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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)3 z3 _% _- {2 E, c, q! D
土星 (Saturn)
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土星檔案 % }8 D/ B5 E& }) L8 R) {
NASA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。  2 C- H+ n0 ?* D& z! Y' ~. g

9 J6 |- H8 a" |- Z& A小行星 (Asteroids)
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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。  ! v; R2 }( Q# ~3 L- k5 D, h: f

6 E' p  b$ ~- V0 [$ B小行星帶 (Asteroid belt) . b: z; M" N' J. C: {! a
  
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/ X2 h, U; |: Y  ]6 {# D# I) W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。  6 S; ?; v) s$ q( v6 R5 [4 E/ L
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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. W6 q9 e$ u+ S7 I% T* C) ?日珥 (Prominence)
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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)。  9 O2 p( D/ h+ L& Q4 u7 I1 W6 Q- `9 v

; S; l2 e0 v0 m6 y6 |: e4 F) J7 q, P' x日冕 (Corona)
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: m4 }, C! c  }9 W# m# D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。  
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: d0 `- B$ T# w& D' p7 V* U太陽 (Sun)
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: E& A/ Q- e( U4 b. \/ O太陽檔案  6 F( d2 C$ w- ^& `
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。  1 O$ ]3 x) n* P8 f" a

& j# A' w7 w6 _太陽風 (Solar Wind)
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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)  
1 r9 t8 O1 X7 u3 z6 ^3 H8 s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)。  - W# \: \, }1 W; K+ I8 }
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太陽黑子 (Sunspots)   ]' L7 w0 E% M- z1 s4 i
  
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8 Q8 r- w+ I/ W/ y, J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。 . W1 S* t" J9 J/ X. x/ {
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太陽黑子週期 (sunspot cycle)  
# {2 X' o( S6 w$ Y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。  
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水星 (Mercury)
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水星檔案 8 t! k+ @* }, V% {
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。)。  8 d) k* W: M( H) c: u% T
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火星 (Mars) + B, B4 E' g2 e$ W# [
   
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8 Q/ t7 [; s  @火星檔案
* [8 F, p& s$ g2 v4 ^; O, f% r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。  
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$ q+ \. c* J/ r0 Q8 D) M木星 (Jupiter) ; ^+ V* Z( \4 U4 I" P: y
  
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木星檔案  
2 o) l  o) j+ H% M! E% B+ _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。  
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天王星 (Uranus)
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+ O$ i7 D+ X9 y6 o1 i4 Z& }天王星檔案  & `2 z. _( l# K
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。  " a9 U7 V5 o# A

7 j9 i4 a7 i, V- U地球 (Earth) : g$ J. ?1 d) ?* B6 h
  
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# U4 K3 j% T( l地球檔案  1 ]2 T; z% Q. S9 |6 T
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。  1 q" M  P- `0 y1 G3 o5 M! k$ @
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光球層 (Photosphere)  1 L2 \" S6 b- C' _# z& A! _+ {1 I" X! H
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%。  
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8 M% V3 k5 R, D4 W: S色球層 (Chromosphere)  8 C, x2 ?  Q( G
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。  
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米粒 (Granule)
+ |* Y1 X  D. z! U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。  
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伽利略衛星 (Galilean Satellites)
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$ k6 r& U8 E% z1 q5 `; o- E[img]http://www.phy.cuhk.edu.hk/astroworld/dictionary/pictures/gal_sat_1.jpghttp://hubblesite.org/newscenter/newsdesk/archive/releases/1995/35/[/img]
9 n* \9 c& n0 h. V* {1 ~) H9 d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) 。  : ]2 W3 Q0 T6 W- x9 o
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金星 (Venus)
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3 V! s! a9 z* P; C" I金星檔案  6 O6 L- C9 P# k; F0 F3 I
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) 1 L- R1 [; i9 Q' Y- A+ I5 a' S, y
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http://hubblesite.org/newscenter/newsdesk/archive/releases/1995/26/; L" N( ^! a3 g9 g8 V5 J/ I

+ Y! P/ n' r2 z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)。  
, |9 t9 B, L/ J% j1 b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。  
' I% r3 R) ]( P* C/ W/ [0 P海王星 (Neptune)
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海王星檔案
5 ~4 s0 g" y1 N# R. v8 f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 M7 c  ^( t* H
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冥王星 (Pluto)   I. Q7 S/ H% W( ~+ q" I  a. Z* [7 }
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% n2 }# d0 H2 U8 D  W1 P/ ]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。  7 ^5 Q# H4 _3 }/ @
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)。  7 @+ k% [) x+ T" F5 R% A: d
針狀物 (Spicules)  是伸延自光球的火焰狀結構。  # F5 ^' b, X3 S& m3 u/ E8 P. L
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隕石 (Meteorites) % z! L- D; u( a! h7 m( _% E
  
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" ^; \& h# v' a6 m/ n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。  
# Z/ V4 Q  @0 h/ O6 X: X2 a) M- c% ~' N
隕星 (Meteoroids)  
- h+ s3 B% h. X: j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)。  : S6 j! q4 U1 z' f" G- C
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彗尾 (Tail) 5 N& W9 @4 W+ D; h; m/ k1 s$ w
   
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7 N3 Y8 N: ~6 }4 D; y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。
1 K( F, W, k1 v
+ H' A5 r! u! X- {彗星 (Comets) & p0 n* r* N4 s" b7 A
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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。  
: S8 ^8 g4 m% z$ \% L9 _( d3 E+ Z; O: \
彗核 (Nucleus)
" }9 \( l3 C9 h( a5 ^/ ~# M0 ?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。  % q" _6 Q& ^( T7 Q

. w; U/ H" v$ ?0 R# L彗髮 (Coma)  W# d2 ~( z/ f/ Q" L
  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。  
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2 _7 I+ h* l4 G5 Q$ t奧特斯雲 (Oort Cloud)
2 K) j, D4 p# \9 \; |. E  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。  8 C7 D9 s+ W5 K  d6 ]4 ?! N/ x

: K5 ?! h- j8 i% H2 j0 r; y裂谷 (Lobate Scarp)7 T7 k/ i- B! a4 q( D
  巨大的彎曲懸崖。例如水星表面上因收縮而形成的裂谷。  0 k' Q7 u& O# U

* q5 K! a2 N/ ]超米粒 (Supergranule)% G% @( N/ m! |
  比米粒更大、但對流速度非常緩慢的區域,約包含 ~300 顆米粒。  
3 Q' X: ~6 ^! O. M6 n) Q. b4 d
) d4 @0 y4 d+ P  M9 F臨邊昏暗 (Limb Darkening)/ J3 n$ T: |; m! P
  太陽的邊緣顯得較暗。  4 t# a" {1 a& n0 _& F
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類木行星 (Jovian Planets) / f9 ]9 P# e+ W7 V
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4 i$ i" t% d0 J1 A0 t; ]' v0 B- ^( ?
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。    o1 \& T4 z3 p5 _. x; J. `* s
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類地行星 (Terrestrial Planets) # K6 D6 t: X4 C1 h$ h; H& f
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6 w- @; i/ `6 k+ B( V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。  # b0 @5 q+ D4 n8 |) w3 b. V
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耀斑 (Flares)
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6 f1 k/ \6 n; l3 c$ P' Y& M9 m8 _+ |$ g" y3 s

8 _: k+ r. u& @7 u( O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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