就是主要透過電磁波輻射來加熱地球，其次才是透過熱傳導，因為我們剛才說到太陽到地球之間的太空是沒有大氣的，只有太陽風帶來的高速粒子流，所以熱傳導的作用是非常小的。

太陽的內部結構

按照天文學家的說法，太陽結構分為內部結構和外部大氣結構，內部結構由內到外可以分為太陽核心、輻射層、對流層3個部分，既然是內部結構科學家們是怎麼知道的呢？通俗點說就是猜的，當然科學家們是根據觀測然後再加上日震學和光譜學來進行推測的，但是事實上來說科學家們並沒有觀測到太陽的內部，在地球上我們可以打洞往地下鑽探然後看看地底下有什麼，分析分析有什麼成分，進而推測地球內部的結構，太陽就全靠在外面看，而且就太陽內部是核聚變這個事也是由科學家們推測出來的。

1938年美國物理學家貝特和德國物理學家魏扎克各自獨立的指出太陽上可能發生著迴圈聚合反應，並且證明氫核反應的聚變能足以維持太陽能的規模，因為太陽光的存在所以我們無法觀測到太陽的內部，到目前為止人類所能理解的能夠釋放出如此巨大能量的反應就是核聚變反應，那麼有沒有可能是其他的反應形式呢？事實上是有可能的只是我們還理解不了罷了。

太陽的外部結構

而太陽的外部的大氣結構，也就是光球層、色球層和日冕，這些是我們在地球上就可以觀測得到，但只有在特殊的時期才可以觀察到，就是發生日食的時候，月亮擋住了太陽本體我們才能觀測到太陽的大氣層，NASA在2017年的時候就曾經用兩架噴氣式飛機在空中全力追趕拍攝日全食。

人類可以觀測的太陽外部結構為光球層、色球層和日冕，光球層是一層不透明的氣體薄層，厚度大約為500公里，它確定了太陽非常清晰的邊界，幾乎所有的可見光都是從這一層發射出來的，光球層的溫度是6000K，色球層在光球層外面大約2000公里厚，接近頂端的溫度大約在2萬K ，再向外就是日冕，日冕是太陽向外擴充套件的大氣層，它的體積比太陽本身大了許多，平均溫度大約是200萬 K，並且在某些最高溫度的區域甚至可以達到800–2000萬 K。

日冕高溫的原因

那麼問題來了，據科學家們推測太陽的核心溫度是1360萬K，根據熱傳導到外層溫度應該是越來越低，到溫度極小區只有4100K這很正常，但是再到外面的日冕溫度又升高到了200萬K這就很不正常了，那麼到底是什麼樣的一個機制使日冕層能有這麼高的溫度？現階段科學家們有各種猜測，主流的猜測有兩種第一種是波加熱另一種是磁化熱，當然都不確定。

那麼為了搞清這個問題，2018年8月11日NASA向太陽發射了派克號太陽探測器，它將在2025年時候最接近太陽，大概距離太陽600萬公里的樣子，這個距離已經算是太陽的日冕層了，並且到目前為止它已經是史上最接近太陽的探測器（派克是美國著名的天文學家、天體物理學家，太陽風這個概念就是他首先提出來的）。

“登上太陽”

日冕雖然是太陽大氣的最外層，但是很不合理的是它的溫度極高，高達200萬K，那麼人類能造出來的探測器能承受這麼高的溫度嗎？顯然是不可能的，但是日冕溫度極高並不意味著它就能傳導極高的溫度，因為剛才我們說過密度和熱傳導是成正比的，而日冕就是這樣的空間，它的物質密度極小能，夠熱傳導給太陽探測器的溫度其實是很有限，你可以簡單理解為真空保溫杯的原理，因為真空所以無法傳導熱量。

但是儘管是傳導的有限，但是你還是不能小瞧它，NASA科學家估計大概有1400K的溫度會傳導給太陽探測器，這就已經是我們人類現有科技所能承受的高溫，當然太陽的溫度並非均勻的，一些部分要比其他部分要更冷，例如太陽黑子，太陽表面上那些大而黑的斑點就是相對比較冷，太陽黑子的溫度之所以更低就是因為它們有極強的磁場，把大部分的太陽氣體推向一邊形成了真空環境，於是在這個位置就產生溫度較低的區域，溫度甚至能低到3000K。

太陽也有伴侶？

目前我們人類所觀測到的星系基本上都是兩顆恆星或者多顆恆星組成的系統，在過去兩個世紀的研究顯示，一半以上可見的恆星都是多星系統，剩下的都是雙星系統在理想狀態下兩顆恆星圍繞它們的共同質心在圓形軌道上公轉，它們之間的質量的差別決定了軌道的狀態，但這些理想情況的狀態其實並不多，宇宙中總是充滿了各種引力的干擾，比如路過的恆星、銀河系懸臂等等的影響，每次輕微的影響其實都可能改變它的軌道的執行軌跡，雙星系統真正的軌道是各種各樣的橢圓形，那麼太陽真的是單星系統麼？

1984年古生物學者大衛拉普和傑克賽科斯基發表了一篇論文，宣稱他們利用不同形式的時間序列分析發現在過去2.5億年內物種滅絕率存在統計上的週期性，他們透過海洋脊椎動物、無脊椎動物和原生動物的化石來研究滅絕強度，確定了該時間範圍內的12次大滅絕事件，大滅絕之間的平均時間間隔是2600萬年，這就好像有一種神秘的力量會定期的出現抹除地球上的主要物種，為新的物種讓出中央舞臺，然而地球的內部力量無法為週期性滅絕提供合理的解釋，如果太陽系實際上是一個雙星系統那麼就解釋的通了。

太陽有一顆棕矮星或者紅矮星的伴星在一個偏心率極高的橢圓軌道上圍繞太陽旋轉，按照它的公轉週期可以算出它的軌道近日點為一光年，遠日點則為三光年，在奧爾特雲之外，當它進入太陽系的時候它的引力會對奧爾特雲中的天體產生擾動，導致大量的彗星和小行星隨之進入內太陽系，對所有的行星進行轟炸，這就完美的解釋了地球生物週期性大滅絕的原因，這顆可能存在的太陽伴星被稱為復仇女神星，不過到目前為止人類還沒有觀測到它的存在，但是有科學家稱海王星外天體塞德娜的執行軌道極大偏心率可能預示了復仇女神星的存在，只是人類還沒有找到它或者說找到了沒有公佈而已。

當然即使復仇女神星真的存在也沒有什麼好擔心的，畢竟距離下一次歸來還有1500萬年，如果那一天人類還在，我想解決這個問題應該不難。