[sửa]Công nguyên Vào thế kỷ 1, nhà toán học, thiên văn học xứ Alexandria Ptolemy đã ước tính khoảng cách này gấp 1.210 lần bán kính Trái Đất.[108] Vào thế kỷ 8, nhà toán học, thiên văn h[r]
(1)Mặt Trời là ngôi trung tâm Hệ Mặt Trời, chiếm khoảng 99,86% khối lượng Hệ Mặt Trời.[6] Trái Đất và các thiên thể khác các hành tinh,tiểu hành tinh, thiên thạch, chổi, và bụi quay quanh Mặt Trời Khoảng cách trung bình Mặt Trời và Trái Đất xấp xỉ 149,6 triệu kilômét (1 Đơn vị thiên văn AU) nên ánh sáng Mặt Trời cần phút 19 giây đến Trái Đất Trong năm, khoảng cách này thay đổi từ 147,1 triệu kilômét (0,9833 AU) điểm cận nhật (khoảng ngày tháng 1), tới xa là 152,1 triệu kilômét (1,017 AU) điểm viễn nhật (khoảng ngày tháng 7).[7]Năng lượng Mặt Trời dạng ánh sáng hỗ trợ cho hầu hết sống trên Trái Đất thông qua quá trình quang hợp,[8] và điều khiển khí hậu thời tiết trên Trái Đất Thành phần Mặt Trời gồm hydro (khoảng 74% khối lượng, hay 92% thể tích), heli (khoảng 24% khối lượng, 7% thể tích), và lượng nhỏ các nguyên tố khác, gồm sắt, nickel, oxy, silic, lưu huỳnh,magiê, carbon, neon, canxi, và crom.[9] Mặt Trời có hạng quang phổ G2V.G2 có nghĩa nó có nhiệt độ bề mặt xấp xỉ 5.778 K (5.505 °C) khiến nó có màu trắng, và thường có màu vàng nhìn từ bề mặt Trái Đất tán xạ khí Chính tán xạ này ánh sáng giới hạn cuối màu xanh quang phổ khiến bầu trời có màu xanh.[10] Quang phổ Mặt Trời có chứa các đường ion hoá và kim loại trung tính các đường hydro yếu V (số La Mã) lớp quang phổ thể Mặt Trời, hầu hết các ngôi khác, là ngôi thuộc dãy chính Điều này có nghĩa nó tạo lượng tổng hợp hạt nhân hạt nhân hydro thành heli Có 100 triệu ngôi lớp G2 Ngân Hà chúng ta Từng bị coi là ngôi nhỏ và khá tầm thường thực tế theo hiểu biết tại, Mặt Trời sáng 85% các ngôi Ngân Hà với đa số là các lùn đỏ.[11][12] Quầng nóng Mặt Trời liên tục mở rộng không gian và tạo gió Mặt Trời là các dòng hạt có vận tốc gấp lần âm - mở rộng nhật mãn(heliopause) tới khoảng cách xấp xỉ 100 AU Bong bóng môi trường liên hình thành gió mặt trời, nhật (heliosphere) là cấu trúc liên tục lớn Hệ Mặt Trời.[13][14] Mặt Trời xuyên qua đám mây Liên Địa phương (Local Interstellar Cloud) vùng Bóng Địa phương (Local Bubble) mật độ thấp khí khuếch tán nhiệt độ cao, vành Nhánh Orion Ngân Hà, nhánh Perseus và nhánh Sagittarius ngân hà Trong 50 hệ gần bên 17 năm ánh sáng từ Trái Đất, Mặt Trời xếp hạng 4[15] khối lượng ngôi cấp bốn (M = +4,83) [1][16], dù có số giá trị cấp khác biệt đã đưa ra, ví dụ 4,85[17] và 4,81.[18] Mặt Trời quay quanh trung tâm Ngân Hà khoảng cách xấp xỉ 24.000–26.000năm ánh sáng từ trung tâm Ngân Hà, nói chung di chuyển theo hướng chùm Cygnus và hoàn thành vòng khoảng 225–250 triệu năm (một năm ngân hà) Tốc độ quỹ đạo nó cho khoảng 220 ± 20, km/s ước tính đưa số 251 km/s.[19][20] Bởi Ngân Hà chúng ta di chuyển so với Màn xạ vi sóng vũ trụ (CMB) theo hướng chòm Hydra với tốc độ 550 km/s, nên tốc độ chuyển động nó so với CMB là khoảng 370 km/s theo hướng chòm Crater hayLeo.[21] Mục lục [ẩn] Đặc điểm o 1.1 Lõi o 1.2 Vùng xạ o 1.3 Vùng đối lưu o 1.4 Quang o 1.5 Khí 1.5.1 Hàn 1.5.2 Sắc 1.5.3 Vùng chuyển tiếp (2) 1.5.4 Vành nhật hoa 1.5.5 Nhật 1.6 Từ trường o Thành phần hóa học o 2.1 Các nguyên tố nhóm sắt bị ion hóa o 2.2 Quan hệ phân tầng khối lượng hành tinh và Mặt Trời Các chu kỳ trên Mặt Trời o 3.1 Các vết đen Mặt Trời o 3.2 Chu kỳ dài Vị trí và chuyển động dải Ngân Hà Các vấn đề các học thuyết o 5.1 Nơtrino Mặt Trời o 5.2 Nung nóng vành nhật hoa o 5.3 Sao trẻ o 5.4 Các dị thường Thám hiểm Mặt Trời o 6.1 Những hiểu biết trước đây o 6.2 Sư hiểu biết cùng với tiến khoa học 6.2.1 Trước Công nguyên 6.2.2 Công nguyên 6.2.3 Thuyết nhật tâm 6.2.4 Thiên văn học đại 6.3 Các nhiệm vụ khám phá không gian o Mặt Trời là nguồn lượng khổng lồ Mặt Trời và tác hại đến mắt Vòng đời Mặt Trời 9.1 Thời gian biểu tiến hóa Mặt Trời và hệ Mặt Trời o 10 Trong văn hóa 11 Xem thêm 12 Ghi chú 13 Tham khảo 13.1 Danh mục tài liệu o 14 Liên kết ngoài o 14.1 Tiếng Anh o 14.2 Tiếng Việt [sửa]Đặc điểm (3) Mặt Trăng qua Mặt Trời 2/2007, chụp camera tử ngoại Mô hình cấu trúc Mặt Trời: Lõi Vùng xạ Vùng đối lưu Quang Sắc Vành nhật hoa (Quầng) Vết đen Mặt Trời Hạt quang (Đốm) Vòng plasma Mặt Trời là ngôi thuộc dãy chính màu vàng chiếm khoảng 99% tổng khối lượng Hệ Mặt Trời Nó là hình cầu gần hoàn hảo, hơidẹt khoảng chín phần triệu,[22] có nghĩa đường kính cực nó khác biệt so với đường kính xích đạo 10 km (6 dặm) Bởi Mặt Trời tồn dạng trạng thái plasma và không rắn đó tốc độ quay (vận tốc góc) xích đạo nhanh hai cực Điều này gọi là chuyển động không đồng tốc Chu kỳ củachuyển động thực này xấp xỉ 25,6 ngày xích đạo và 33,5 ngày cực Tuy nhiên, vì điểm quan sát thuận lợi luôn thay đổi Trái Đất quay quanh Mặt Trời nên chuyển động biểu kiến ngôi này xích đạo là khoảng 28 ngày.[23] Hiệu ứng ly tâm chuyển động chậm này yếu 18 triệu lần so với lực hấp dẫn xích đạo Mặt Trời Hiệu ứng thủy triều các hành tinh chí còn yếu hơn, và không ảnh hưởng lớn tới hình dạng Mặt Trời [24] (4) Mặt Trời là nhóm I, nhóm có nhiều nguyên tố nặng.[note 1] Sự hình thành Mặt Trời có thể đã các sóng chấn động từ hay nhiều siêu tân tinh bên cạnh.[25] Lý thuyết này đưa phong phú nguyên tố nặng Hệ Mặt Trời, vàng và uranium, có nhiều nguyên tố này thì gọi là Sao nhóm II (ít nguyên tố nặng) Các nguyên tố này theo khả có thể đã tạo các phản ứng hạt nhân thu lượng quá trình hình thành siêu mới, hay biến đổi thông qua hấp thụ neutron bên ngôi lớn hệ hai.[26] Cấu trúc Mặt Trời không có ranh giới cụ thể hành tinh đá: phần phía ngoài nó, mật độ các khí giảm gần nhưtheo hàm mũ theo khoảng cách từ tâm.[27] Tuy nhiên, cấu trúc bên nó xác định rõ ràng, miêu tả bên Bán kính Mặt Trời đo từ tâm tới cạnh ngoài quang Đây đơn giản là lớp mà bên trên nó các khí quá lạnh hay quá mỏng để xạ lượng ánh sáng đáng kể, và vì là bề mặt dễ quan sát mắt thường.