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標題: [11-29] 太 陽 系 (Solar System) 詳 盡 資 料 [打印本頁]

作者: CID冰水    時間: 2007-12-23 15:57     標題: [11-29] 太 陽 系 (Solar System) 詳 盡 資 料

太陽系 (Solar System)! O' R$ _! \8 S) q- M% Z% Y
土星 (Saturn)
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土星檔案
& R/ v, g. q9 k, {- S, xNASA飛越土星衛星-泰坦表面的動畫  太陽系中第二大的行星,由內而外排行第六,擁有超過四十七顆衛星。土星經常被厚雲覆蓋,大氣狀況與木星相似,但暗帶紋與亮帶不如木星般明顯,刮風也不如木星般頻密,但風力較強,偶然也會出現白色的雲。土星的兩極會產生極光。土星平均密度 (0.7 g/cc)比水低,擁有巨大、明亮、由細小冰粒構成的光環系統,在地球上用望遠鏡可以很容易地觀測到三個同心光環 (A,B 和 C)。光環內有很多結構(例如卡西尼環縫 - Cassini's division) 正受著衛星引力的影響。牧羊衛星 (Shepherd satellites)把最外層的光環局限在它現存的範圍內。光環包含數以萬計狹窄的小環 (ringlets),是粒子密度較高的地方。  
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- d  w) x( j  P; r6 _1 N小行星 (Asteroids)
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1 z1 {- R$ {! n: A) B
$ v5 T6 k) Q4 Y" c7 l一些繞太陽公轉的細小岩石殘骸。大部份小行星位於火星與木星之間的小行星帶 (asteroid belt)內。它們的軌道可能受這兩顆行星的萬有引力影響 (火星的兩顆衛星可能是被俘獲的小行星) 。只有超過二十多顆小行星的直徑大於 200km,其餘大部份的直徑都只有 ~0.1 km,呈不規則形狀。最大的谷神星 (Ceres)直徑約為月球的三分之一,並於二零零六年八月二十四日被國際天文學聯會歸類為「矮行星」(DwarfPlanets)。大部份天文學家認為小行星是一些不能集結成行星的原始岩石;有些人則認為它們是很久以前一顆瓦解了的行星碎片。阿波羅 -阿莫爾物體 (Apollo - Amor objects) 是數十顆軌道深入內太陽系的小行星,可能仍有很多這類小行星未被發現。  9 S! p: ^3 H+ j, e# q( }
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小行星帶 (Asteroid belt)
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1 V5 B" q- Z8 @' K# t2 O4 L位於火星和木星之間,由散落的小行星組成,它們大都是直徑小於 1 km 的岩石殘骸。  
0 I2 _( T8 L4 {9 T7 Q" U日振學(Helioseismology)  透過研究太陽表面的振動模式來揭示太陽內層結構。太陽內層的狀態會影響不同的振動模式的強弱,運用多普勒效應(表面移近地球->藍移,表面後退->紅移) 量度太陽表面的振動便知道太陽內層的移動、溫度、密度、壓力與自轉速度。  
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日珥 (Prominence) ! c) }& B0 ~! L$ O1 Z6 l6 L5 |- t/ u
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4 [; D' p  D2 s/ Y# Q7 v: t從強磁場區域噴射出來的紅色熱氣體。這些電離氣體 (主要為氫) 被困在磁場內。不少日珥呈弓形,就像鐵砂灑在磁鐵板上。有些日珥只能維持數小時 (爆發日珥),有些則可達數月之久(寧靜日珥)。  
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; o3 m9 e9 }$ V4 @2 o2 M日冕 (Corona)
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: A" z& z- Z) I! o2 ~7 `( |太陽最外層大氣。只能在日全蝕時看見。向外伸延至很多個太陽半徑。溫度非常高 (500,000-3,500,000 K),並向外遞增。密度非常低 (~數顆粒子 / cc)。一般相信色球與日冕的異常高溫與太陽強大磁場所釋放的能量有關。  ! U4 I0 G4 L7 X* P

