太阳和行星際磁場

快捷方式: 差异，相似，杰卡德相似系数，参考。

太阳和行星際磁場之间的区别

太阳 vs. 行星際磁場

太陽或日是位於太陽系中心的恆星，它幾乎是熱電漿與磁場交織著的一個理想球體。其直徑大約是1,392,000（1.392）公里，相當於地球直徑的109倍；質量大約是2千克（地球的333,000倍），約佔太陽系總質量的99.86% ，同時也是27,173,913.04347826（約2697.3萬）倍的月球質量。 从化學組成来看，太陽質量的大約四分之三是氫，剩下的幾乎都是氦，包括氧、碳、氖、鐵和其他的重元素質量少於2% 。 太陽的恆星光譜分類為G型主序星（G2V）。雖然它以肉眼來看是白色的，但因為在可见光的頻譜中以黃綠色的部分最為強烈，從地球表面觀看時，大氣層的散射使天空成為藍色，所以它呈現黃色，因而被非正式地稱為“黃矮星” 。 光譜分類標示中的G2表示其表面溫度大約是5778K（5505°C），V则表示太陽像其他大多數的恆星一樣，是一顆主序星，它的能量來自於氫融合成氦的核融合反應。太陽的核心每秒鐘聚变6.2億噸的氫。太陽一度被天文學家認為是一顆微小平凡的恆星，但因為銀河系內大部分的恆星都是紅矮星，現在認為太陽比85%的恆星都要明亮。太陽的絕對星等是 +4.83，但是由于其非常靠近地球，因此从地球上看来，它是天空中最亮的天體，視星等達到−26.74。太陽高溫的日冕持續的向太空中拓展，創造的太陽風延伸到100天文單位遠的日球層頂。這個太陽風形成的“氣泡”稱為太陽圈，是太陽系中最大的連續結構。 太陽目前正在穿越銀河系內部邊緣獵戶臂的本地泡區中的本星際雲。在距離地球17光年的距離內有50顆最鄰近的恆星系（最接近的一顆是紅矮星，被稱為比鄰星，距太阳大約4.2光年），太陽的質量在這些恆星中排在第四。 太陽在距離銀河中心24,000至26,000光年的距離上繞著銀河公轉，從銀河北極鳥瞰，太陽沿順時針軌道運行，大約2.25億至2.5億年遶行一周。由於銀河系在宇宙微波背景輻射（CMB）中以550公里/秒的速度朝向長蛇座的方向運動，这两个速度合成之后，太陽相對於CMB的速度是370公里/秒，朝向巨爵座或獅子座的方向運動。 地球圍繞太陽公轉的軌道是橢圓形的，每年1月離太陽最近（稱為近日點），7月最遠（稱為遠日點），平均距離是1.496億公里（天文学上稱這個距離為1天文單位） 。以平均距離算，光從太陽到地球大約需要经过8分19秒。太陽光中的能量通过光合作用等方式支持着地球上所有生物的生长 ，也支配了地球的氣候和天氣。人类從史前時代就一直認為太陽對地球有巨大影響，有許多文化將太陽當成神来崇拜。人类對太陽的正確科學認識進展得很慢，直到19世紀初期，傑出的科學家才對太陽的物質組成和能量來源有了一點認識。直至今日，人类对太阳的理解一直在不断进展中，还有大量有关太陽活动机制方面的未解之謎等待着人们来破解。 現今，太陽自恆星育嬰室誕生以來已經45億歲了，而現有的燃料預計還可以燃燒50億年之久。. 行星際磁場（IMF）是指存在于太陽系行星际空間的磁場。 因為太陽風是等离子体，它有著磁流体力学的特徵，而不是單純的氣體。例如，它是良好的導電體，所以來自太陽的磁力線會隨著太陽風一起運動。太陽風的動態壓力主導著幾乎通過整個太陽系（或太陽圈），所以磁場會因為向外的運動和太陽自轉的結合，由于太阳自转，磁力线呈螺旋状，在黄道面上，被拉扯形成阿基米德螺线的形式（派克螺旋）。 行星際磁场具有扇形结构，在每个扇形内部，磁场方向指向或背离太阳是一致的，而两个相邻扇形内磁场的极向却是相反的。 依據半球和太陽週期的相位，磁場的螺旋會向內或向外：磁場在太陽圈的南部和北部的螺旋有著一致的形狀，但是方向是相異的。這兩個磁域由一分為二的分隔著（電流被限制在一個彎曲的平面內），這個太陽圈電流片有著與芭蕾舞者裙擺相似的形狀，在形狀上的變化會隨著太陽磁場大約11年的反轉週期而改變。 在行星際物質中的等离子体也反應出太陽磁場在地球軌道附近的強度，並且比當初預期的強度大了100倍。如果太空中是真空的，太陽的10-4泰斯拉磁偶極場將以距離的3次方減少為10-11泰斯拉，但是人造衛星觀測到的強度是100倍，大約是10-9特斯拉。磁流體動力學（MHD）理論預測導電體流體（也就是行星際物質）在磁場中的運動，會反過來引起磁場的電流，並且這種表現很像磁流體動力學發電機。.

