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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)
2 V& W7 {2 F, q* [/ E% J& A7 _1 @: @土星 (Saturn) 7 V" o: q# D& c/ Y
  
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" q  g+ u, e! y9 k5 W土星檔案 - `7 ^- h+ M9 H# Y
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。  $ w8 O: q5 c6 n" P
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小行星 (Asteroids)
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/ L6 u- ]2 `5 Y/ k" q! o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。  
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) ?* R! z2 ?, O! R( z" d小行星帶 (Asteroid belt) / W, v9 B# ]% }- s
  
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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 j% P# r. r0 U+ t" G2 X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。  + e) \1 F! O  _9 j

( z5 E( p4 y2 {1 X' v日珥 (Prominence) 4 Z/ Q  A3 d1 K$ D& `. Q
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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)。  
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: D0 C  v: L& o) K( N& o7 }日冕 (Corona)
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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。  % a7 |3 n6 e, ]3 u+ F& o

  S  l0 U6 }  r5 T太陽 (Sun) 7 _6 t) B8 a0 C9 W  S+ @4 J4 f& R# \
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% S* R( n$ T* w0 O) e9 ^6 r太陽檔案  
+ {2 T9 \# O" j4 G, h3 O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。  7 S+ {' T7 e" }" e$ R
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太陽風 (Solar Wind) 5 T, g( h+ \) e7 }
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從太陽吹出來的高能量帶電粒子。  
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6 M3 ~$ ?3 R) w- [3 i2 V, U! @% Q太陽常數 (Solar Constant)  $ |2 K/ v  B3 c$ Y4 G
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)。  " R, U8 a$ _# u3 w% K1 D# q
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太陽黑子 (Sunspots)
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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。
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太陽黑子週期 (sunspot cycle)  
, {1 `; m2 B' I" X5 ^+ X$ F  ^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。  5 ^" Y9 H7 X& y9 a* M" s

, k3 r( Y; L  P$ r6 r, o  s水星 (Mercury) 3 ^& v1 R5 e* q; M' M9 _' {
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& s* |( J/ j6 t, ~* h水星檔案 * W4 ^7 C: v4 p; e, L, i" b3 \
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。)。  
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3 O% o1 t( V2 m8 Z火星 (Mars)
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( O; z6 p2 @! m6 o8 v火星檔案
1 \! H2 Y9 I2 i3 ^' 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。  , b! s- k( `  ~( E7 o3 W$ G
1 K4 ~$ Q* t1 k
木星 (Jupiter)
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- @& c4 Q, h. J6 R木星檔案  " {$ l9 S! u( b: ?  j5 F# a
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。  , V- I  t9 H  M- D2 |% a
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天王星 (Uranus)
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6 o' b( @5 A* n% _- _. @* d' S天王星檔案  
" C, G, d1 L" s' A5 X! w) D( I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。  # M9 u- n: I+ ?3 ?$ l9 }% }. V
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地球 (Earth) - U0 c8 H  C6 n; j$ B- ?9 S
  
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! }* Y' S9 G# l! c7 m6 H地球檔案  : ~* A. [" W# ^6 b% }( N& N4 p
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)  
1 O2 h8 n4 `, t0 M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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色球層 (Chromosphere)  ! L; K  a7 ^. r
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)
) C6 _: P5 @% m% M) y% E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% Z8 U% X" m, z
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伽利略衛星 (Galilean Satellites)
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# W& H/ C, ~" s# R! H# b7 s[img]http://www.phy.cuhk.edu.hk/astroworld/dictionary/pictures/gal_sat_1.jpghttp://hubblesite.org/newscenter/newsdesk/archive/releases/1995/35/[/img]( G/ G6 k4 x0 `3 [- ~3 W
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) 。  & J* h$ q1 E0 j1 i( W5 u$ L; d1 d% I- i
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金星 (Venus)
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( h& G: D  G! [金星檔案  $ \$ R' ?$ ~! o
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)
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7 ~8 k/ S# |( Z8 l- Chttp://hubblesite.org/newscenter/newsdesk/archive/releases/1995/26/
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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)。  $ W' W8 \2 w* E" h5 ~( }% Q
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。  ! I5 \* X- Z& g  _
海王星 (Neptune) 9 S9 C" E& o3 O6 r; s" a  V
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海王星檔案 - m9 Y7 F3 ^, W
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。  5 J3 s; S% s$ f0 F9 o# I

: A! k6 u; X  i冥王星 (Pluto)
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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。  
* [6 O# ^9 v# k9 r$ l( F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)。  
9 F! D+ y3 f  \  w0 x+ t) X針狀物 (Spicules)  是伸延自光球的火焰狀結構。  
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) j" d* e& v6 O5 N隕石 (Meteorites) / I1 r( Z. z: j
  
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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。  9 Q7 R5 c! m, |, e

7 t7 d1 C7 w) d( |隕星 (Meteoroids)  
" T8 b& ]8 A# }/ t7 F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)。  
) _9 H: U, ^9 r4 @: \: N* \& E0 J/ K% f; E, p& v
彗尾 (Tail)
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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。 % ~: H8 R1 p) H; n

! A$ `, m; T) |+ D彗星 (Comets) 5 y5 W& S. F- m6 Y* J
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0 U2 g, Y- A8 j
% H" V- y+ Q  N- a4 J& Y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。  
' Z/ K3 E0 Y6 o2 s! C& R) \4 U! j4 B8 S: O
彗核 (Nucleus)
. h# P4 H7 J# b* [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。  : I: ]$ {& ]& w2 C% Q

+ \- p. G" A8 N6 ~0 ~: O2 t$ d# D彗髮 (Coma)+ C$ y8 n1 c4 N0 f" e- N* f
  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。  
& |; E( \. @, ?2 n1 [
1 D7 I$ c" A% Z$ T6 h7 |; z( ?. g奧特斯雲 (Oort Cloud)$ ^4 ?9 q3 E( a8 ]1 h! K) X& g$ v
  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。  ( a& J3 n+ y0 k$ q0 G. _# J# e: }

/ h$ e# h$ N" {8 t* h( G1 M$ a裂谷 (Lobate Scarp)
6 l! l; M. m4 L( O" [) }+ M  巨大的彎曲懸崖。例如水星表面上因收縮而形成的裂谷。  
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超米粒 (Supergranule)
' A- ]( P" g, u* X" n  比米粒更大、但對流速度非常緩慢的區域,約包含 ~300 顆米粒。  
+ X9 _1 s) \9 |3 r$ Z/ z- b+ z1 t; G1 h3 q/ i0 Y
臨邊昏暗 (Limb Darkening)$ u9 C2 @. ]- v# M
  太陽的邊緣顯得較暗。  8 ~0 c7 K. l4 j/ p- C

" @% n  t4 m% O0 h$ P- ^' O' H& w類木行星 (Jovian Planets)
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" e% e: W- G0 x8 \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。  ! T/ w( b: e6 G/ N/ \8 u

% g0 @& E# Q3 H- g4 W1 |1 @- Q類地行星 (Terrestrial Planets)
8 L: l5 \' n5 K# Y: d5 q" U4 P  
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8 Y. G6 k3 X7 X9 j3 k- ?( @" t/ F9 ]9 V0 I: _. a! [
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。  ' A$ M0 U/ j1 Z$ f# u# W7 @

! t4 m8 x) m' x7 q" k( T耀斑 (Flares)   G4 q( p+ ]* C/ g; y3 w% C
  
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* V  o& |0 O( x1 e" E3 q: v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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