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太阳大家庭
太阳是一颗普通的恒星。在宇宙万千恒星中，它只是一个不起眼的小星。但在太阳的家族中，它可是一位至高无上，有着赫赫权威的“家长”。它的儿女子孙们无一例外地俯首贴耳听从它的指挥，分秒不停地围绕它旋转。
就目前所知而言，太阳的家族不算很大。除了太阳以外，共有九大行星。许多行星都有卫星。在火星和木星轨道之间还有众多小行星。此外还有彗星和各种星际物质。所有这些成员和太阳一起组成的家族，天文学上称为太阳系。
在太阳系中，太阳的质量最大，大约是1989亿亿亿吨，占了太阳系总质量的99.80%，是地球质量的33万倍。如果再扩大一下比较的范围，那么太阳体积是九大行星体积总和的590倍，太阳质量是九大行星质量总和的745倍。这么大的质量，根据万有引力定律，它对其他物体就有很大的吸引力。这就是太阳系内其他成员不停地围绕它旋转的根本原因。太阳是一个大火球，表面温度有6，000多度，内部温度还要高，中心部位可能达到1，500万度。在这么高的温度下，别说固体、液体不能存在，就连气体也都成为等离子态了。所以太阳是一个等离子态的气体大火球。
太阳与地球相距很远，大约是14960万千米。人要走到太阳上去，步行一小时5千米，昼夜不停地走，也需要3，500年。改乘每小时100千米的火车，也要走170年。就是乘喷气式飞机也需要10多年时间。天文学上，把地球到太阳的平均距离作为测定太阳系内天体之间距离的基本长度单位，叫做天文单位。1天文单位等于14，960万千米。
在九大行星中，从地球上看比较明亮的只有5颗，这就是水星、金星、火星、木星和土星。其他三颗星都是望远镜发明以后，在开普勒建立行星运动三大定律和牛顿发现万有引力定律的基础上发现的。天王星是1781年3月由生于德国、迁居英国的天文学家赫歇耳用自制望远镜发现的。海王星首先是法国天文学家勒威耶和英国天文学家亚当斯各自推算出它的位置后，于1846年由德国天文学家伽勒用望远镜找到的。而最微弱的冥王星是1930年由美国天文学家汤博根据洛韦耳的计算，用照相方法发现的。
海王星和冥王星的发现是天体力学的伟大胜利，因为它们都是先从理论上计算出位置，然后才找到的。那么太阳系内是否还有第十颗甚至更多的行星呢？人们一直在积极地寻找。根据水星轨道近日点的反常进动，有人设想在太阳和水星之间还应该有一颗行星，但至今未能找到，而且多数人认为水星轨道内离太阳距离太近，“水内行星”不可能存在。还有人认为，从理论上计算，太阳的引力范围至少应有4，500个天文单位距离之遥。目前九大行星最远的才40个天文单位，所以在冥王星外还应该有不止一颗行星。为了验证这一点，天文学家们进行了长时间的搜索。美国科学家甚至宣布，他们在1996年10月，利用夏威夷大学的望远镜，在九大行星之外又发现了一颗以冰为主要成份的微型行星，命名为“1996TL66”。这个行星直径只有480公里左右，表面积和美国德克萨斯州大小差不多。它沿椭圆轨道绕日运行，在远日点时与太阳距离约为冥王星的3倍多。主要成份是水、二氧化碳和甲烷。发现者认为，他们的成果意义巨大，表明太阳系的范围远比人类预想的要大。但科学界对这一发现和结论没有表现出太大的兴趣。但是在火星和木星轨道之间为数众多的小行星的发现，的的确确是科学理论的又一伟大胜利。
德国科学家提丢斯和波得根据行星的基本情况得出了行星与太阳平均距离的经验定律。这个定律把地球到太阳的平均距离定为1个天文单位，那么各行星到太阳的距离分别为0.4+0.3×2n天文单位。根据这个定律可以近似地列出各个行星到太阳的平均距离。
可以看出当时在火星和木星的轨道之间空着一个位置。也就是说在距太阳2.8天文单位处还应该有一颗行星。1801年，意大利天文学家皮阿齐，果然在这个距离上发现了一颗很小的行星，起名叫“谷神星”。此后天文学家们在这个距离上又不断发现许多小行星。现在发现的小行星已经有4，000多颗了。用照相巡天观测发现的小行星大约有50万颗。但这么多小行星的总质量还不到地球质量的万分之四。小行星带的发现，填补了火星、木星轨道间行星位置的空缺，又一次证明了“提丢斯一波得”定律的正确。我国紫金山天文台多年来从事小行星观测，发现的小行星就有400多颗。其中5颗用张衡、祖冲之、一行、郭守敬和沈括来命名。还有32颗用包括台湾省在内的我国各省、自治区或城市的地名来命名。