太阳系

太陽系Capitalization of the name varies.

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太阳风

太陽風（solar wind）特指由太阳上層大氣射出的超高速等离子体（带电粒子）流。非出自太陽的类似带电粒子流也常稱爲“恆星風”。 在太陽日冕层的高温（几百万開氏度）下，氢、氦等原子已经被電離成帶正電的质子、氦原子核和带负电的自由电子等。这些带电粒子运动速度极快，以致不断有带电的粒子挣脱太阳的引力束缚，射向太陽的外围，形成太陽風。 太陽風的速度一般在200-800km/s。 一般認為在太阳极小期，從太陽的磁場极地附近吹出的是高速太陽風，從太陽的磁场赤道附近吹出的是低速太陽風。太陽的磁場的活动是會變化的，週期大約為11年。 太陽風一词是在1950年代被尤金·派克提出。但是直到1960年代才證實了它的存在。長期觀測發現，當太陽存在冕洞時，地球附近就能觀測到高速的太陽風。因此天文学家認為高速太陽風的產生與冕洞有密切的關係。太阳表面的磁场及等离子体活动对地球有很重要的影响。当太阳发生强烈的活动时，大量的带电粒子随着太阳风吹向地球的两极，就会在两极的电离层引发美丽的极光。.

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太阳自转

太阳自转是太阳的自转行为，因为太阳由等离子体组成，因此自转速率随纬度的变化而变化。自转速率最快之处为赤道，（纬度φ.

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太陽圈

太陽圈（heliosphere）是太陽所能支配或控制的太空區域。太陽圈的邊緣是一個磁性氣狀泡，並且遠遠的超出冥王星之外。從太陽"吹"出的電漿，也就是所謂的太陽風，創建和維護著這個鼓起的泡沫，並且抵抗來自銀河系的氫氣和氦氣，也就是外面的星際物質，滲入的壓力。太陽風從太陽向外流動，直到遭遇到終端震波，然後在那兒突然的減速。航海家太空船積極的探測太陽圈的邊界，穿越過震波和進入日鞘，這是要到達太陽圈最外層的邊緣，稱為日球層頂的過渡區。當太陽在空間中移動時，太陽圈的整體形狀是由星際物質控制的，它似乎不是一個完美的球形。以有限的資料用於未探勘過的自然界，已經推導出許多理論的架結構。 在2013年9月12日，NASA宣布航海家一號已經在2012年8月25日穿過太陽圈，當時它測量到的電漿密度突然增加了40倍。因為日鞘標誌著太陽風和其餘銀河系的一種邊界，可以說航海家一號已經離開太陽系，抵達星際空間。.

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太陽圈電流片

太陽圈電流片（Heliospheric current sheet，缩写为HCS）或太陽圈電流頁Dr.是太陽系內部磁場極性发生轉換的表面，這個區域在太陽圈內沿著太陽赤道平面延伸。电流片的形状是受到行星際物質中太阳磁场旋转的影响而形成的，厚度大約为10,000公里，有一小股电流在电流片中流动，大小约为10-10A/m2。 电流片下面的磁场称为行星际磁场，其产生的电流构成了一部分太陽圈電流迴路Israelevich, P.L., et al., 2001, Astronomy and Astrophysics, 376, 288. 。太陽圈電流片有時也稱為行星際電流片。.