- w* x' I8 \+ \太陽 (Sun) 0 |5 T" n* z* W1 c8 P$ ~( c9 d

$ l! C2 M0 |( H: a# V; m' ` 0 ]3 r( r3 ~# E8 z$ K, h% f

: p! w- _' |& Y/ K) k+ {6 V# s& r太陽檔案  1 ^# Y" n' z1 g" @* h
位於太陽系中心,是一顆能發光和熱的恆星,它透過在中心的核反應而產生能量。它的質量比地球大三十萬倍。八大行星,從「上面」(地球的北極)看,在近乎圓形的軌道上,繞太陽逆時針方向公轉。  5 y. [' l$ \; ~( F5 A5 y, T4 I
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太陽風 (Solar Wind) " F" @+ {+ U- e. V$ T
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從太陽吹出來的高能量帶電粒子。  
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太陽常數 (Solar Constant)  " @$ f' u( J9 i
太陽常數 = 抵達地球表面的太陽能量 ~1360 J/m2s。太陽常數改變 1%,地球溫度便可能改變 1-2°C。太陽常數的變動可導致地球氣候長期改變 (例如冰河時期),而太陽活動異常低潮的期間,太陽常數遞減 (例如蒙德極小期)。  % E* d9 j% D2 {8 Q

% y5 {) v  V1 h) M太陽黑子 (Sunspots)
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. i$ v# L- R; f/ R5 `6 @" k  j8 R& ?太陽表面上較冷和陰暗的區域。一般成群出現。太陽黑子由本影 (umbra) 及圍繞著它的半影 (penumbra)兩部份構成。本影比半影的溫度低(~4,000K),因此較暗。在黑子的範圍內,磁場非常強大,約為地球磁場平均值的一千倍。強大磁場抑制氣體的對流,使熱氣體的對流受阻,形成較冷的區域。像磁鐵一樣,一群黑子分成南北兩極。南、北半球黑子對的磁極方向相反。 0 `# d" z: M; ]" x

2 D- g( ^% J  h; `太陽黑子週期 (sunspot cycle)  
- [  @$ H+ m6 W: Y: M& T- b3 V黑子數目的變化週期約為11年 (上一次高峰期約在 1990年)。週期之初,黑子群在較高的緯度出現,隨後逐漸移近赤道,整體的黑子磁極方向每週期對調一次 (例如﹕N S R S N)。某些特殊時期內(例如蒙德極小期 (Maunder Minimum,1645-1715)) ,太陽表面幾乎完全沒有黑子。太陽黑子週期亦是太陽活動(solaractivity) 週期。當達到高峰期時,會出現更多黑子、日珥及耀斑。  
$ B: E( n9 g. `" z1 N7 O1 T- F; d, E* u" _. C& r
水星 (Mercury)
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3 S( k8 G" U8 `& c2 R; a
. j& ^9 U4 x" w/ j" _2 ^' w水星檔案
. q8 E- t  l$ [% |, u" X在太陽系中最接近太陽的行星,對地面觀測者來說,水星顯得經常在太陽附近。也就是昏星和晨星。它沒有可以保留熱力的大氣層(大氣層由於表面過熱和行星重力過弱而流失),所以晝、夜的溫度相差很大 (-170°C -430°C),而且表面保留了很多環形山未有被大自然侵蝕(例如卡勞維斯盤地 (Caloris Basin)是被一塊巨大的隕石撞擊而成的,環形山之間的平原 (intercrater plains)相信是由凝固的熔岩流形成的。)。  
7 R* C" X) _- [3 M: Z: u" d
. {4 ], S% _6 q) E( k火星 (Mars)
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+ X" `; ^6 z3 T3 L" o火星檔案
1 d% B7 R3 Q2 r8 f. w5 I3 k- u在太陽系眾行星中由內而外排第四位。土壤蘊含豐富的鐵質,所以呈現紅色(鐵鏽);在火星表面上觀看,天空呈現粉紅色,這是表面上吹起的紅色塵埃造成的。表面有不少環形山,也擁有巨大的火山 (例如奧林匹斯山,Olympus Mons )、峽谷 (例如 水手谷,Valles Marineris )和乾涸的河床,並經常發生巨大的塵埃風暴。火星的質量不足地球的11%,故引力也較弱,數十億年前的火星大氣層比現時的密度高很多,但易揮發的氣體不斷流走,現在只剩下稀薄的大氣層 (約為地球的1%),主要成分為二氧化碳。它的兩極有極冠 (polarcaps),含有多層凝固的乾冰覆蓋著一些冰(固態水﹞。火星還擁有兩顆形狀不規則的衛星。  
0 i% f$ o: x7 b9 l0 \  E# N' U  M. _! H; {, Y$ G$ Q' f
木星 (Jupiter) % v: M+ H0 B1 q
  