除了上面介绍的这些主要行星外，太阳家族中还有流星和陨石、彗星以及各种行星际物质。它们比起九大行星和成群的小行星来说，似乎不足挂齿。但它们奇特的行为、外貌和作用仍然引起人们极大的兴趣，是天文学研究的重要内容。
太阳系九大行星中，在地球轨道以内的叫地内行星，在地球轨道以外的叫地外行星。要是以小行星带作为界限，靠里面的水星、金星、地球、火星叫内行星。其余的五颗大行星叫外行星。内行星体积都比较小，密度却比较大，中心有铁核，整个星球物质中金属所占比重较大。这几颗行星除地球外又可以叫“类地行星”。外行星中，木星、土星体积大，密度小，主要由氢、氦、氖等轻元素组成，又称巨行星。外行星中的其他三颗为远日行星，密度介于类地行星和巨行星之间，主要由氮、碳、氧和氢化物组成。也有人把两颗巨行星和天王星、海王星统称为“类木行星”，因为它们都是液态行星。
九大行星中除水星、金星外，都有卫星。地球和冥王星的卫星少，各自只有一颗。木星和土星的卫星很多，分别有16颗和23颗。如果有可能站在木星或土星上仰望星空，会看到轮番升起的大小不同、形状不一的“月亮”，它们“成群结队”，有时三、四个，有时七、八个同时挂在天上，那景象是何等奇特啊！
九大行星中的土星、木星、天王星和海王星还有行星环。行星环是沿星球的赤道面围绕星球运动的环状物，成因还弄不清。环带上是一些直径不到1米的小物体。环带面积很大，尤以土星光环最为壮观。从望远镜中观测土星形象十分美丽。
太阳系的最大特征是所有行星轨道几乎都处在太阳的赤道平面内，这叫共面性；同时还都以同太阳自转方向相同的方向绕太阳公转，除了个别例外，还都沿同一方向自转，这叫同向性；此外，所有行星轨道都是以太阳为中心的近似的圆形，这叫近圆性。太阳系的这些特征，以及行星之间的相近或不同之处，都同太阳系的起源和演化过程有着密切的关系。
太阳威力无比称王称霸
太阳是太阳系的中心。它光芒四射，威力无比，给地球带来了温暖和生命。自古以来，人们就把太阳看作光明和力量的象征，对它无限景仰，无比崇拜。由此也产生了许多关于太阳的神话，最著名的要数后羿射日的故事。相传上古时候，东海外一个叫汤谷的地方有一棵极大的扶桑树，上面栖息着十个太阳，它们之中每天都有一个出去将温暖的阳光洒向人间。有一次，十个太阳突发奇想，要一起出来玩耍一回。十个太阳同时出现在天上，致使大地干裂，草本枯焦，人们难以生活。尧帝命善于射箭的后羿射掉九个太阳。太阳落地时却变成了中箭的乌鸦。天空只留下一个太阳，人间的生活又恢复了正常。这个美丽的故事反应了太阳和人类的密切关系。
真正的太阳绝不可能有十个，更不可能被人用箭射下来。太阳实在太大了。它的直径有139.2万千米，是地球直径的109倍；体积大约是140.1亿亿亿立方千米，是地球的130万倍；质量约为1，989亿亿亿吨，是地球的33万倍。因此它的巨大能量是人们难以想象的。它1秒钟释放的能量就有3.8×1033尔格。这样的能量只需40秒钟就可以使覆盖整个地球表面100千米厚的冰层全部融化。这么大的能量几十亿年来源源不断输向四面八方，地球得到的仅仅是其中22亿分之一。太阳发光能力至今不见有任何减弱，它的能量从何而来？和其他恒星一样，太阳的能量来自氢原子核聚变为氦原子核的热核反应。可以说太阳是一颗持续不断爆炸着的巨大氢弹。那么太阳的组成成份也就大致清楚了，它主要是由氢和氦组成的，其中氢占78.4%，氦占19.8%。但是通过光谱分析，发现太阳上还有许多其他元素，例如碳、氮、氧和各种金属，这些元素地球上都有。
太阳与地球所含的元素虽然差不多，但物理状态却大不一样。太阳的温度非常高，表面约为6，000多摄氏度，内部高达1，500万摄氏度，这使它永远放射着耀眼的光芒。人们多想仔细看看它的面貌啊，可耀眼的光芒妨碍了人们的观察，直到科学技术高度发展的今天，人们才基本看清了太阳的真面目。原来太阳分为内部的核和大气两部分。它的内部情况我们还不太了解，但已经知道大气分为三层。平常看到的一轮红日是太阳的表面层，叫光球。光球之外有一层暗红色的大气，称为色球，色球上喷发着长长的火舌。最外面一层叫日冕，形状很不规则。太阳的能量来自内部，层层传递到表面，以辐射的形式发射到宇宙空间。色球上喷发的巨大火焰叫日珥。大日珥高达225，000千米，19个地球排成一队才有这么高。最外一层的日冕是太阳的外围大气，平时很难看到，亮度相当于月亮，但温度却能达到100~200万摄氏度。日冕物质全部电离，由于物质密度稀薄，快速运动的带电粒子就会有一部分挣脱太阳的引力，像脱缰野马般奔向四面八方，这就形成了太阳风。