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太陽週期

太陽週期，或是太陽磁場活動週期是太陽的各種現象，包括太空天氣後面的動態引擎和能量來源。通過氫磁流體發電機的程序供給的能量，誘導太陽內部的流動，形成太陽週期。.

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地球

地球是太阳系中由內及外的第三顆行星，距离太阳约1.5亿公里。地球是人類已知宇宙中唯一存在生命的天体，也是人類居住的星球，共有74.9億人口。地球质量约为5.97×1024公斤，半径约6,371公里，密度是太阳系中最高。地球同时进行自转和公转运动，分别产生了昼夜及四季的变化更替，一太陽日自转一周，一太陽年公转一周。自转轨道面称为赤道面，公转轨道面称为黄道面，两者之间的夹角称为黄赤交角。地球仅擁有一顆自然卫星，即月球。 地球表面有71%的面积被水覆盖，称为海洋或可以成为湖或河流，其余是陆地板块組成的大洲和岛屿，表面分布河流和湖泊等水源。南极的冰盖及北极存有冰。主體包括岩石圈、地幔、熔融态金属的外地核以及固态金属的內地核。擁有由外地核產生的地磁场。外部被氣體包圍，称为大氣層，主要成分為氮、氧、氬。 地球诞生于约45.4亿年前，42億年前開始形成海洋。并在35亿年前的海洋中出现生命，之后逐步涉足地表和大气，并分化为好氧生物和厌氧生物。早期生命迹象产生的具體证据包括格陵兰岛西南部中拥有约37亿年的历史的石墨，以及澳大利亚大陆西部岩石中约41亿年前的 Early edition, published online before print.。此后除去数次生物集群灭绝事件，生物种类不断增多。根据学界测定，地球曾存在过的50亿种物种中，已经绝灭者占约99%，据统计，现今存活的物种大约有1,200至1,400万个，其中有记录证实存活的物种120万个，而余下的86%尚未被正式发现。2016年5月，有科学家认为现今地球上大概共出现过1--种物种，其中人类正式发现的仅占十万分之一。2016年7月，科学家称现存的生物共祖中共存在有355种基因。地球上有约74亿人口，分成了约200个国家和地区，藉由外交、旅游、贸易、传媒或战争相互联系。.

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磁場

在電磁學裡，磁石、磁鐵、電流及含時電場，都會產生磁場。處於磁場中的磁性物質或電流，會因為磁場的作用而感受到磁力，因而顯示出磁場的存在。磁場是一種向量場；磁場在空間裡的任意位置都具有方向和數值大小更精確地分類，磁場是一種贗矢量。力矩和角速度也是準向量。當坐標被反演時，準向量會保持不變。。 磁鐵與磁鐵之間，通過各自產生的磁場，互相施加作用力和力矩於對方。運動中的電荷亦會產生磁場。磁性物質產生的磁場可以用電荷運動模型來解釋基本粒子，像電子或正子等等，會產生自己內有的磁場，這是一種相對論性效應，並不是因為粒子運動而產生的。但是，對於大多數狀況，這磁場可以模想為是由粒子所載有的電荷因為旋轉運動而產生的。因此，這相對論性效應稱為自旋。磁鐵產生的磁場主要是由內部未配對電子的自旋形成的。。 當施加外磁場於物質時，磁性物質的內部會被磁化，會出現很多微小的磁偶極子。磁化強度估量物質被磁化的程度。知道磁性物質的磁化強度，就可以計算出磁性物質本身產生的磁場。產生磁場需要輸入能量，當磁場被湮滅時，這能量可以再回收利用，因此，這能量被視為儲存於磁場。 電場是由電荷產生的。電場與磁場有密切的關係；含時磁場會生成電場，含時電場會生成磁場。馬克士威方程組描述電場、磁場、產生這些向量場的電流和電荷，這些物理量之間的詳細關係。根據狹義相對論，電場和磁場是電磁場的兩面。設定兩個參考系A和B，相對於參考系A，參考系B以有限速度移動。從參考系A觀察為靜止電荷產生的純電場，在參考系B觀察則成為移動中的電荷所產生的電場和磁場。 在量子力學裏，科學家認為，純磁場（和純電場）是虛光子所造成的效應。以標準模型的術語來表達，光子是所有電磁作用的顯現所依賴的媒介。對於大多數案例，不需要這樣微觀的描述，在本文章內陳述的簡單經典理論就足足有餘了；在低場能量狀況，其中的差別是可以忽略的。 在古今社會裡，很多對世界文明有重大貢獻的發明都涉及到磁場的概念。地球能夠產生自己的磁場，這在導航方面非常重要，因為指南針的指北極準確地指向位置在地球的地理北極附近的地磁北極。電動機和發電機的運作機制是倚賴磁鐵轉動使得磁場隨著時間而改變。通過霍爾效應，可以給出物質的帶電粒子的性質。磁路學專門研討，各種各樣像變壓器一類的電子元件，其內部磁場的相互作用。.