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1 \0 C1 S. y8 e. v- e
# g, a% j" M! p$ a# R* ~木星檔案  6 E7 G& H  E# f% S7 W
太陽系中最大的行星,由內而外排第五位。它擁有暗且薄、由細小粒子組成的光環,也擁有至少六十三顆衛星。木星的急速自轉 (週期約為10小時)使它變得扁平。複雜的天氣現象造成色彩絢麗的暗帶紋 (dark belts) 與亮帶 (light zones),著名的大紅斑 (GreatRed Spot) 是一個維持了超過 300 年的巨大氣旋。內在壓力非常強大,氫氣被壓縮成金屬液態氫 (liquid metallichydrogen) - 一種十分好的導電體。導電物料的急速旋動產生強大的磁場 (約為地球的 100倍),把繞著行星的帶電粒子困在一層薄薄的電流片 (current sheet) 上。  ! j8 U4 L" q/ B5 G4 Q( k

: E/ Y& D4 }: q9 ?天王星 (Uranus)
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天王星檔案  
% f+ V. L7 X6 k) c( Z& |9 T在太陽系眾行星中由內而外排第七位。大氣層內的甲烷使它呈現藍色,大氣流動亦遠不如木星般明顯。順時針方向自轉。自轉軸平行於公轉軌道的平面,因此在天王星的觀測者會看到太陽在半個公轉週期內永不沒落,但在隨後的半週期內卻永不升起。它擁有暗淡、狹窄、很疏和垂直於公轉軌道平面的光環系統。還擁有至少二十七顆衛星,全都是岩石世界。天王星是在 1781年被英國學者威廉赫歇耳 (William Herschel) 發現的。  $ P) F( y8 M/ S% v# s: u2 ?7 t! H  Q

+ y% F. U& |& x1 {; G: D8 `地球 (Earth)
8 Q# @6 k1 h5 ]$ o$ |  & w, X0 P% w- t" S4 w% @$ D
$ m) d8 Q/ }  ?$ j+ D: v% \

5 H" m2 V' r5 |( z地球檔案  
+ d3 U' C9 M- [# h太陽系中的行星,由內而外排第三位。地球的直徑約1.3×104 千米,地球不斷作週期一天的自轉,形成晝與夜。地球與太陽的平均距離為 1 AU1.5×108 千米,形成四季。  
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光球層 (Photosphere)  ) R( K# |2 h+ U, F) G* E& x! Q/ X
可見的太陽表面,由一層很薄的氣體構成。我們在地球上接收到的陽光,大部份是從光球射來的。溫度大約是 6000 K。(攝氏溫度 (°C) = 絕對溫度 (K) - 273°,例如 6000 K = 5727°C。) 密度~水平線上空氣密度的 0.1%。  
; O1 o9 D) ]% h7 S$ a! R$ L* A" s" Z/ _/ p* _6 i
色球層 (Chromosphere)  
6 D: H6 Y4 H% D  z光球上面一層厚度約為 10,000 km 的氣體。亮度比光球暗很多,只能在日蝕時看見。頂端的溫度達到 1,000,000K。密度降至比空氣密度稀薄約十萬億倍。  ! E0 j3 s% Q+ T; N7 ]* T