[28] Phía Mặt Trời không thể quan sát trực tiếp và chính Mặt Trời là vật chắn xạ điện từ Tuy nhiên, tương tự địa chất học sử dụng sóng các trận động đất tạo để xác định cấu trúc bên Trái Đất, ngành nhật chấn học (helioseismology) sử dụng các sóng ngoại âm (infrasound) xuyên qua phần Mặt Trời để đo và hình dung cấu trúc bên ngôi [29] Mô hình máy tính Mặt Trời sử dụng công cụ lý thuyết để xác định các lớp bên nó [sửa]Lõi Bài chi tiết: Lõi Mặt Trời Mặt cắt ngang ngôi kiểu Mặt Trời (hình vẽ bởiNASA) (5) Dãy phản ứng p-p giải phóng xạ điện từ gamma, neutrino Lõi Mặt Trời coi là chiếm khoảng 0,2 tới 0,25 bán kính Mặt Trời [30] Nó có mật độ lên tới 150g/cm³[31][32] (150 lần mật độ nước trên Trái Đất) và có nhiệt độ gần 13.600.000 độ K (so với nhiệt độ bề mặt Mặt Trời khoảng 5.800 K).[33] Những phân tích gần đây phi vụ SOHO cho thấy tốc độ tự quay lõi cao vùng xạ.[30] Trong hầu hết vòng đời Mặt Trời, lượng tạo phản ứng tổng hợp hạt nhânthông qua loạt bước gọi là dãy p–p (proton–proton) (xem hình bên phải) để biến hydro thành heli.[34] Chưa tới 2% heli tạo Mặt Trời có từ chu trình CNO (Cacbon-Nitơ-Ôxy) Lõi là vùng Mặt Trời tạo lượng đáng kể nhiệt thông qua phản ứng tổng hợp: phần còn lại ngôi đốt nóng lượng truyền ngoài từ lõi Tất lượng tạo từ phản ứng tổng hợp hạt nhân lõi phải qua nhiều lớp để tới quang trước vào không gian dạng ánh sáng Mặt Trời hay động các hạt.[35][36] Tốc độ phản ứng tổng hợp hạt nhân phụ thuộc nhiều vào mật độ và nhiệt độ, vì tốc độ phản ứng tổng hợp hạt nhân diễn lõi trạng thái cân tự điều chỉnh: tốc độ phản ứng lớn khiến lõi nóng lên nhiều và mở rộng chống lại trọng lượngcủa các lớp bên ngoài, làm giảm tốc độ phản ứng và điều chỉnh nhiễu loạn; và tốc độ nhỏ khiến lõi lạnh và co lại, làm tăng tốc độ phản ứng và lần lại đưa nó mức cũ [37] Các photon (tia gamma) nhiều lượng phát cácphản ứng tổng hợp hạt nhân bị hấp thụ plasma mặt trời vài millimét, và sau đó tái phát xạ theo hướng ngẫu nhiên (và mức lượng khá thấp)—vì cần thời gian dài các xạ lên tới bề mặt Mặt Trời Những ước tính "thời gian di chuyển photon" khoảng từ 10.000 tới 170.000 năm [38] Sau chuyến du hành cuối cùng qua lớp đối lưu bên ngoài để tới "bề mặt" suốt quang quyển, các photon thoát ánh sáng khả kiến Mỗi tia gamma lõi Mặt Trời chuyển thành hàng triệu photon ánh sáng nhìn thấy trước vào không gian Các neutrino phát sinh từ các phản ứng tổng hợp hạt nhân lõi, không giống photon, chúng tương tác với vật chất, vì toàn chúng thoát khỏi Mặt Trời Trong nhiều năm đo đạc số lượng neutrino Mặt Trời tạo cho kết thấp các dự đoán lý thuyếtkhoảng lần Sự không quán này gần đây đã giải thông qua khám phá các hiệu ứng dao động neutrino Vì trên thực tế Mặt Trời toả số lượng neutrino các lý thuyết dự đoán, các máy dò tìm neutrino để lọt 2/3 số chúng vì các neutrino đã thay đổi hương.[39] [sửa]Vùng xạ Trong vùng từ 0,25 tới khoảng 0,7 bán kính Mặt Trời, vật liệu Mặt Trời đủ nóng và đặc đủ để xạ nhiệt chuyển nhiệt độ từ lõi ngoài.[40] Trong vùng này không có đối lưu nhiệt; các vật liệu lạnh độ cao tăng lên (từ 7.000.000 °C tới khoảng 2.000.000 °C) làm gradient nhiệt độ này nhỏ giá trị tỷ lệ khoảng đoạn nhiệt (adiabatic lapse rate) và vì không thể gây đối lưu [32] Nhiệt truyền xạ—ion hydro và heli phát các photon, nó di chuyển khoảng cách ngắn trước bị tái hấp thụ các ion khác [40] Các photon thực tế bật lên nhiều lần xuyên qua vật chất đặc này tới mức photon riêng lẻ khoảng triệu năm để tới lớp bề mặt, và vì thế, lượng chuyển ngoài chậm.[32] Mật độ giảm sút hàng trăm lần (từ 20 g/cm³ xuống 0,2 g/cm³) từ đáy lên đỉnh vùng xạ.[40] Giữa vùng xạ và vùng đối lưu là lớp chuyển tiếp gọi là tachocline Đây là vùng nơi có thay đổi mạnh chuyển động xoay đồng tốc vùng xạ và chuyển động chênh lệch vùng đối lưu dẫn tới trượt mạnh—một điều kiện nơi các lớp ngang giáp trượt trên [41] Các dạng chuyển động giống chất lỏng vùng đối lưu bên trên, dần biến từ đỉnh lớp này xuống đáy nó, phù hợp với các đặc điểm yên tĩnh vùng xạ trên đáy Hiện tại, có giả thuyết cho nguồn phát điện từ bên lớp này tạo từ trường Mặt Trời.[32] [sửa]Vùng đối lưu (6) Trong lớp ngoài Mặt Trời, từ bề mặt nó xuống xấp xỉ 200.000 km (hay 70% bán kính Mặt Trời), plasma Mặt Trời không đủ đặc hay đủ nóng để chuyển lượng nhiệt từ bên ngoài xạ Vì thế, đối lưu nhiệt diễn các cột nhiệt mang vật liệu nóng bề mặt (quyển sáng) Mặt Trời Khi vật liệu lạnh bề mặt, nó xuống đáy vùng đối lưu, để nhận thêm nhiệt từ đỉnh vùng xạ Ở bề mặt nhìn thấy Mặt Trời, nhiệt độ đã giảm xuống 5.700 K và mật độ còn 0,2 g/m³ (khoảng 1/10.000 mật độ không khí mực nước biển) [32] Các cột nhiệt vùng đối lưu tạo nên dấu vết trên Mặt Trời, hình thức hột mặt trời (solar granulation) và siêu hột Sự hỗn loạn đối lưu phận phía ngoài này phần bên lòng Mặt Trời hình thành máy phát điện "tỷ lệ nhỏ" xuất tạo từ trường bắc và nam cực trên toàn bề mặt Mặt Trời.[32] Các cột nhiệt Mặt Trời là các pin Bénard và vì thường có hình lăng trụ năm cạnh.[42] [sửa]Quang Nhiệt độ hiệu (effective temperature), hay nhiệt độ vật đen Mặt Trời (5.777 K) là nhiệt độ vật thể đen với kích cỡ tương đương phải tạo cùng tổng lượng xạ Bài chi tiết: Quang Mặt Trời Bề mặt nhìn thấy Mặt Trời hay quang là lớp mà bên nó, Mặt Trời trở nên mờ đục với ánh sáng nhìn thấy được.[43] Trên quang ánh sáng khả kiến Mặt Trời tự vào không gian, và lượng nó thoát hoàn toàn khỏi Mặt Trời Sự thay đổi độ mờ đục xảy vì giảm số lượng ion H−, mà chúng dễ dàng hấp thụ ánh sáng.[43] Trái lại, ánh sáng khả kiến mà chúng ta nhìn thấy tạo các electron phản ứng với các nguyên tử hydro để tạo các ion H−.[44][45] Quang thực tế dày từ hàng chục tới hàng trăm kilômét, mờ chút ít so với không khí trên Trái Đất Bởi vì phần phía trên quang lạnh phần phía dưới, hình ảnh Mặt Trời lên sáng trung tâm so với cạnh hay rìa đĩa Mặt Trời, tượng gọi là rìa tối(limb darkening).[43] Ánh sáng Mặt Trời có phổ gần giống với quang phổ vật đen cho thấy nhiệt độ khoảng 6.000 K (các vùng sâu có nhiệt độ tới 6.400 K vùng nông là 4.400 K[40]), rải rác với các vạch hấp thụ nguyên tử từ các lớp loãng trên quang Quang có mật độ hạt ~1023/m3 (khoảng 1% mật độ hạt khí Trái Đất mực nước biển).