太阳风里的物质究竟是什么？用人造卫星捕获太阳风质点，发现它的主要成份是质子，也就是氢原子核，占91.3%；其次是氦核，占8.6%；还有少量其他元素的离子和一些自由电子。太阳风跑得非常快，到达地球的太阳风速度还有450千米/秒，比步枪的子弹还快500倍。粒子运动激烈，温度就高，所以质子温度约4万摄氏度，电子温度约10万摄氏度。这么“热”的风吹来，会不会把地球烤焦呢？不会。因为太阳风密度很低，大约每立方厘米只有8个粒子，因此总体能量对地球影响不大。
太阳在人们心中一直是神圣的。可是后来通过望远镜观察，人们发现太阳上也有成群的暗黑斑点，这就是太阳黑子。古时候的人们在昏暗的天气里也看到了太阳黑子，但弄不清是什么东西，就凭想象编造出故事，说太阳上有三只脚的乌鸦。这个想象今天看来多么可笑，可是很长时间里人们都用“金乌”来称呼太阳。唐代大文学家韩愈形容太阳的诗歌这样写道：“金乌海底初飞来，朱辉散射青霞开。”现在人们已经知道“黑子”是太阳光球层上温度比周围低1，000~2，000℃的暗斑，有很强的磁性，磁场强度可达到3，000~4，000高斯，而地球磁场强度还不到1高斯。黑子经常成对出现，一个是磁北极，另一个是磁南极。有时大黑子周围还有许多小黑子。太阳黑子有时多，有时少，从多到少有一定的周期性，平均周期为11年。尽管人们对太阳上的黑子不再感到奇怪了，但对黑子的成因、活动周期等问题还缺乏本质的认识。
除了黑子以外，太阳还有各种活动表现，诸如光斑、谱斑、耀斑、射电等现象，这些现象统称为“太阳活动”。太阳活动对地球有很大影响，例如耀斑出现时会引起地球短波无线电通信的减弱甚至中断。当大黑子群从日面中心区转过时，地球上往往会发生“磁暴”，使地球上的磁针左右摇摆、动荡不定，指南针失去指向作用。有趣的是，地球南北极美丽的极光也常常和磁暴同时发生。太阳活动还对地球气候有重大影响，使气压升高或降低，使雨量增加或减少。气象工作者对太阳活动非常关心，因为这与天气预报有很大关系。
总之，太阳与地球上人类的生活息息相关。从根本上说，地球上的能源绝大部分来自太阳。我们吃的粮食、蔬菜、水果靠阳光照耀而生长；我们烧的煤炭、天然气、石油是亿万年前在阳光照耀下生长的生物因地壳变迁埋入地下而形成的；食草动物以食用植物为生；食肉动物又多以食用食草类动物为生。可见，包括人类在内的动、植物的能源归根结底取自太阳。现在许多科学家都在努力研究如何更直接地利用太阳能，因为太阳能随处可取，用之不竭，物美价廉，且不污染环境。现在各种太阳能设备种类繁多，有太阳能炊具、太阳能热水器、太阳能冷冻机、太阳能水泵、太阳能医疗设备、太阳能空调装置等等。特别值得一提的是太阳能电池。它在人造卫星等空间飞行器上广泛使用，这样人类在太空探测中就有了能源保证。太阳带给人类温暖和希望，人类永远景仰和歌颂太阳。
太阳上的黑子并不黑
在明亮的太阳圆面上，常常出现一些暗黑的斑点，叫做黑子。黑子的中心部分，看起来最黑，叫作本影。本影周围亮一些，但也没有光球亮。
黑子是怎样产生的呢？科学家们一般认为：它们是一种巨大的旋涡形状的气流，是由于太阳上的大气活动而形成的。就象地球上大气的运动会形成台风一样，黑子也可以说是太阳上的“风暴区”。但是这种风暴比地球上的台风要猛烈得多。十二级台风的风速不超过每秒钟五十米，而黑子中气流运动的速度达到每秒钟一、二千米。所以，黑子是太阳上物质激烈运动的一种现象。
太阳上并不是每年都出现同样多的黑子，而是有的年份多些，有的年份少些。如果我们从某一个黑子最多的年份开始观察，就会发现在以后几年中黑子数目会逐渐减少，减到一个最少的数目后又重新增多，增到最多后又减少。黑子数目的这样一种变化规律，就象春夏秋冬四季一样循环替换，我们把它叫做周期性。黑子数目变化的周期，就是太阳活动程度强弱变化的周期。黑子大量出现，就表示太阳上的物质活动达到了高潮。黑子数目变化的周期是十一年左右。就是说，如果从某一个黑子最多的年份算起，一直算到下一个最多的年份，前后一共是十一年的样子。天文学上规定，从一七五五年开始的十一年为第一号周期。这样依次排下来，现在正处在第二十号周期。
