作为离我们最近的恒星，太阳不仅为我们提供了源源不断的能量，还对地球环境和生态系统产生了深远的影响。

　　太阳占太阳系总质量的99.86%，其中3/4是氢，剩下大部分是氦，其他氧、碳、氖、铁等元素少于2%。通过几百年来的天文观测和不断发展的物理模型，我们已经知道太阳由内至外可分为七个区域（图1）。

　　1.日核：太阳核心区，氢在这里聚变为氦并放出高能光子和中微子。与我们的想象中无数氢弹在太阳中心爆炸不同，日核中的核聚变反应非常缓慢，甚至还达不到火电厂的效率。太阳能释放出巨大能量是因为它巨大的体量，有大量的氢同时参加聚变反应。也正因为太阳现阶段核聚变很温和，所以它才能稳定地发光上百亿年。

　　2.辐射区：辐射主导的区域，日核产生的高能光子与其他物质不断地碰撞，光子的能量越来越低。

　　在辐射区和对流区中间有一个过渡层叫差旋层，它是均匀旋转的辐射区和自转较差的对流区之间转变状态的一层区域。

　　3.对流区：对流主导的区域，这里的物质像一锅沸腾的开水，不断翻滚冒泡，太阳磁场在这里形成、演化、上浮。

　　4.光球：薄薄的发光球层，我们肉眼看见的太阳就是光球。光球上有太阳黑子和米粒等特征组织，太阳半径也是以光球为准测量的，从光球起就进入了太阳大气。

　　5.色球：色球层是用特定波长的滤光片才能拍到的大气结构，日珥、暗条和耀斑都是色球爆发或平息时的不同形态。

　　6.过渡区：太阳大气中温度、密度剧烈变化的区域，有些太阳结构图会忽略这一层，其实研究过渡区对研究太阳活动非常重要。

　　7.日冕：太阳大气的最外层，这里温度高达100万度，到处是完全电离的等离子体。太阳风会在日冕上吹出冕洞、冕环等结构。如果没有日冕仪的帮助就只能在日全食时看到它。

　　太阳那么亮，用普通的光学望远镜看太阳必须使用专门的太阳滤镜（镜头上会标SUN），过滤掉大部分可见光和紫外线，保留下太阳的红和黄色光。观察太阳最好的时机就是早晨和傍晚。请注意，如果没有专门的滤镜不要用望远镜、照相机去观察太阳，就算是日食的时候也必须使用滤镜才能观察太阳。就算是有滤镜也要注意避免因过热损坏望远镜（图2）。

　　我们知道人眼看到的“看见光”只不过是整个电磁波波段的一小部分，还有如射电（无线电）、X射线、红外等其他波段。其他波段就要属于全波段天文学的研究范围了。但是地球大气层在保护我们不受宇宙辐射和小天体攻击的同时也反射和吸收了部分波段的信号。那些能够到达地面的信号形成了三个观测窗口——光学窗口、红外窗口、射电窗口，它们统称大气窗口。其他电磁辐射我们只能到太空去观测了。

　　我们最熟悉的射电望远镜就是大火锅“天眼”——500米口径球面射电望远镜（FAST）。它是目前人类最灵敏的射电望远镜，庞大的抛物面将遥远天体射来的电磁波汇聚，被位于焦点的接收机放大，并传输到后端计算机分析。但是“天眼”角度是基本固定的，只能随着地球的自转巡天，并不适合观测太阳。

　　我国在稻城亚丁修建了专门看太阳的阵列式射电望远镜——圆环阵太阳射电成像望远镜，被当地藏族同胞称为“千眼天珠”。在这里以百米铁塔为圆心，313部直径6米的抛物天线千米的圆环，接受中间铁塔发出的指令，白天跟随太阳运动，实时监测太阳耀斑和日冕物质抛射过程产生的射电辐射，研究太阳耀斑爆发过程和机制，判断日冕物质抛射的速度和方向。这既可以研究太阳自身的运作机制，也可以预警较大影响的空间天气事件。

　　晚上它们也不下班，会去追踪脉冲星、空间碎片等目标。这几百个天线米口径的天线，而排成圆环是为了获得对焦的一致性，这大大提高了观测的精度。

　　“千眼天珠”并不是在单打独斗，它是“子午工程”的重要组成部分。为了研究太阳活动对地球空间环境的影响，30年来“子午工程”沿着东经100°、120°，北纬30°、40°及南北两极建成了三十余座空间环境监测台站。使用太阳行星际监测、HF等各类雷达、光学干涉仪、宇宙线观测、激光雷达、极光光谱、全天空气辉成像仪等各种设备全频段观测太阳。

　　在大气层外可以探测到所有波段的信号，卫星上信号好但设备体积受限。我国发射了“羲和”和“夸父”两个系列的探日卫星。

　　“羲和号”的主要设备是太阳Hα波段（氢阿尔法）光谱成像仪，用它可以拍摄太阳色球层爆发区域的最初特征。因为Hα波段是光子与氢原子相互作用后能级跃迁产生的主要谱线），是太阳光强度的最显著的标志。

　　“夸父一号”的目标是监测太阳磁场和太阳上两类最剧烈的爆发现象——耀斑和日冕物质抛射。它是目前唯一能从近地轨道给太阳拍摄硬X射线照片的设备。我们医疗上使用的X射线nm的硬X射线要低一些，穿透力也要低一些，所以硬X射线更能反映太阳的一些本质特征。

　　作为太阳的专属摄影师，与绕着太阳飞的“帕克号”太阳探测器不同，这两颗卫星还是绕着地球飞行的，不过2026年“羲和二号”将会飞往1.5亿千米以外的日地拉格朗日L5点，从侧面观察太阳以及太阳风对地球的影响。由于太阳风的速度比光慢得多，“羲和二号”可以提前4天向地球预报太阳风的强度。日地拉格朗日点是太阳和地球的引力平衡点，“羲和二号”卫星将是人类第一颗长期驻守在这里的人类飞行器。

　　对太阳活动周期的研究有助于我们更好地预测和应对太阳活动对地球环境和生态系统的影响。这对于我们保护地球、维护人类的生活和生产活动具有极其重要的意义。而通过对太阳结构的研究，我们还可以更好地理解宇宙中其他恒星的结构和性质，进而发现宇宙更多的奥秘。

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