[40] Những nghiên cứu ban đầu phổ quang học quang quyển, số đường hấp thụ tìm không tương ứng với mộtnguyên tố hoá học nào biết trên Trái Đất Năm 1868, Norman Lockyer đưa giả thuyết các đường hấp thụ đó là nguyên tố mà ông gọi là "heli", theo tên thần Mặt Trời Hy Lạp Helios Mãi 25 năm sau, heli phân lập trên Trái Đất.[46] [sửa]Khí Xem thêm: Quầng nhật hoa và Vòng quầng (Coronal loop) (7) Trong kiện nhật thực toàn phần,quầng mặt trời có thể quan sát mắt thường Các phần bên trên quang Mặt Trời gọi chung là khí Mặt Trời.[43]Chúng có thể quan sát kính viễn vọng trên toàn dãy phổ điện từ, từ sóng radio qua ánh sáng nhìn thấy tới tia gamma, và gồm năm vùng chính: nhiệt độ tối thiểu, sắc quyển, vùng chuyển tiếp, vành nhật hoa, và nhật quyển.[43] Nhật quyển, có thể coi là khí liên tục phía ngoài Mặt Trời, mở rộng bên ngoài vượt quá quỹ đạo Diêm Vương tới nhật mãn (heliopause), nơi nó hình thành biên giới đường chấn động rõ rệt với không gian liên Sắc quyển, vùng chuyển tiếp và vành nhật hoa nóng nhiều so với bề mặt Mặt Trời.[43] Lý giải thích việc này chưa rõ ràng, chứng cho thấy các sóng Alfvén có thể có đủ lượng để làm nóng vành nhật hoa [47] [sửa]Hàn Lớp lạnh Mặt Trời là vùng nhiệt độ tối thiểu nằm cách khoảng 500 km bên trên quanq quyển, với nhiệt độ cỡ 4.100 K.[43] Phần này Mặt Trời đủ lạnh để tồn các phân tử carbon monoxide và nước, có thể phát quang phổ hấp thụ chúng [48] [sửa]Sắc Bên trên lớp nhiệt độ tối thiểu là lớp dày khoảng 2.000 km, chủ yếu là quang phổ các đường hấp thụ và phát xạ.[43] Nó gọi là sắc bắt nguồn từ từ chroma Hy Lạp, có nghĩa màu sắc, sắc nhìn thấy ánh sáng có màu đầu và cuối các lần nhật thực toàn phần.[40] Nhiệt độ sắc tăng dần cùng với độ cao, lên khoảng 20.000 K gần đỉnh.[43] Ở phần phía trên sắc heli bị ion hoá phần.[49] (8) Được Kính Viễn vọng Quang học Mặt Trời Hinode chụp ngày 12 tháng năm 2007, hình ảnh Mặt Trời này cho thấy tình trạng sợi nhỏ plasma liên kết các vùng phân cực từ tính khác [sửa]Vùng chuyển tiếp Bên trên sắc có vùng chuyển tiếp mỏng (khoảng 200 km) đó nhiệt độ tăng nhanh từ khoảng 20.000 K thượng tầng sắc lên tới nhiệt độ gần triệu K vành nhật hoa.[50] Nhiệt độ gia tăng dễ dàng ion hoá toàn heli vùng chuyển tiếp, làm giảm mạnh xạ làm nguội plasma.[49] Vùng chuyển tiếp không xảy độ cao xác định chính xác Thực vậy, nó hình thành kiểu quầng với các đặc tính kiểu sắc gai và sợi, và luôn chuyển động hỗn loạn.[40] Vùng chuyển tiếp không dễ quan sát thấy từ bề mặt Trái Đất, mà thực tế có thể quan sát thấy từ vũ trụ các dụng cụ nhạy cảm với thành phần siêu cực tím củaquang phổ.[51] [sửa]Vành nhật hoa Vành nhật hoa kéo dài lớp khí bên ngoài Mặt Trời, nó có thể tích lớn Mặt Trời Vành nhật hoa liên tục mở rộng vào vũ trụ hình thành nên gió Mặt Trời, lấp đầy toàn Hệ Mặt Trời.[52] Vành nhật hoa thấp, gần bề mặt Mặt Trời, có mật độ phân tử khoảng 1015–1016/m3.[49][Ghi chú 1] Nhiệt độ trung bình vành nhật hoa và gió Mặt Trời khoảng 1–2 triệu kelvin, nhiên, vùng nóng nó khoảng 8–20 triệu kelvin Tuy chưa tồn lý thuyết đầy đủ để tính nhiệt độ vành nhật hoa, ít số lượng nhiệt nó biết có từ tái liên thông từ trường.[52] [sửa]Nhật Nhật là khoảng trống xung quanh Mặt Trời, lấp đầy gió plasma Mặt Trời và kéo dài xấp xỉ khoảng 20 lần bán kính Mặt Trời (0,1 AU) các mép phía ngoài Hệ Mặt Trời Biên giới phía nó xác định là lớp mà đó dòng gió Mặt Trời trở nên superalfvénic — có nghĩa là nơi dòng chảy trở nên nhanh tốc độ sóng Alfvén [53] Sự nhiễu loạn và các lực động lực học bên ngoài biên giới này không thể ảnh hưởng tới hình dạng quầng Mặt Trời bên trong, thông tin có thể di chuyển với tốc độ các sóng Alfvén Gió Mặt Trời bên ngoài liên tục xuyên qua Nhật quyển, hình thành nên trường điện từ Mặt Trời bên hình dạng xoắn ốc,[52] nó va chạm với nhật mãn với khoảng cách 50 AU từ Mặt Trời Tháng 12 năm 2004,tàu vũ trụ Voyager đã vượt qua dải chấn cho là phần nhật mãn Cả hai tàu Voyager ghi nhận mức độ hạt lượng cao chúng tiếp cận biên giới [sửa]Từ trường Xem thêm: Từ trường các Sao Dải dòng điện nhật phát triển toàn hệ Mặt Trời, và tạo ảnh hưởng từ trường quay Mặt Trời lên plasmatrong vật chất các hành tinh.[54] (9) Mặt Trời là có hoạt động từ trường Nó có từ trường biến đổi mạnh mẽ hàng năm và đổi hướng sau 11 năm.[55] Từ trường Mặt Trời tăng lên gây số hiệu ứng gọi chung là hoạt động Mặt Trời bao gồm vết đen trên bề mặt Mặt Trời, vết sáng Mặt Trời, và các xạ gió Mặt Trời, chúng mang vật chất vào hệ Mặt Trời.[56] Các ảnh hưởng hoạt động xạ này lên Trái Đất cực quang các vĩ độ trung bình đến cao, và gián đoạn việc truyền sóng radio và điện Hoạt động Mặt Trời cho là có vai trò quan lớn hình thành và tiến hóa hệ Mặt Trời và làm thay đổi cấu trúc tầng điện ly Trái Đất.[57] Tất vật chất Mặt Trời thể khí và plasma có nhiệt độ cao Điều này có thể làm cho vận tốc quay vùng xích đạo (khoảng 25 ngày) nhanh các vùng có vĩ độ cao (khoảng 35 ngày gần các cực) Vận tốc quay khác các vĩ độ Mặt Trời tạo các đường sức từ xoắn vào theo thời gian, tạo các vòng hoa từ tường phun từ bề mặt Mặt Trời và tạo các vết đen Mặt Trời và các tai lửa Mặt Trời (xem nối lại từ trường) Sự xoắn vào này làm tăng solar dynamo (quá trình phát sinh từ trường Mặt Trời) và gây đảo từ Mặt Trời theo chu kỳ 11 năm.[58] [59] Từ trường Mặt Trời mở rộng ngoài ranh giới nó Plasma gió Mặt Trời bị từ hóa mang từ trường Mặt Trời vào không gian tạo từ trường các hành tinh.[52] Vì plasma có thể chuyển động trên các đường sức từ, từ trường các hành tinh mở rộng xuyên tâm từ Mặt Trời ngoài không gian Do trường từ trên và xích đạo khác cực hướng vào và hướng khỏi Mặt Trời, nên tồn lớp dòng điện mỏng trên mặt phẳng xích đạo gọi là dải dòng điện nhật quyển(heliospheric current sheet).[52] Ở khoảng cách lớn, quay Mặt Trời xoắn từ trường và dải dòng này thành cấu trúc giống xoắn ốc Archimedes gọi là xoắn ốc Parker.[52] Từ trường các hành tinh mạnh từ trường hai cực Mặt Trời Từ trường hai cực Mặt Trời 50– 400 μT (trong Quang quyển) giảm theo hàm mũ bậc ba khoảng cách và đạt 0,1 nT Trái Đất Tuy nhiên, theo các thăm dò từ tàu không gian cho thấy từ trường các hành tinh vị trí Trái Đất cao khoảng 100 lần so với số trên, vào khoảng nT.