1 W" i( ~, _) E5 |$ E米粒 (Granule) - o9 F7 ?% ?, O0 ~+ B
被暗條紋分隔開的氣泡狀結構,直徑約為 1,000 km,平均壽命約 20 分鐘。米粒是對流現象,熱氣體從米粒中心上升,較冷的氣體從邊緣下沉。  ) h! Y1 a1 m' s: M2 x

( d+ h* j  f2 P" i; y+ K伽利略衛星 (Galilean Satellites) ' s: ?9 |1 J. Y9 @5 V: z
   
( _) Y+ y9 P: e0 F9 t9 x( N[img]http://www.phy.cuhk.edu.hk/astroworld/dictionary/pictures/gal_sat_1.jpghttp://hubblesite.org/newscenter/newsdesk/archive/releases/1995/35/[/img]
+ q1 A: G! K& o木星最大的四顆衛星,由意大利物理學家及天文學家伽利略發現,因此以他命名。它們包括木衛一 (Io) 、木衛二 (Europa) 、木衛三 (Ganymede) 和木衛四 (Callisto) 。  
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金星 (Venus) . ^  U+ m3 K& X# F! V+ k  h0 c
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' O9 O& W5 j) \, |9 G$ t1 ?
; F) G6 t2 |. M# ?% A  @! P) E金星檔案  % K: v- R/ I! x+ M. B
第二接近太陽的行星,它順時針方向自轉。表面隱蔽在高密度而穩定的雲層之下。很久之前,大部份水被太陽輻射分解,乾燥而濃密的大氣層(約為地球大氣層密度的 100 倍),成份主要為二氧化碳 (CO2),正因二氧化碳困住太陽輻射帶來的能量,造成溫室效應 (greenhouseeffect),令表面非常酷熱 (470°C),也使大氣層佈滿氣體化合物。雷達顯示金星表面主要被起伏的平原 (rolling plains)覆蓋著,間中有一些高山和火山。廣泛分佈的斷層 (faults) 證明表面曾經有火山活動。  
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柯伊伯帶 (Kuiper Belt) + i( h( e, r; \: S  \; |
  