黑子其实并不黑，它们的温度大约4200°左右，比飞溅的钢花和电灯泡里钨丝的温度高得多。但是，太阳表面的温度更高，大约有6000°。所以，黑子在周围明亮的背景反衬下就显得是黑的了。
黑子的形状很不规则，大小也很不一样。小黑子的直径大约是一千公里，大的可以达到二十万公里，比地球的直径还大十几倍。
观察黑子并不困难，不一定要用望远镜，肉眼就能看到。我们的祖先用来观察太阳黑子的方法很多：有的是通过一块墨色水晶来看太阳；有的是用一块半透明的玉；还有一种方法，叫做“盆油观日”，就是在一只盆里装上油，让太阳光射到盆里，从油中的太阳影子上可以看见黑子。当然，不用任何别的东西，只用眼睛直接看黑子，不能在中午阳光强烈的时候看。可以在有薄雾的时候，或者有风沙而天色昏暗的时候去看。早晨太阳刚升起时，黄昏日落西山时，都是肉眼观察黑子的好时机。我国的一部古书《汉书·五行志》里有一段话说，公元前二十八年三月的一天早晨，太阳出来时，它的中央有一个黑斑，看上去象枚铜钱那么大。这是世界上最早的对太阳黑子的记载，比朝鲜、日本的记载早六百多年，比欧洲的早八百多年。
你也想亲眼看看太阳黑子吗？那你就按前面说的方法试试吧。不过，肉眼看黑子最好是在它们数量最多的年份。一九七九年下半年到一九八O年上半年，就是刚过去的一个这样的年份。下一个这样的年份就得是十一年后了。
50年后看太阳
对于地球上的人类来说，太阳真是太重要了，宇宙中没有一个天体能跟太阳相比。人类的生存和发展，归根到底是依靠太阳送来的能量。可是，太阳发出的光和热中只有二十二亿分之一给了地球，其余的都白白地散到空中去了。可就二十二亿分之一的这么一点点能量，也足够使地球成为现在这样一个生气勃勃、欣欣向荣的世界了。
太阳这么巨大的能量是从哪里来的呢？这团熊熊燃烧的火球烧的是什么东西呢？
它烧的不是柴，也不是煤，而是氢。用科学的话来说，太阳的能量是从这样一种反应产生出来的：就是每四个氢原子核合成一个氦原子核。这就叫做热核反应。热核反应放出的能量大极了！一克重那么点儿氢变成氦时，放出来的能量等于燃烧十五吨汽油。一公斤重的氢，抵得上几百列车煤。你知道氢弹吧，它比原子弹的威力还要大，氢弹爆炸时发生的就是这种热核反应。
太阳中的热核反应在太阳那里，“氢弹”一刻不停地爆炸，已经有五十亿年左右了。现在太阳上的氢，继续这样爆炸下去，大约还够再用五十亿年的样子。
这五十亿年过去后，全部的氢都用光了，都变成了氦。那时的太阳可就不是现在这个样子了。它会开始膨胀，一直膨胀到现在地球公转的圈子外面。我们知道，离太阳最近的行星是水星，第二个是金星，第三个就是地球。这就是说，那时的太阳会张开大口，把水星、金星、地球，还有月亮，都一个个地吞进去。那时候太阳表面的温度会比现在低，颜色发红。天文学家给这种又大又红的恒星起了个名字，叫红巨星。
当然，我们完全不必为五十亿年后地球的毁灭而担忧。也许，在这以前人类就已经毁灭了。或者是地球上的人类早已迁移到另外一个星球上去重建家园了。他们有没有能力这样做呢？我们不知道。不过按照现在世界上科学技术发展的速度来看，他们应该有可能具备这种能力。
七彩星光射太阳
如果你非常仔细地观察星星的话，会发现有许多恒星呈现某种颜色，如红、黄、蓝等。恒星为什么会有不同的颜色呢？
光的本质是电磁波。无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线都是电磁波，只不过波长有所不同。在可见光中，红光波长最长，蓝光波长最短。而波长较短的光由于有较高的频率，其光子能量较高，因为光子能量与频率成正比。按照物理学中的维恩位移定律，发光体的温度越高，其光强最大值处所在的波长就越短。因此，恒星所呈现出的不同颜色，代表了它们表面所处的不同温度。例如，蓝色的星温度较高，大约在10000K左右；红色的星温度较低，大约在3000K左右；黄色的星温度居中，大约在6000K左右。我们的太阳就属于后者。