[60] [sửa]Thành phần hóa học Mặt Trời cấu tạo chủ yếu các nguyên tố hydro và heli, các nguyên tố này chiếm tương ứng 74,9% và 23,8% khối lượng Mặt Trời quang [61] Các nguyên tố nặng gọi là kim loại thiên văn học, chiếm ít 2% khối lượng Mặt Trời Trong đó phổ biến là oxy (chiếm gần 1% khối lượng Mặt Trời), cacbon (0,3%), neon (0,2%), và sắt (0,2%).[62] Thành phần hóa học Mặt Trời thừa hưởng các nguyên tố từ vật chất các nó hình thành: hydro và heli Mặt Trời tạo từ tổng hợp hạt nhân Big Bang Các kim loại này tạo tổng hợp hạt nhân kết thúc quá trình tiến hóa và trả các vật liệu chúng khoảng không các trước Mặt Trời hình thành.[63] Thành phần hóa học quang thường xem là đại diện cho các thành phần hệ Mặt Trời nguyên thủy.[64] Tuy nhiên, Mặt Trời hình thành, heli và các nguyên tố nặng tích tụ quang Do đó, quang ngày chứa ít heli và có khoảng 84% các nguyên tố nặng so với tổ tiên; tổ tiên có 71,1% hydro, 27,4% heli, và 1,5% kim loại.[61] Bên Mặt Trời, các phản ứng tổng hợp hạt nhân làm biến đổi thành phần nó hidro biến thành heli, vì phần cùng Mặt Trời có khoảng 60% heli, còn hàm lượng kim loại phổ biến thì không đổi Do phần bên Mặt Trời có hoạt (10) động phóng xạ, không phải đối lưu (xem cấu trúc trên), nên không có sản phẩm tổng hợp hạt nhân nào từ lõi vào quang [65] Các nguyên tố nặng phổ biến Mặt Trời mô tả bên trên đo đạc đồng thời quang phổ quang và các vật chất thiên thạch không bị nung chảy Các thiên thạch này cho là có chứa thành phần ngôi tiền Mặt Trời và không bị ảnh hưởng tích tụ các nguyên tố nặng Đó là hai cách đo đạc nhiều người đồng ý nhất.[9] [sửa]Các nguyên tố nhóm sắt bị ion hóa Trong thập niên 1970, nhiều nghiên cứu tập trung vào phong phú các nguyên tố nhóm sắt Mặt Trời.[66][67] Mặc dù các nghiên cứu này mang lại nhiều ý nghĩa, việc xác định phong phú các nguyên tố nhóm sắt (như coban và mangan) còn là khó khăn vào thời điểm đó các cấu trúc siêu mịn chúng [66] Một hoàn chỉnh độ mạnh dao động đầu tiên các nguyên tố nhóm sắt bị ion hóa riêng lẻ thực thành công vào thập niên 1960, [68] và nâng cấp vào năm 1976.[69] Năm 1978, phong phú các nguyên tố thuộc nhóm sắt bị ion hóa đã nhận dạng.[66] [sửa]Quan hệ phân tầng khối lượng hành tinh và Mặt Trời Nhiều tác giả khác đề cập đến tồn mối quan hệ phân tầng khối lượng các thành phần đồng vị Mặt Trời và khí trơ trên các hành tinh,[70] ví dụ tương quan thành phần đồng vị hành tinh và Mặt Trời là Ne và Xe.[71] Tuy nhiên, người ta tin toàn Mặt Trời có cùng thành phần bầu khí Mặt Trời trải rộng và ít là đến năm 1983 [72] Năm 1983, người ta cho có phân tầng trên Mặt Trời, chính vì đã tạo mối quan hệ phân tầng các thành phần đồng vị hành tinh và gió Mặt Trời là các khí hiếm.[72] [sửa]Các chu kỳ trên Mặt Trời [sửa]Các vết đen Mặt Trời Bài chi tiết: Vết đen Mặt Trời Số liệu đo đạc chu kỳ mặt trời thay đổi vòng 30 năm gần đây Khi quan sát Mặt Trời các lọc thích hợp, các đặc điểm dễ nhận đó là cácvết đen Mặt Trời, chúng là các khu vực bề mặt xác định rõ ràng vì chúng tối các khu vực xung quanh nhiệt độ chúng thấp Các vết đen này là vùng có hoạt động từ trường mạnh, đây đối lưu điều khiển các trường từ mạnh, nhằm giải phóng lượng từ bên Mặt Trời lên bề mặt nó Trường từ làm nóng phần lõi, tạo thành các vùng hoạt động đây chính là nguồn gây vết lóa Mặt Trời (solar flare) và đại phóng thích vật chất vành nhật hoa (CME) Các vết đen lớn có thể vươn xa hàng chục ngàn km [73] (11) Số lượng các vết đen có thể thấy trên Mặt Trời thì không cố định, chúng thay đổi theo chù kỳ 11 năm hay còn gọi là chu kỳ Mặt Trời Trong điều kiện bình thường, có vài vết đen có thể quan sát được, và quan sát hết tất Một số xuất các vĩ độ lớn Khi diễn chu kỳ Mặt Trời, số lượng các vết đen tăng và chúng di chuyển gần phía xích đạo Mặt Trời, tượng này miêu tả quy luật Spörer Các vết đen luôn tồn thành cặp có cực từ đối Cực từ vết đen xen kẽ chu kỳ Mặt Trời, vì nó là cực bắc từ chu kỳ và là cực nam chu kỳ [74] Lịch sử quan sát các vết đen mặt trời vòng 250 năm gần đây, cho thấy chu kỳ mặt trời khoảng ~11 năm Chu kỳ Mặt Trời có ảnh hưởng lớn đến thời tiết không gian, và khí hậu trên Trái Đất độ sáng có mối quan hệ trực tiếp với hoạt động từ trường [75] Cực tiểu hoạt động Mặt Trời có xu hướng tương quan với nhiệt độ lạnh hơn, và lâu so với các chu kỳ mặt trời trung bình có xu hướng tương quan đến nhiệt độ nóng Trong kỷ 17, chu kỳ mặt trời dường đã ngưng hoàn toàn vài thập kỷ; có ít vết đen quan sát giai đoạn này Cũng giai đoạn này, hay còn gọi là cực tiểu Maunder hay thời kỳ băng hà nhỏ, châu Âu đã trải qua thời kỳ nhiệt độ lạnh.[76] Hoạt động cực tiểu vào thời kỳ trước đây phát thông qua việc phân tích vòng sinh trưởng cây đã sinh sống vào thời gian nhiệt độ toàn cầu thấp nhiệt độ trung bình.[77] [sửa]Chu kỳ dài Một giả thuyết gần đây nêu từ trường không ổn định lõi Mặt Trời tạo dao động với chu kỳ 41.000 100.000 năm Điều này có thể cung cấp các kiện để giải thích thời kỳ băng hà là chu kỳ Milankovitch.[78][79] [sửa]Vị trí và chuyển động dải Ngân Hà Sự chuyển động tâm tỉ cự hệ Mặt Trời tương Mặt Trời (12) Geminga, phía trên bên trái và xung Con Cua Ảnh chụp phổ tia gamma Sự chuyển động Mặt Trời liên quan đến khối tâm hệ Mặt Trời trở nên phức tạp các nhiễu loạn từ các hành tinh Cứ vài trăm năm chuyển động này lại thay đổi cùng hướng và ngược hướng với các thiên thể khác.[80] Mặt Trời nằm gần rìa nhánh Orion Ngân Hà, đámmây liên Địa phương vành đai Gould, với khoảng cách giả thuyết 7,5–8,5 kpc (25.000–28.000 năm ánh sáng) tính từ tâm Ngân Hà,[81][82][83][84]nằm bên Bong bóng địa phương, không gian khí nóng loãng, có thể tạo từ phần còn sót lại siêu tân tinh, Geminga, nguồn phát xạ tia gamma sáng chói.[85] Khoảng cách nhánh địa phương và nhánh gần đó là nhánh Perseus vào khoảng 6.500 năm ánh sáng.