2 o  r4 p: L. |( u+ P' w: i/ T7 phttp://hubblesite.org/newscenter/newsdesk/archive/releases/1995/26/% N) _* w5 s1 X4 V
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美國籍荷蘭天文學家柯伊伯 (Kuiper, Gerard Peter)(1905-1973)在海王星的軌道外 (30 - 100 AU)存在一些細小的冰質物體,可能是很多短週期彗星的來源。冥王星也可能只是柯伊伯帶中的物體。截至二零零三年,在已經發現的柯伊伯帶物體中,最大的兩顆是Sedna 及 2003UB313 (Xena),後者可能較冥王星還大,並於二零零六年八月二十四日被國際天文學聯會歸類為「矮行星」(DwarfPlanets)。  
( i! W; v; d6 ^) c原始星雲 (Solar Nebula)  一團旋轉中的混沌氣體與塵埃,旋轉時產生離心力 (centrifugal force) 使這團星雲變成扁平的碟狀,一些離開核心的物質形成行星,因此大部份行星在同一平面上繞太陽公轉,自轉方向相同。  
5 c( r/ N' m% ~海王星 (Neptune)
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3 k+ ?5 R$ w; Q/ g' }- e0 G
) G4 T+ F& L2 W# e3 P, f& A$ Q
. n6 ^% B6 ~- Z$ M7 J7 r海王星檔案 - D! O) n% _! A/ S# q. h
在太陽系眾行星中由內而外排第八位。大小、質量和大氣狀況與天王星類似。在海王星上亦發現了一些氣旋 (例如大黑斑- Great Dark Spot)。由凝固的甲烷構成的白色雲層,在高緯度的地方漂浮著。海王星也擁有細小、暗淡的光環和至少十三顆衛星。海王星是在 1846 年被德國天文學家伽勒(J G Galle)在勒威耶估計距離一度的地方發現的。  
0 m( H! j' ^- e) A9 i8 r. W0 G' s4 ^  [5 b3 g2 h
冥王星 (Pluto) # D8 {) E, }+ y
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冥王星檔案  一九三零年被發現,曾被列作第九大行星。細小、密度低 (可能含有大量冰),既不是類地行星,亦不是類木行星,於二零零六年八月二十四日被國際天文學聯會重新歸類為「矮行星」(DwarfPlanets)。順時針方向自轉,自轉軸傾斜60°。公轉軌道是長橢圓形,部份更與海王星的軌道重疊,有時會比海王星更接近太陽。沒有光環,但有一顆相對地較大的衛星 - 查倫(Charon)及兩顆小衛星(Nix 和 Hydra)。冥王星的公轉軌道與八大行星的公轉平面有17.2°的傾斜。  ' P1 ]9 p6 q' v* X& w: S; t, O
流星雨 (Meteor Shower)  有些隕星是彗星的碎片,它們散佈在彗星的公轉軌道上,當地球在某彗星軌道附近掠過時,便產生壯觀的流星雨 (meteor shower)。  
" B2 ~- U7 O+ G: R, X針狀物 (Spicules)  是伸延自光球的火焰狀結構。  
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隕石 (Meteorites)
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: x" w! E6 `) R( p, r大部份隕星都在穿過大氣層時被燒毀,那些僥倖抵達地面的殘餘部份稱為隕石。放射測年法顯示隕石的年齡約為 46 億歲,與整個太陽系的年齡大致相同。  6 ^3 R# s4 ^/ l" k: S; M# U+ Z. k
+ o  \( t* L6 e7 G! n. u; J
隕星 (Meteoroids)  
% T$ B  W4 E6 w6 z, z星際間細小的岩石殘骸。它們擊中地球後便如一轉瞬即逝的光痕,劃破黑夜長空,這就是大家熟悉的流星 (meteors)。  
1 }% c6 h. s" u% Q5 q. a
1 y  z% W8 M: E2 c0 o0 ^+ W7 B彗尾 (Tail) 3 n( C+ M1 O7 l! F
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蒸發的物質被太陽風和太陽輻射的壓力吹成尾巴狀,指向離開太陽的方向。 : y3 z: g* [& G: ?+ g; O, p4 a
9 h9 k& T. {9 H, j  S
彗星 (Comets) : Q9 i* G% T# i8 b/ T
  : Q7 W6 O5 `/ Y5 m: Z6 g( Z* j4 l: j

1 G$ h1 j6 J0 B- ]
# h: O" B) s) l: M; |在非常橢長的軌道上繞太陽公轉的「骯髒雪球」,大部份散佈在冥王星以外很遠的地方 (可能遠至 50,000 AU)。它們的週期大多數很長 -公轉一周可能需時十萬至一百萬年。一些為數不多的「短週期彗星」週期與人的壽命相若 (例如哈雷彗星的週期為 76年)。它們在接近太陽時它的軌道會因為物質被蒸發而出現明顯的變化,變得光亮並產生彗尾。當彗星最接近太陽時,彗髮與彗尾變得最明顯。彗星有時會被其他行星俘獲甚至被瓦解 (例如在 1994 年 7 月,Shoemaker - Levy 9 彗星與木星發生碰撞)。在巨大而遙遠的奧特斯雲(Oort cloud) 內,儲存了成千上萬不活躍的彗星。估計有接近一萬億顆彗星在距離太陽 30,000 AU 至 1 ly的範圍內繞太陽公轉,只有極少數的彗星受擾後會進入太陽系。  
1 F# ^# P  q" n4 w
9 t6 L. a4 T6 C  t彗核 (Nucleus) ( K3 t8 X0 c5 k1 L4 V3 R; Y
彗星主要的固體部份,體積很小 (衹有數公里)。彗星離太陽很遠時就只有這部份。  
( q4 F/ s- F( K- w( F& E/ ]' X) b
彗髮 (Coma)/ r' }: _9 ^6 ~" k! |
  塵埃與被蒸發的氣體包圍著彗核,最大時體積可以與木星相比。  5 `% n! v0 h& b" \3 i) i