然而，如果对星光进行更仔细的分析，还可以得到更多的信息。牛顿在17世纪60年代曾做了一项具有重大意义的工作。他让一束白光通过玻璃三棱镜，在棱镜后面的纸屏上观察到了红、橙、黄、绿、青、蓝、紫七色彩虹。他敏锐地意识到，白光原来是各种颜色的单色光混合而成的。牛顿称这种按顺序排列的单色光为光谱。1814年，德国人夫琅和费在太阳光中又有了新的发现。他本来是一位能干的光学仪器制造者，当时在研究一种精确测定不同成分、类型的玻璃对不同颜色光束折射率的方法。他听说另一位德国科学家沃拉斯顿曾经在太阳光谱中发现了某些暗的条纹，因此希望用这些暗线做他对玻璃折射率测量的标记，于是他着手重复牛顿和沃拉斯顿做过的实验。由于夫琅和费使用的仪器比他的前人完备得多，他得到的光谱被放大了很多倍而非常有利于仔细观察。夫琅和费数出了太阳光谱中的多达700条不等间隔的暗线（在现代条件下观察到的暗线已达约100万条）。直到今天，我们还称这些太阳光谱暗线为“夫琅和费线”。
但是，夫琅和费线是怎样形成的？它们究竟意味着什么？人们对此在一段时间内却茫然不知。到了1856年，化学家本生发明了燃烧煤气的“本生灯”。当他在灯的白色火焰中撒入不同的化学物质时，火焰会变得带有某种色彩。随后，本生和基尔霍夫开始通过棱镜来观察这些彩色的火焰。他们在棱镜后面看到了一条条的光谱线。而且，不同的化学物质所产生的光谱线在光谱中出现的位置也不相同。于是他们得出一个振奋人心的结论，即每一种化学物质都有它自己的特征谱线。这就有点像我们每个人都有与他人不同的特征指纹一样。天文学家们很快地接受了本生和基尔霍夫的研究成果。他们设想，用棱镜来分析来自天体的光，通过研究谱线的不同位置（即不同波长或说不同颜色），并将其与地球上实验室中得到的不同物质的特征谱线相比较，就有可能确定该天体中都含有哪些元素及含量的多少（含量与光谱线强度有关）。这样，一种崭新的天体光谱分析技术从此诞生了。
人们还发现，如果在实验室中通过棱镜直接观察一些炽热物体所发出的光，看到的是从红到紫的连续彩虹，其中并没有亮线和暗线。这种连续彩虹叫连续谱。但如果透过某种物质的气体或蒸气来观察炽热物体所发出的光时，在连续谱中就会出现暗线。而如果改在某个角度上观察这种气体或蒸气时，情况就又不同了，看到的是在暗背景上出现的亮线。科学家们进而认识到，暗线是由物质对特定波长的光能量吸收形成的，亮线是由物质对特定波长的光能量发射形成的。因此，暗线又称吸收线，亮线又称发射线。一种物质的特征谱线有时是亮线，有时是暗线，这取决于它所处的物理状态和观察的方式。但不管是吸收线还是发射线，其位置（即波长）在一般条件下总是不变的。用另一位科学家克希霍夫的话来说，就是“如果让产生连续谱的光源发出的光穿过比较冷的气体（或蒸气），那么气体就从光谱的全部光线中只吸收那些它自己在炽热状态下发射的光线”。
那么，一种物质为什么能发射或吸收一定波长的光呢？这是个不容易一下子弄清楚的问题，它使科学家们困惑了很多年。到了1931年，年轻的丹麦物理学家玻尔在英国科学家卢瑟福提出的原子模型基础上，结合夫琅和费、基尔霍夫和本生他们的工作，提出了一种新的原子理论。他认为，在一个原子内部，电子就像行星绕太阳旋转那样环绕原子核旋转。而越是靠近核的电子，具有的能量越低；离核远的电子能量更高些。这样，电子所在的轨道不同，所处的“能级”也不同。根据能量守恒定律，当电子从外部的轨道“跃迁”到离原子核更近些的轨道上时，它必然要释放出一部分能量。反之，电子也只有吸收了一部分能量后，才可能从内部的轨道跃迁到离原子核更远些的轨道上。但是，电子能级从低到高的结构方式，并不像是连续的“斜坡”，而更像是楼梯上的“台阶”。所以，在两个特定的“台阶”之间发生跃迁时，无论吸收还是发射，“台阶”之间的能量差总是固定的。还有，由于不同物质的原子中电子数目有多有少，能级“台阶”之间的能量差也不相同，所以吸收或发射光波长也就不同。玻尔的理论发表后，解释了很多先前的理论不能解释的现象，很快为科学家们所接受。原子光谱和光谱分析有了可靠的理论基础，人们完全摆脱了以前面对实验现象时那种“盲目”的感觉。
使用光谱分析的方法，人们终于开始了解遥远而可望不可及的天体上都有些什么化学元素了。原来，几乎所有的恒星表层大气中都具有大致相同的化学成分。最多的是氢，其次是氦，这两种元素占了总量的95%以上，其余的有钾、钠、钙、镁、铁、氧化钛等元素和化合物。天文学家根据不同的光谱类型对恒星进行了分类。如，A型星有很强的氢线，而B型星的氢线相对较弱，但出现了较强的氦线，F型星光谱中的金属线很强，M型星光谱中有明显的氧化钛分子线。因为分子的谱线较宽，人们也称之为“谱带”。太阳属于G型星，它的氢线较弱，金属线相对强，电离钙线很强。如果把各种恒星的光谱类型按温度从高到低排队，那就是O、B、A、F、G、K、M。有人为了方便记忆，还编了一句俏皮的英语，这就是：“Oh，BeAFairGirl，KissMe！”中文意思是：“啊，美丽的姑娘吻我吧！”