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等离子体

--（又稱--）是在固態、液態和氣態以外的第四大物質狀態，其特性與前三者截然不同。 氣體在高溫或強電磁場下，會變為等離子體。在這種狀態下，氣體中的原子會擁有比正常更多或更少的電子，從而形成陰離子或陽離子，即帶負電荷或正電荷的粒子。氣體中的任何共價鍵也會分離。 由於等離子體含有許多載流子，因此它能夠導電，對電磁場也有很強的反應。和氣體一樣，等離子體的形狀和體積並非固定，而是會根據容器而改變；但和氣體不一樣的是，在磁場的作用下，它會形成各種結構，例如絲狀物、圓柱狀物和雙層等。 等離子體是宇宙重子物質最常見的形態，其中大部分存在於稀薄的星系際空間（特別是星系團內介質）和恆星之中。.

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黄道

道是太阳在天球上的视运动轨迹，它是黄道坐标系的基准。另外，黄道也指太阳视运动轨迹所在的平面，它和地球绕太阳的轨道共面（看起来像是太阳绕着地球转） 。太阳的视运动轨迹并不能经常被观测到，地球自转产生了日出与日落的变化，这掩盖了太阳相对其他星星运动的轨迹。 黃道是在一年當中太陽在天球上的視路徑，看起來它在群星之間移動的路徑，明顯的也是行星在每年中所經過的路徑。更明確的說，它是球狀的表面（天球）與黃道平面的交集；以幾何學來描述，它是包含地球環繞太陽運行的平均軌道平面。 西方的黃道（ecliptic）一詞是從蚀（eclipse）發生的地方延伸出來的。 由于地球公转受到月球和其他行星的摄动，地球公转轨道并不是严格的平面，即在空间产生不规则的连续变化，这种变化包括多项短周期的和一项缓慢的长期运动。短周期运动可以通过一定时期内的平均加以消除，消除了周期运动的轨道平面称为瞬时平均轨道平面。.

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阿基米德螺线

阿基米德螺线（Archimedean spiral），亦称“等速螺线”。当一点P沿动射线OP以等速率运动的同时，这射线又以等角速度绕点O旋转，点P的轨迹称为“阿基米德螺线”。它的极坐标方程为：\, r.

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气体

气体是四种基本物质状态之一（其他三种分别为固体、液体、等离子体）。气体可以由单个原子（如稀有气体）、一种元素组成的单质分子（如氧气）、多种元素组成化合物分子（如二氧化碳）等组成。气体混合物可以包括多种气体物质，比如空气。气体与液体和固体的显著区别就是气体粒子之间间隔很大。这种间隔使得人眼很难察觉到无色气体。气体与液体一样是流体：它可以流动，可变形。与液体不同的是气体可以被压缩。假如没有限制（容器或力场）的话，气体可以扩散，其体积不受限制，沒有固定。气态物质的原子或分子相互之间可以自由运动。 氣體的特性介於液體和等离子体之間，氣體的溫度不會超過等离子体，氣體的溫度下限為簡併態夸克氣體，現在也越來越受到重視。高密度的原子氣體冷卻到非常低的低溫，可以依其統計特性分為玻色氣體和費米氣體，其他相態可以參照相態列表。.

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