[86] Điểm apec đường Mặt Trời là hướng mà mặt trời qua không gian thiên hà Hướng chung chuyển động Mặt Trời thẳng Vega gần chòm Hercules, với góc gần 60 độ khối (sky degree) so với hướng tâm Ngân Hà Nếu người nào đó quan sát Mặt Trời từ Alpha Centauri, hệ gần nhất, Mặt Trời xuất chòm Cassiopeia.[87] Quỹ đạo Mặt Trời xung quanh Ngân Hà cho là dạng elip có chút nhiễu các nhánh xoắn ốc và phân bố khối lượng không đồng thiên hà Thêm vào đó, Mặt Trời dao động lên và xuống so với mặt phẳng thiên hà khoảng 2,7 lần quỹ đạo Đều này tương tự với dao động điều hòa đơn giản không có lực kéo nào Đã có trang luận chuyển động Mặt Trời xuyên qua các nhánh xoắn ốc mật độ cao đôi với các kiện tuyệt chủng lớn trên Trái Đất, có lẽ là làm tăng các kiện va chạm (impact event).[88] Hệ Mặt Trời khoảng 225–250 triệu năm để hoàn thiện vòng quỹ đạo nó Ngân Hà (hay năm ngân hà),[89] vì vậy, tổng số vòng quay Mặt Trời quanh Ngân Hà là khoảng 20–25 đời đã qua nó.Vận tốc quỹ đạo hệ Mặt Trời so với tâm Ngân Hà vào khoảng 251 km/s.[19] Với vận tốc này, nó khoảng 1.400 năm để hệ Mặt Trời khoảng cách năm ánh sáng, hay ngày để AU.[90] [sửa]Các vấn đề các học thuyết [sửa]Nơtrino Mặt Trời Trong vài năm số lượng nơtrino electron Mặt Trời phát trên Trái Đất từ 1⁄3 đến 1⁄2 so với số lượng dự đoán Mô hình Mặt Trời tiêu chuẩn Kết bất thường này đặt tên là vấn đề nơtrino Mặt Trời Các giả thuyết đưa để giải vấn đề này là giảm nhiệt độ bên Mặt Trời làm cho dòng nơtrino thấp hơn, là khẳng định các nơtrino electron có thểdao động liên quan đến các nơrino tau và nơtrino muon, mà hai loại này không thể nhận biết chúng chuyển động Mặt Trời và Trái Đất.[91] Một vài quan sát nơtrino đã bắt đầu thực (13) thập niên 1980 để đo dòng nơtrino Mặt Trời với độ chính xác có thể, bao gồm Đài quan sát Neutrino Sudbury và Kamiokande.[92] Các kết cho thấy các nơtrinos có khối lượng tĩnh nhỏ và thực tế là có dao động.[93][39] Ngoài ra, vào năm 2001 dự án Đài quan sát Neutrino Sudbury đã có thể nhận dạng loại nơtrino cách trực tiếp, và thấy tốc độ phát xạ tổng số các nơtrino Mặt Trời phù hợp với Mô hình Mặt Trời tiêu chuẩn, mặc dù nó phụ thuộc vào lượng nơtrino làm cho có 1/3 nơtrino phát trên Trái Đất là loại nơtrino electron [92][94] Tỷ lệ này phù hợp với dự đoán theo hiệu ứng Mikheyev-Smirnov-Wolfenstein (hay còn gọi là hiệu ứng vật chất) Hiệu ứng này miêu tả dao động vật chất, và nó xem là lời giải cho vấn đề này.[92] [sửa]Nung nóng vành nhật hoa Bài chi tiết: Vành nhật hoa Nhiệt độ bề mặt Mặt Trời (quang quyển) vào khoảng 6.000 K Bên trên nó là vành nhật hoa, nhiệt độ lên đến - triệu K.[50] Nhiệt độ vành nhật hoa cao cho thấy nó đã bị nung nóng chế nào đó khác với đối lưu nhiệt trực tiếp từ quang quyển.[52] Người ta cho lượng cần thiết để nung nóng vành nhật hoa cung cấp chuyển động hỗn loạn đới đối lưunằm quang quyển, và có hai chế chính đã đề xuất để giải thích nung nóng vành nhật hoa [50] Thứ là nung nóng sóng, các sóng từ thủy động trọng lực tạo rối đới đối lưu.[50] Các sóng này chuyển động hướng lên và bị tán xạ vào vành nhật hoa, tích tụ lượng chúng lớp không khí xung quanh dạng nhiệt.[95] Thứ hai là nung nóng từ, theo đó lượng từ hình thành cách liên tục chuyển động quang và giải phóng thông qua magnetic reconnection dạng các vết sáng Mặt Trời lớn và vô số các dạng tương tự với kích thước nhỏ hơn.[96] Hiện tại, chưa có câu trả lời rõ ràng có phải các sóng ảnh hưởng đến chế nung nóng này hay không Tất các sóng trừsóng Alfvén đã phát là tán xạ phản xạ trước chúng chạm đến vành nhật hoa [97] Thêm vào đó, các sóng Alfvén không dễ dàng tán xạ vào vành nhật hoa Các nghiên cứu tập trung theo hướng chế nung nóng các vết sáng mặt trời [50] [sửa]Sao trẻ Bài chi tiết: Nghịch lý Mặt Trời trẻ Các mô hình lý thuyết phát triển Mặt Trời cho cách đây khoảng 3,8 đến 2,5 tỉ năm, vào liên đại Thái Cổ, Mặt Trời sáng khoảng 75% so với Như ngôi yếu nó không thể trì lượng nước ổn định trên bề Mặt Trái Đất, và sống đã có thể không phát triển Tuy nhiên, các chứng địa chất chứng minh Trái Đất đã trải qua chế độ nhiệt độ tương đối ổn định suốt thời kỳ lịch sử nó, và Trái Đất trẻ vào thời điểm nào đó quá khứ đã ấm Các tranh luận các nhà khoa học khí Trái Đất trẻ chứa nhiều khí nhà kính (như carbon dioxide, metan và amoniac) tại, các khí này giữ nhiệt đủ để làm cân nhiệt độ Trái Đất từ lượng nhỏ lượng mặt trời đến Trái Đất.[98] (14) [sửa]Các dị thường Mặt Trời thể bất thường theo nhiều cách [99][100] Nó giai đoạn thời kỳ ít vết đen mặt trời bất thường, thời kỳ này kéo dài và tỷ lệ các ngày không có vết đen cao bình thường; từ tháng năm 2008, các dự đoán tăng cường hoạt động vết đen xảy đã bị phủ nhận Có thể đo đạc độ mờ; lượng phát xạ giảm 0,02% các bước sóng khả kiến và 6% các bước sóng EUV so với các mức thời kỳ tối thiểu vết đen gần nhất.[101] Qua hai thập kỷ gần đây, vận tốc gió mặt trời giảm 3%, nhiệt độ giảm 13%, và mật độ giảm 20%.[102] Cường độ từ trường mặt trời giảm phân nửa so với thời kỳ thấp cách đây 22 năm Toàn nhật lấp đầy hệ Mặt Trời đã bị co lại, làm tăng độ xạ vũ trụ lên khí Trái Đất [sửa]Thám hiểm Mặt Trời [sửa]Những hiểu biết trước đây Thần Mặt Trời Helios cưỡi xe ngựa Chariot hình dung người Hy Lạp cổ đại Tranh Johann Baptist kỷ 18 Hiểu biết nhân loại Mặt Trời đó là đĩa sáng bầu trời, nó xuất thì gọi là ban ngày, còn nó biến là ban đêm Trong các văn hóa cổ đại và tiền sử, Mặt Trời xem là thần Mặt Trời hay các tượng siêu nhiên khác Thờ cúng Mặt Trời là tâm điểm các văn minh Inca Nam Mỹ và Aztec thuộcMexico ngày Một số tượng đài cổ xây dựng với ý tưởng kết hợp với các tượng liên quan đến Mặt Trời; ví dụ, các cự thạch đánh dấu cách chính xác đông chíhoặc hạ chí (các cự thạch tiếng phân bố Nabta Playa, Ai Cập, Mnajdra, Malta và ởStonehenge, Anh) Vào thời kỳ La Mã, ngày sinh Mặt Trời là ngày nghỉ để kỉ niệm Sol Invictus sau đông chí mà ngày gọi là Christmas Dựa theo các cố định, Mặt Trời xuất từ Trái Đất xoay lần năm theo mặt phẳng hoàng đạo xuyên quamười hai chòm sao, và vì các nhà thiên văn học Hy Lạp cho nó là hành tinh (Hy Lạp planetes nghĩa là "đi lang thang"), sau đó nó đặt tên cho ngày trongtuần số ngôn ngữ.