由司马懿看巨星陨落说星人相通
在“三国”故事中，有一回说的是诸葛亮和司马懿分率蜀军、魏军交战于五丈原附近，两军对垒，相持不下。一次司马懿夜观天象，突然发现有巨星陨落，于是他推断诸葛亮已经病故了，不禁暗自心喜。这当然只是“演义”了的故事，但它说明在当时人们的心目中，总是把天上的星星和地上的人联系在一起。因此，有“地上一个人，天上一颗星”的说法。从科学的角度来看，如果说星星和人类有什么联系，那就是星星也有类似人类“生老病死”的演化过程。
恒星是在暗星云中诞生的。这些星云是由寒冷的气体和尘埃组成的，由于其中物质密度不均匀，在有的区域有密度相对高的“团块”。由于万有引力的作用，团块不断吸引它周围的物质变成它自身的一部分，因而质量越来越大，引力也越来越大，同时它也更快地旋转起来。经过漫长的年代之后，“引力吸积”效应使暗星云收缩，演化成了“球状体”。这种球状体比原始星云小得多，但据推算，最小的球状体直径也会超过1万亿千米，这比整个太阳系的直径要大得多！
球状体是很不稳定的，因为其中的物质由于引力作用继续向内压缩，体积继续变小而密度迅速变大，在它的中心处，由于压力的增大，温度也急剧升高。温度的升高使核心产生了向外的压力。当收缩力和向外的压力相平衡时，进入了一个相对稳定的状态。这时球状体就变成了一颗“原恒星”。原恒星相当于恒星的“未成年”时代。
原恒星仍处在缓慢的收缩过程中。经过漫长的年代后，核心部分的氢元素开始处在极高的密度和温度之下，氢原子相互碰撞并聚合在一起，于是热核聚变反应发生了，这就是“核点火”过程。氢开始聚变成氦，核聚变过程释放出巨大的能量，原恒星这时“成长”为一颗真正的恒星。恒星开始了它“青春似火”的年华。
我们的太阳就是一颗处在这一“年龄段”的恒星。它的内部时时刻刻都在进行着热核反应，所释放出的能量是我们人类生存所必需的光和热的最主要来源。我们看到的夜空中的灿烂群星大部分也是这种“中青年”恒星。恒星的这一阶段要维持大约100亿年。
在太阳上每秒大约有6亿吨氢聚变成氦从而被消耗掉，而在任何一颗恒星上氢的含量都不是无穷无尽的，氢“资源”是有限的。在氢燃烧殆尽后，恒星就会进入它生命的下一阶段，即“老年”慢慢来临了。这时由于热核反应的减弱，向外辐射能量的减少，导致了向外压力的减小，恒星开始收缩。天文学家称这种收缩为“坍塌”。坍塌的结果又产生大量的热能，因此恒星的外层部分又开始向外膨胀，按照热力学定律，膨胀会导致温度的降低。因为温度的降低，恒星的颜色由蓝变红，体积又增大了很多，这时的恒星就变成了“红巨星”。红巨星的“身体”非常庞大。据推算，当约50亿年后太阳蜕变成一颗红巨星时，它的外层部分将延伸到现在的火星轨道附近，到那时地球将被太阳“吞噬”而不复存在。地球的这种“灭顶之灾”当然只可能发生在极其遥远的未来，现代的人类和他们的子孙们尽可以泰然处之，不必去“杞人忧天”。
在红巨星的核心部分，温度和压力甚至有时比演化的前一段更高，这就有可能引发新一轮的核反应。但这时的燃料不是氢而是氦了，氦会聚变成碳。再下一阶段，随着温度和压力的再升高，碳会聚变成氧，而氧再燃烧会聚变成硅和硫等。在有些红巨星上还会发生硅和硫聚变成铁和镍的核燃烧。到了这个时候，红巨星时代就行将结束了。
爱因斯坦的“扭曲”世界
牛顿躺在果园里，思考着苹果为什么要朝地上掉，以致砸到了脑袋上，而不是朝天上飞去的问题。你听说过这个故事吗？牛顿的万有引力理论一经创立随即大获成功，利用牛顿理论计算出的太阳系各大天体的运行轨道，看来是准确无误的。直至今天，科学家们还在以牛顿理论为基础，计算，预报日食和月食的发生时刻，及彗星和小行星轨道的近日点、近地点等。其结果之精确，完全可以令科学家们引以自豪。
万有引力在地球上人们的日常生活中主要表现为重力。重力加速度g是由于地球质量对物体的引力而产生的。牛顿引力理论的基本思想，是把物体间的引力和物体的质量联系起来，这是人类科学史上一次重大的飞跃。但是，到了1905年，一位德国出生的犹太物理学家对牛顿理论的“完美无缺”提出了挑战，他就是阿尔伯特·爱因斯坦。