% L7 \# |* X- T# h奧特斯雲 (Oort Cloud)
* O  v2 v) F$ t9 {- f  一團圓球狀雲,充滿冰凍物體,包圍著整個太陽系,身處太陽以外約 20,000 - 150,000 AU 的地方。荷蘭天文學家奧爾特提出奧特斯雲是「長週期彗星」的溫床。  . ^. ^0 n8 v& n) f1 K% X+ }

3 [% J! w5 Q$ ^0 ~2 o1 x6 r+ f( J裂谷 (Lobate Scarp)
0 y& {: I; P8 r* v$ @7 i; Q  巨大的彎曲懸崖。例如水星表面上因收縮而形成的裂谷。  
% A! S- R1 }1 _+ D' x
0 L8 S2 o* Q0 k8 P- r6 N超米粒 (Supergranule)
  Z0 z; B" J+ L4 [  比米粒更大、但對流速度非常緩慢的區域,約包含 ~300 顆米粒。  * ~! d6 w4 S' u: y! N4 {
% t/ S  t7 h+ S0 y! e' z+ J
臨邊昏暗 (Limb Darkening)0 }; u' g& w; k- L& k. t1 A
  太陽的邊緣顯得較暗。    U: v( D% y4 i) T9 v7 n0 _* `
+ L3 ~" Y0 s- N# `
類木行星 (Jovian Planets) 9 J9 r3 r5 r- O5 y6 U
  
  L3 }9 A- `+ ~
; u( k  t+ b& z* m" Y5 ^- ?9 m* N' U' N
木星、土星、天王星和海王星,位於外太陽系。外觀像氣體、主要由氫和氦構成,密度較低 ( ~1g/cc)。沒有固體的表面,但內部有很厚的液體層,可能有如地球般大小的岩石核心。體積與質量較大,重力較強而產生強大的潮汐力,有光環系統(ring systems)、很多衛星、濃厚的氫大氣層、有強大的氣壓和很多複雜氣象變化。  1 ^6 l- g6 o0 T0 z
  t/ {7 P) b5 @
類地行星 (Terrestrial Planets)
( o  A2 d4 j" U1 R: O2 H  * s2 @: D- ]0 g& N
+ k( C' d9 ?0 f6 ?2 ?+ X

4 l4 y1 T) Q5 l# Y水星、金星、地球和火星,位於內太陽系。密度相對地較高 ( ~3 - 5 g/cc,比較:水的密度 = 1g/cc),由鐵和鎳構成的核心被高密度的岩石外層包裹著。質量與體積較小,重力較弱,衛星數目較少(例如:地球只有一顆,火星有兩顆),有稀薄的大氣層,沒有光環系統。而且表面滿佈環形山。  - n2 w0 [% C2 o/ x) t: @

1 b; w3 M/ Z% Q4 P. k5 E* e耀斑 (Flares)
0 Q* q* K% f! ~1 G' a  
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7 Z7 j0 |3 h! c9 H: G' [; M( O8 q: G3 r/ X) r
非常猛烈的「色球爆發」,在數分鐘內到達爆發的高峰,不到一小時或在更短的時間內完全瓦解。一個巨大耀斑可以釋放出相等於 20 億噸 TNT的能量。耀斑會發放 X 射線、紫外線、可見光和高能粒子流。紫外線和高能帶電粒子增加地球大氣層內電離程度,干擾無線電通信,並在兩極附近形成極光(auroras)。而耀斑往往在磁場強大的黑子群附近出現。




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