[103][104][105] [sửa]Sư hiểu biết cùng với tiến khoa học [sửa]Trước Công nguyên (15) Vào đầu thiên niên kỷ TCN, các nhà thiên văn học Babylon đã quan sát thấy chuyển động Mặt Trời theo đường hoàng đạo là không đồng nhất, mặc dù họ không biết thế; với kiến thức ngày thì đó là Trái Đất chuyển động theo quỹ đạo elip quanh Mặt Trời, đó Trái Đất chuyển động nhanh nó gần Mặt Trời điểm cận nhật và chậm nó xa điểm viễn nhật.[106] Anaxagoras Một người tiên phong nêu lời giải thích khoa học Mặt Trời là nhà triết họcHy Lạp Anaxagoras (500-428 TCN) Ông cho Mặt Trời là cầu lửa kim loại khổng lồ, chí lớn Peloponnesus, và không phải là xe ngựa chariot thần Mặt TrờiHelios.[107] Khi giảng vấn đề dị giáo này, ông đã bị bỏ tù nhà cầm quyền và bị tuyên án tử hình, mặc dù sau đó ông phóng thích can thiệp Pericles Sau đó hai kỷ, vào kỷ TCN nhà toán học, thi sĩ, thiên văn học Hy Lạp Eratosthenes đã ước tính khoảng cách Trái Đất và Mặt Trời vào khoảng "400 vạn và 80.0000 thước đo tầm xa (stadia)", việc giải nghĩa chưa rõ ràng, nó ám 4.080.000 stadia (755.000 km) 804.000.000 stadia (148 đến 153 triệu km); số sau là chính xác với sai số vài phần trăm [sửa]Công nguyên Vào kỷ 1, nhà toán học, thiên văn học xứ Alexandria Ptolemy đã ước tính khoảng cách này gấp 1.210 lần bán kính Trái Đất.[108] Vào kỷ 8, nhà toán học, thiên văn học ngườiBa Tư Yaqūb ibn Tāriq đã ước tính khoảng cách Trái Đất và Mặt Trời gấp 8.000 lần bán kính Trái Đất, số lớn đơn vị thiên văn thời điểm đó.[109] Những đóng góp cho thiên văn học người Ả rập Albatenius phát hướngđộ lệch tâm Mặt Trời thay đổi,[110] và Ibn Yunus quan sát 10.000 vị trí Mặt Trời nhiều năm thiết bị đo độ cao thiên thể.[111] Sự chuyển động Kim Avicenna quan sát đầu tiên vào năm 1032 và ông kết luận Kim nằm gần Trái Đất Mặt Trời, [112] còn quan sát đầu tiên chuyển động Thủy doIbn Bajjah thực vào kỷ 12.[113] Nhà vật lý Ả rập, Alhazen, đã nghiên cứu các đặc điểm ánh sáng Mặt Trời các thí nghiệm với camera buồng tối (16) obscura, miêu tả Book of Optics (1021), và đã minh họa Mặt Trời là nguồn cung cấp ánh sáng cho Mặt Trăng.[114] Để tạo nên công trình ông vào kỷ 13, Qutb al-Din al-Shirazi và Theodoric Freibergđã đưa các giải thích chính xác tượng cầu vồng, còn Kamāl al-Dīn al-Fārisī đã xác nhận thông qua các thí nghiệm bằngcamera obscura màu sắc tượng cầu vồng là phân tán ánh sáng Mặt Trời.[115][116][117][upload.123doc.net] Trong kỷ 13, nhà thiên văn học đạo Hồi Maghribi đã ước tính đường kính Mặt Trời khoảng 255 lần đường kính Trái Đất,[119] số này lớn gấp đôi số chấp nhận [sửa]Thuyết nhật tâm Mô hình hệ mặt trời với mặt trời tâm Copernicus Giả thuyết Mặt Trời là trung tâm quỹ đạo chuyển động các hành tinh đượcAristarchus Samos (310-230 TCN) đưa vào kỷ TCN, và sau đó Seleucus Seleucia theo thuyết này (xem thuyết Nhật tâm) Quan điểm triết học quan trọng này đã phát triển thành mô hình toán học dự đoán cách hoàn chỉnh hệ nhật tâm vào kỷ 16 Nicolaus Copernicus Vào đầu kỷ 17, việc phát minh kính viễn vọngđã cho phép các quan sát chi tiết vết đen Mặt Trời Thomas Harriot, Galileo Galileivà các nhà thiên văn khác thực Galileo đã thực số quan sát vết đen Mặt Trời kính viễn vọng và thừa nhận chúng nằm trên bề mặt Mặt Trời là các vật thể nhỏ chuyển động qua khoảng không Trái Đất và Mặt Trời.[120] Các vết đen Mặt Trời các nhà thiên văn Trung Quốc quan sát vào thời nhà Hán (206 TCN - 220 CN), họ đã trì ghi chép các quan sát này vài kỷ Averroes đưa miêu tả các vết đen Mặt Trời kỷ 12.[121] Năm 1672 Giovanni Cassini và Jean Richer xác định khoảng cách đến Hỏa và đã tính khoảng cách đến Mặt Trời Isaac Newton quan sát ánh sáng Mặt Trời lăng kính, và thấy nó tạo thành từ nhiều màu sắc,[122] đó vào năm 1800 William Herschel phát xạ hồng ngoại nằm gần ánh sáng đỏ quang phổ Mặt Trời [123] Thập niên 1800 phát triển mạnh các kính quang phổ nghiên cứu Mặt Trời, và Joseph von Fraunhofer đã thực các quan sát đầu tiên các vạch hấp thụ quang phổ, vạch mạnh thường gọi theo tên ông là vạch Fraunhofer Khi mở rộng dải quang phổ sánh sáng từ Mặt Trời thì có số màu bị phát [sửa]Thiên văn học đại (17) Vào năm đầu tiên kỷ nguyên khoa học đại, nguồn lượng Mặt Trời là vấn đề còn nhiều bí ẩn Lord Kelvin đã đề nghị Mặt Trời là vật thể lỏng lạnh cách từ từ vì nó phát nhiệt dự trữ bên lòng nó.[124] Sau đó, Kelvin và Hermann von Helmholtz đưa chế Kelvin-Helmholtz để giải thích lượng lượng tỏa này Tuy nhiên, kết tính tuổi Mặt Trời có 20 triệu năm, số nhỏ so với các tính toán mà các dấu hiệu địa chất lúc đó đưa là ít 300 triệu năm [124] Năm 1890 Joseph Lockyer, người đã phát heli quang phổ Mặt Trời, đã đưa giả thuyết thiên thạch hình thành và tiến hóa Mặt Trời.[125] Mãi năm 1904 thì vấn đề này giải Ernest Rutherford cho lượng xạ Mặt Trời có thể đã trì nguồn nhiệt bên nó, và đó là hoạt động phân rã phóng xạ.[126] Tuy nhiên, Albert Einstein là người đã đưa mối quan hệ nguồn lượng phát từ Mặt Trời với phương trình cân khối lượng-năng lượng E = mc2.[127] Năm 1920, Sir Arthur Eddington đề xuất áp suất và nhiệt động lõi Mặt Trời có thể phát sinh phản ứng hợp hạch hạt nhân theo đó các hạt nhân hidro (proton) hợp lại tạo hạt nhân heli, quá trình này sinh lượng đồng thời làm giảm dần khối lượng.[128] Lượng hdro chiếm ưu Mặt Trời Cecilia Payne xác nhận vào năm 1925 Quan điểm lý thuyết tổng hợp hạt nhân các nhà vật lý thiên văn Subrahmanyan Chandrasekhar và Hans Bethe phát triển vào thập niên 1930 Hans Bethe đã tính toán chi tiết hai phản ứng sinh lượng chính trên Mặt Trời [129][130] Sau cùng, bài báo có ảnh hưởng lớn Margaret Burbidge xuất năm 1957 với tựa là "Sự tổng hợp các nguyên tố các Sao" ("Synthesis of the Elements in Stars").