立体空间可以用X、Y、Z三个坐标来描述，所以空间是“三维”的。而时间总是沿着一个方向进行的，因而它是“一维”的。现在人类认识到的空间和时间就被总称为“四维时空”。爱因斯坦的理论指出，在一个大质量物体（例如恒星）周围，由于它的强大引力场的作用，四维时空会发生明显的弯曲，而弯曲的时空会作用于其内部的物体，影响它们的运动；但在远离该大质量物体的地方，由于引力场明显减弱，四维时空仍是“平直”的，在那里物体的运动并不受什么影响。这就是爱因斯坦提出的“广义相对论”中的思想。
可是，“弯曲时空”这个概念听起来很抽象，甚至有点“玄”。在广义相对论刚刚发表的时候，全世界的科学家们并没有接受它，这是因为人们根本弄不懂它。据说当年全世界只有不到10个人听得懂广义相对论。另一方面，人们也知道全世界每年发表的这样那样的“理论”虽然多得数不胜数，但真正能够经得起检验的并不很多。可是，后来发生的两件事，却大大支持了广义相对论，从而牢固地确立了广义相对论的科学地位。
原来，牛顿理论虽然在绝大多数场合都正确无误，却唯独在计算太阳系最内部的行星--水星的轨道时，发生了很大的困难，因为它不能解释水星轨道的“进动”。这样，牛顿理论在水星轨道问题上露出了它的一点“破绽”。而广义相对论在用于行星轨道时，不仅结果完全正确，还能预示水星轨道的进动，其计算值与观测值符合得很好。这大大增强了人们对广义相对论的信心。
还有，根据广义相对论，在弯曲的时空中，光不再沿着“笔直”的路线传播，而是沿着时空弯曲的方向而“弯折”地前进。你想，如果连光线都弯折了，这时就没有什么东西是“直”的了。可是，在地球上的常规实验室中，没有办法模拟强大的引力场，这种光线弯折效应就很难用实验来检验。后来，还是爱因斯坦为验证他的理论，想出了一个绝妙的主意。
在白天，太阳高挂在空中，事实上天上同时也高挂着很多恒星，只不过因为它们微弱的星光被强烈的太阳光淹没了，我们无法看到它们而已。另一方面，太阳是个大质量的天体，根据广义相对论，它周围的时空是会明显弯曲的。那么，位于太阳背后的那些恒星所发出的光，在到达地球之前，会经过太阳附近，所以它们的光会因时空弯曲而发生偏折。这时，在地球上的观察者看来（如果能看到的话），同一恒星的位置与太阳不在这一方向时的位置相比较，会发生一点偏移。因为，我们总是以为光是沿着直线传播的。可是，太阳那么明亮夺目，怎样才能看到它附近的恒星呢？科学家想到了日全食。在日全食期间，太阳光被月球所遮挡，周围天空一片昏暗，太阳附近较亮的恒星会在短时间内显现出来。于是，急于验证广义相对论的天文学家们组成了一支“远征军”，从北半球的英国来到了南半球遥远的南非。在1915年5月29日，他们成功地观测了发生在那里的日全食，拍摄了日全食期间太阳附近恒星的照片。经过后来仔细地测量和计算，天文学家们确认了那时恒星的位置果真发生了偏移，而且实测的偏移量和用广义相对论的数学方程计算所得到的偏移量相差无几！于是，广义相对论被认真地、生动地验证了。这一事件震撼了全世界的科学家们，他们中的大多数从此接受了这种又奇妙又精彩的理论。除了水星轨道进动和光线在太阳引力场中的偏折外，检验广义相对论的实验还有引力红移和经过太阳附近时的雷达信号延迟。这四个著名的实验被叫做对广义相对论的“四大检验”。
由于广义相对论的数学表达式很深奥，为了形象化地解释它，有人画出了根据广义相对论来描述时空弯曲的图形，这种图又称“嵌入图”。它有点像一个平顶的“漏斗”。在“漏斗”的最下方，是大质量有强引力场的物体；“漏斗”的下部和中部，是时空弯曲程度最大的地方；而在“漏斗”平坦的顶部，由于距引力中心较远，这里的时空基本上不发生弯曲，一切都是平直的。
如果有人告诉你，所有放在摩天大楼一层的钟总比所有放在第一百零三层的钟走得慢些，你会相信吗？这的确是真的。从广义相对论可以推论，引力场会使时间变慢。因为放在一层的钟要比放在第一百零三层的钟更靠近地球的引力中心（它应位于地球的质心处），所以大楼一层处时空弯曲的程度会更大些。但是，有关的计算也告诉我们，这种时钟快慢的差异是十分微小的，在一般情况下完全可以忽略不计，它对我们的日常生活也没有任何影响。此外，你还将看到，时间不仅和引力有关，它也和物体的运动有关，这就是爱因斯坦的“狭义相对论”的内容了。爱因斯坦给时间和空间赋于了以前我们从未知道的奇妙性质，这其中的思想是正确而又深刻的。
追古溯今太阳系