[131] Bài báo đã minh hoạ cách thuyết phục hầu hết các nguyên tố vũ trụ đã và tổng hợp các phản ứng hạt nhân bên các ngôi sao, giống Mặt Trời [sửa]Các nhiệm vụ khám phá không gian Wikimedia Commons có thêm thể loại hình ảnh và tài liệu về: Tàu SOHO Wikimedia Commons có thêm thể loại hình ảnh và tài liệu về: Tàu Genesis (18) Hình ảnh Mặt Trăng ngang qua Mặt Trời nhìn từ tàu STEREO-B ngày 25 tháng 2, 2007 Do STEREO-B di chuyển quanh Mặt Trời theo quỹ đạo Trái Đất và có khoảng cách đến Mặt Trăng xa so với khoảng cách từ Trái Đất, Mặt Trăng trông nhỏ so với Mặt Trời [132] Các vệ tinh đầu tiên thiết kế để giám sát Mặt Trời là Pioneer 5, 6, 7, và NASA, phóng lên khoảng 1959 - 1968 Các vệ tinh mang máy dò này quay quanh Mặt Trời với khoảng cách tương tự vệ tinh bay quanh Trái Đất, và thực các đo đạc chi tiết đầu tiên gió Mặt Trời và trường từ Mặt Trời Pioneer vận hành thời gian tương đối dài và truyền liệu đến năm 1987.[133] Trong thập niên 1970, hai phi thuyền Helios và Skylab Apollo Telescope Mount cung cấp cho các nhà khoa học liệu gió Mặt Trời và vành nhật hoa Hai phận thăm dò Helios and kết hợp Hoa Kỳ và Đức cùng nghiên cứu gió Mặt Trời bay quỹ đạo Thủy điểm cận nhật.[134] Trạm không gian Skylab NASA phóng năm 1973 gồm các mô-đun quan sát Mặt Trời gọi là Apollo Telescope Mount, mô-đun này vận hành các nhà du hành vũ trụ định cư trên đó [51] Skylab đã thực các quan sát thời gian đầu tiên các cùng Mặt Trời chuyển động qua và phát xạ tia tử ngoại từ vành nhật hoa.[51] Các phát bao gồm các giám sát đầu tiên phát xạ vật chất vành nhật hoa, còn gọi là "coronal transients", và các hố vành nhật hoa, ngày cho thấy nó liên quan đến gió Mặt Trời.[134] Năm 1980, Solar Maximum Mission phóng NASA Phi thuyền này thiết kế để giám sát các tia gamma, tia X và UVtừ các vết lóa Mặt Trời suốt thời gian hoạt động Mặt Trời mạnh và độ sáng Mặt Trời Tuy nhiên, vài tháng sau phóng, cố điện làm cho đầu dò chuyển sang chế độ dự phòng, và phải tháng hoạt động chế độ này Năm 1984 nhiệm vụ Space Shuttle Challenger STS-41 đã khôi phục vệ tinh và sửa hệ thống điện trước đưa nó trở vào quỹ đạo Solar Maximum Mission đã cung cấp hàng ngàn ảnh vành nhậ hoa trước trở khí Trái Đất tháng năm 1989.[135] Một chưong trình mang nhiệm vụ quan trọng là phóng Đài quan sát mặt trời và nhật (SOHO-Solar and Heliospheric Observatory) vào ngày tháng 12 năm 1995 doCơ quan Vũ trụ châu Âu (ESA) và Cục Quản trị Hàng không và Không gian Quốc gia Hoa Kỳ (NASA) hợp tác.[51] Soho nằm (19) điểm khá đặc biệt không gian, điểm Lagrange L1 Điểm Lagrange là điểm nằm trái đất và mặt trời, cách trái đất chừng 1,6 triệu km, nơi có điểm trọng lực cân các hành tinh[136][137] Sự giàu có các nguyên tố quang biết rõ từ các nghiên cứu quang phổ thiên văn, thành phần bên Mặt Trời thì biết ít Tàu Genesis, thiết kế để lấy mẫu gió Mặt Trời, cho phép các nhà thiên văn có thể trực tiếp đo đạc thành phần vật chất Mặt Trời Nó trở lại Trái Đất năm 2004 và lẽ phân tích, nó đã bị hư hại nặng hạ cánh dodù không mở vào bầu khí Trái Đất.[138][139] Tàu SOHO Tàu vũ trụ Genesis chế độ thu thập mẫu Mạng thu thập mẫu gió mặt trời Genesis [hiện] x•t•s Các chương trình thám hiểm Mặt Trời [sửa]Mặt Trời là nguồn lượng khổng lồ (20) Mặt Trời là ngôi gần Trái Đất - Hình chụp mặt trời ánh sáng nhìn thấy Bài chi tiết: Năng lượng Mặt Trời Ánh sáng nói riêng, hay xạ điện từ nói chung, từ bề mặt Mặt Trời xem là nguồn lượng chính cho Trái Đất Hằng số lượng mặt trời tính bằngcông suất lượng xạ trực tiếp chiếu trên đơn vị diện tích bề mặt Trái Đất; nó khoảng 1370 Watt trên mét vuông.[140] Ánh sáng Mặt Trời bị hấp thụ phần trên bầu khí Trái Đất, nên phần nhỏ tới bề mặt Trái Đất, gần 1.000Watt/m² lượng Mặt Trời tới Trái Đất điều kiện trời quang đãng Mặt Trời gần thiên đỉnh.[141] Năng lượng này có thể dùng vào các quá trình tự nhiên hay nhân tạo Quá trình quang hợp cây sử dụng ánh sáng mặt trời và chuyển đổi CO2 thànhôxy và hợp chất hữu cơ, nguồn nhiệt trực tiếp là làm nóng các bình đun nướcdùng lượng Mặt Trời, hay chuyển thành điện các pin lượng Mặt Trời Năng lượng dự trữ dầu mỏ và các nguồn nhiên liệu hóa thạch khác giả định là nguồn lượng Mặt Trời chuyển đổi từ xa xưa quá trình quang hợp và phản ứng hóa sinh sinh vật cổ.[142] [sửa]Mặt Trời và tác hại đến mắt Ánh sáng Mặt Trời sáng, và nhìn trực tiếp vào Mặt Trời có hại cho mắt, không nghiêm trọng mắt mở bình thường không mở rộng.[143][144] Nhìn trực tiếp vào Mặt Trời vào lúc trưa nắng làm cho các sắc tố quang hình màu tạm thời, có thể tạo tượng đom đóm mắt và mù tạm thời Nhìn thẳng vào Mặt Trời mắt trần nhận khoảng miliwatt ánh sáng vào và làm nóng lên đủ để có thể gây tác hại mắt không phản ứng kịp trước độ sáng Nhìn thoáng qua Mặt Trời có thể gây cảm giác khó chịu không gây hại nhiều.[145][146] (21) Phân tích ánh sáng mặt trời đến Trái Đất Nhìn Mặt Trời thông qua các thấu kính song kính có hại không có màn hấp thụ làm mờ tia sáng Các màng làm mờ có bán các cửa hàng cung cấp sản phẩmhàn và máy chụp ảnh Sử dụng đồ lọc thích hợp quan trọng làm giảm độ sáng và cản các tia hồng ngoại và cực tím có thể làm hại cho mắt các cấp độ sáng cao [147]Nhìn thẳng vào thấu kính để nhìn Mặt Trời có thể nhận khoảng watt lượng trực tiếp vào mắt, gấp 500 lần so với nhìn mắt thường Chỉ thoáng nhìn qua thấu kính mà không có đầu lọc có thể gây mù vĩnh viễn.[148] Trong tượng nhật thực, điều kiện nguy hiểm có thể xảy mắt phản ứng mắt với ánh sáng Đồng tử điều khiển tổng ánh sáng môi trường, không ánh sáng vật sáng môi trường Trong tượng nhật thực, phần lớn ánh sáng bị cản lại Mặt Trăng, phần ánh sáng không bị che khuất có lượng ánh sáng ngày bình thường Trong ánh sáng mờ, đồng tử có tượng giản nở từ mm đến mm, tăng điện tích tiếp nhận ánh sáng gấp 10 lần Các phần tử trên nhận trực tiếp từ ánh sáng Mặt Trời vì gấp 10 lần bình thường, hay lúc không nhật thực Nhìn trực tiếp nhật thực mắt thường có thể gây hủy hoại phần trên võng mạc, gây tượng mù đốm trên mắt.[149] Điều này đặc biệt ảnh hưởng với trẻ em và người không có kinh nghiệm Trong lúc Mặt Trời mọc hay lặn, ánh sáng bị hấp thụ phần khoảng đường xa tới tầng khí Trái Đất,[150] ngoài ánh sáng còn bị làm mờ bụi không khí, sương mù và độ ẩm không khí góp phần hấp thu này nên không làm cho mắt khó chịu [151] [sửa]Vòng đời Mặt Trời Xem thêm: Lịch sử Hệ Mặt Trời và Tiến hóa (22) Thời gian dừng lại Mặt Trời chết Mặt Trời Mặt Trời hình thành cách đây khoảng 4,57 tỉ năm đám mây phân tử hydro sụp đổ.[152] Sự hình thành Mặt Trời định tuổi theo cách: tuổi chuỗi kiện chính Mặt Trời xác định thông qua các mô hình máy tính kiện tiến hóa và niên đại học phóng xạ hạt nhân vào khoảng 4,57 tỉ năm.[153] Trong phương pháp định tuổi đồng vị phóng xạ các vật liệu cổ từ hệ Mặt Trời vào khoảng 4,567 tỉ năm.[154][155] Mặt Trời đã tồn nửa vòng đời nó theo các tiến hóa chuỗi kiện chính, các phản ứng tổng hợp hạt nhân lõi nó chuyển hydro thành heli Mỗi giây có triệu vật chất lõi Mặt Trời chuyển thành lượng, tạo neutrino và các dạng xạ lượng Mặt Trời Với tốc độ này nay, Mặt Trời đã chuyển đổi khoảng 100 lần khối lượng vật chất Trái Đất thành lượng Mặt Trời tổng cộng khoảng 10 tỉ năm để kết thúc tồn nó trước trở thành lùn trắng.[156] Kết tăng cường nguyên tử heli cách từ từ lõi Mặt Trời, độ sáng ngôi này từ từ tăng lên Độ sáng Mặt Trời tăng 10% 1,1 tỷ năm tới, 40% sau 3,5 tỷ năm [157] Mặt Trời không có khối lượng đủ lớn để kết thúc vòng đời vụ nổ tung siêu tân tinh Ngược lại, vòng 4-5 tỷ năm tới nó tới trạng thái khổng lồ đỏ mình, diễn nguồn hiđrô lõi cạn kiệt Sau đó nó bắt đầu phun trào hêli và nhiệt độ phần lõi tăng lên đến 10 triệu K và tạo carbon để trở thành gần là khổng lồ.[26] Các phản ứng nhiệt hạch sử dụng heli làm (23) nguyên liệu tổng hợp nên các nguyên tố nặng heli, làm cho lớp ngoài cùng Mặt Trời giãn nở, đạt đến vị trí bên ngoài quỹ đạo Trái Đất tại, 1AU (1,5×10¹¹ m), gấp 250 lần bán kính Mặt Trời.[158] Tuy nhiên, theo thời gian, đạt tới gần khổng lồ đỏ, Mặt Trời khoảng 30% khối lượng gió Sao, vì các quỹ đạo các hành tinh dần chuyển động xa Nếu làm quỹ đạo Trái Đất dịch xa phía bên ngoài, ngăn không cho nó bị nhấn chìm, các nghiên cứu cho thấy Trái Đất bị Mặt Trời "nuốt chửng" các tương tác thủy triều.[158] Thậm chí Trái Đất thoát khỏi ảnh hưởng Mặt Trời, tất nước bị bốc và hầu hết khí khí thoát vào không gian Trong trường hợp Mặt Trời còn nằm chuỗi kiện chính, nó tỏa sáng cách từ từ (khoảng 10% tỉ năm), và nhiệt độ bề mặt nó tăng cách chậm chạp Mặt Trời là yếu tố mờ nhạt quá khứ nó, đó là lý có thể hợp lý để giải thích sống trên Trái Đất tồn khoảng tỉ năm trên đất liền Nhiệt độ Mặt Trời gia tăng đã diễn khoảng tỉ năm, bề mặt Trái Đất trở nên nóng để nước có thể tồn dạng lỏng và kết thúc tất sống trái đất.[158][159] Sau giai đoạn đỏ khổng lồ, các xung nhiệt khổng lồ làm cho Mặt Trời phun các lớp bên ngoài nó để tạo tinh vân Mặt Trời sau đó trở thành lùn trắng, nguội dần vĩnh viễn Kịch tiến hóa này là điển hình có khối lượng thấp đến trung bình.[160][161] [sửa]Thời gian biểu tiến hóa Mặt Trời và hệ Mặt Trời Vòng đời Mặt Trời (tỉ năm), từ trái sang: Bắt đầu - Hiện - Nhiệt độ tăng dần - Sao khổng lồ đỏ - Suy sụp hấp dẫn - Sao lùn trắng Lấy mốc điểm khởi đầu hình thành hệ Mặt Trời nén ép trọng lực tinh vân mặt trời tăng lên cách đây tỉ năm Tiền Mặt Trời: kéo dài từ hàng tỉ năm đến 50 triệu năm trước hình thành hệ Mặt Trời Các đám mây tích tụ lại vùng bán kính 20 parsec Hình thành Mặt Trời: (24) - 0,1x106 năm: Loạt xạ siêu tân tinh lân cận kích hoạt tạo các vùng đậm đặc vật chất đám mây phân tử 0,1x106 - 50x106 năm: Mặt Trời lúc này có dạng khởi thủy T-Tauri 0,1x106 - 10x106 năm: Hình thành các dạng đĩa tiền hành tinh các hành tinh vòng ngoài, là tự tụ tập lại vật chất phía diềm ngoài tinh vân Mặt Trời Mặt Trời đặc lại và nóng lên, gió Mặt Trời thổi dạt các luồng khí liên hành tinh 10x106 - 100x106 triệu năm: Hình thành các hành tinh kiểu đất đá vòng Xuất các va chạm lớn Nước hình thành trên Trái Đất Tiến trình chính: Mặt Trời bắt đầu ổn định 200x106 năm: Đá cổ xưa trên Trái Đất (đã quan sát thấy) hình thành 500 - 600x106 năm: Cộng hưởng hấp dẫn Sao Mộc và Sao Thổ đã kéo Hải Vương phía đĩa Kuiper Một loạt các vụ va chạm các thiên thể đã xảy thời kỳ này 800x106 năm: Mầm mống sống xuất trên Trái Đất 4,7 tỉ năm: Là giai đoạn ổn định tại, với tăng cường độ sáng và nhiệt độ Mặt Trời khoảng 10% tỉ năm tỉ năm: Biên bề mặt Mặt Trời có thể mở rộng vượt quá quỹ đạo Trái Đất tới quỹ đạo Hỏa tỉ năm: Thiên hà Andromeda tiến dần Ngân Hà và xuất khả dù nhỏ có thể hút hệ Mặt Trời trước hai thiên hà hòa nhập Hậu tiến trình chính, từ năm 10 tỉ - 12 tỉ: Giai đoạn khổng lồ đỏ theo tiến trình Hertzsprung-Russell 10 - 12 tỉ năm: Mặt Trời bắt đầu bước vào quá trình đốt cháy hydro lớp ngoài lõi Kể từ thời điểm này, nó đã không còn thuộc nhóm các ngôi thuộc dãy chính Mặt Trời dần biến thành khổng lồ đỏ theo hệ thống tiến trình Hertzsprung-Russell và tỏa sáng gấp nhiều lần (độ sáng có thể gấp tới 2700 lần tại), lớn (25) nhiều (bán kính tăng lên gấp 250 lần) và nguội (còn khoảng 2726,85 K) Với kích thước cực kì lớn, Mặt Trời nuốt trọn Thủy và có thể Kim và Trái Đất Tới giai đoạn này, sau đã sử dụng hết hydro, Mặt Trời phải đốt tiếp heli để trì tồn Nó trở thành khổng lồ mặc dù đã 30% khối lượng so với thời kì cực thịnh Tiếp theo đó, Mặt Trời đến giai đoạn bùng nổ, phun xung quanh lượng lớn vật chất dạng ion hóa và plasma Lõi nó trở thành lùn trắng Tàn dư: Giai đoạn lùn trắng Ngoài 12 tỉ năm: Sao lùn trắng cạn kiệt dần lượng, nguội và trở thành lùn đen Ngoài 100 nghìn tỉ năm: Mặt Trời hạ nhiệt độ xuống còn vài độ K Toàn hệ Mặt Trời tham gia vào khối vật chất tốicủa vũ trụ [sửa]Trong văn hóa Xem thêm: Mặt Trời văn hóa Trong số ngôn ngữ đông Á, Mặt Trời viết là 日 (tiếng Trung, phiên âm pinyin rì tiếng Nhật nichi) hay 太阳 (giản thể)/太陽 (phồn thể) (pinyin tài yáng hay tiếng Nhật taiyō) Trong tiếng Việt, phiên âm Hán Việt chữ này là nhật và thái dương Mặt Trăng và Mặt Trời còn liên quan đến âm dương, với Mặt Trăng tượng trưng cho âm và Mặt Trời tượng trưng cho dương với ý nghĩa trái ngược nhau.[162] Mặt Trời đại diện cho lực lượng diệt trừ ma quỷ Các ma cà rồng hầu hết bị sợ ánh sáng Mặt Trời Cũng giống các tượng tự nhiên khác, Mặt Trời là đối tượng đề cập nhiều các văn hóa suốt lịch sử nhân loại và là từ gốc xuất xứ từ sunday (chủ nhật) [sửa]Xem thêm Rìa tối Quang Gió Mặt Trời Vết đen Mặt Trời Nhật thực Cực quang (26) Năng lượng Mặt Trời Proxima Centauri (27)