太阳家族，除了“家长”太阳外，我们几乎毫无遗漏地简述了一遍。各类成员都在各自的位置上不停息地运动着、变化着。人类千百年来，不断地探索它们，认识它们，总结它们的规律，思考着各种问题。太阳系存在已有多久？太阳系到底是怎样形成的？这些问题，就是研究太阳系起源所要解决的基本问题。
要了解树木的年龄可以看年轮，要了解牲口的年龄可以看牙口，那么要了解太阳系的年龄看什么呢？
地质学家通过放射性元素，可以测定岩石的年龄。同样，用这个方法也可以测定陨星的年龄，人们根据陨星的年龄就可推知太阳系的年龄，因为科学家们认为陨星应是太阳系形成之初形成的。科学家测定，各种陨星的年龄相当一致，大约都有46亿年。因此这个数字，一般就定为太阳系的年龄，也就是太阳系存在的漫长岁月。
太阳系是如何形成的呢？
太阳系的起源--星云说关于太阳系的起源，自从1755年康德提出第一个太阳系起源的星云说以来，已经有四十多种学说产生，但是一直没有一种学说比较完善并能够被普遍接受。太阳系的起源学说能否成立，关键是要能说明行星物质的来源和形成这两个基本问题。
太阳系起源的各种学说，基本上可划分为三类。第一类为灾变说，认为行星物质是因为某一偶然巨变事件从太阳中分出来的。例如由于另一恒星走过太阳或碰到太阳，或者由于太阳爆发，因而从太阳中分出来一部分物质，形成了行星。第二类为俘获说，认为太阳从恒星际空间俘获的物质，形成原始星云，后来演变为行星。第三类为共生说，认为整个太阳系的大体（包括太阳），都是由同一个原始星云形成的。星云中心部分的物质形成太阳，外围部分的物质形成行星等天体。因为俘获说和共生说都是认为星云形成行星等天体，所以常合称为星云说。
我国已故天文学家戴文赛教授，很早就开始注意太阳系的起源问题。他系统地分析了国外四十多种太阳系起源学说，利用新的资料和理论，发展了星云说的基本论点，形成了自己的新的星云学说。
戴文赛教授认为，太阳系是由比太阳质量大几千倍的星际云分裂出来的一个原始星云产生的。这个原始星云一开始就有自转，并且在自身引力作用下收缩，中心部分因为收缩而形成太阳，外部因为转动而变扁，成为星云盘，九大行星和它们的卫星以及无数的小行星，都是由星云盘形成的。星云盘的不同部分凝聚出不同成分的尘粒和小冰粒，它们彼此碰撞，聚集成很多颗粒，然后这些颗粒逐渐沉降到星云盘赤道面附近，形成薄薄的“尘层”。尘层里的颗粒密集之后，遇到一点扰动就分裂成很多颗粒团。各颗粒团由于自身引力又收缩成一个个固体四块，称为星子。星子经过多次碰撞结合，就逐渐聚集成行星和卫星。
戴文赛教授关于太阳系起源的新学说，能够比较好地解释太阳系的一些主要特征的由来和各类天体的起源。他的这一研究成果，曾获得全国科技大会的奖励。
同胞兄弟彗星和流星
太阳系的基本成员除了太阳、九大行星及卫星、无数颗小行星以外，还有彗星、流星和行星际物质。
彗星，许多中国人爱叫它“扫帚星”，这不仅因为它的形状像扫帚，更主要的是，长期以来，由于不懂科学知识，人们总是把彗星的出现当成是灾祸的预兆，把它和战争、饥荒、洪水、瘟役、政乱等联系在一起。这些错误的认识在科学发达的今天已经没有人再相信了，但这种认识却迫使古代天象官员们对彗星的观测和记录不敢有丝毫疏忽。所以，千百年来我国关于彗星的观测记录资料非常准确、完整，在全世界堪称第一。
哈雷彗星是一颗著名的彗星。西方人最早记载是公元前11年，但我国古书《春秋》中对它早有记录。书中说：“鲁文公十四年秋七月，有星孛入于北斗。”这是世界上最早的哈雷彗星记录，时间是公元前613年。《史记》中又有“秦厉共公十年彗星见”的记录，这是哈雷彗星的又一次出现，时间是公元前467年。到目前为止，我国已拥有32次哈雷彗星的记录，其他各种彗星记录不下500次。在长达2，500多年的时间里，记录如此连续、准确、完整、生动，实在令人惊叹。西方科学家都承认“慧星记载最好的，当推中国的记载”。现在人们发现的彗星已经有1，600多颗，对彗星的了解也比较清楚了。
哈雷彗星彗星的结构一般可分为彗头和彗尾两部分。彗头又分为彗核和彗发。一般认为彗核是冰冻的水分子和夹杂其中的宇宙尘埃。包围彗核的云雾状物质叫彗发。拖在彗星后面很长很长的彗尾是在彗星接近太阳时才形成的。最长的慧尾能有几千万千米，可容纳上千个地球在里面“乘凉”。
有些彗星在接近太阳一次之后就远离太阳而去，消失在茫茫宇宙中，永不回头。而有的彗星却和行星一样绕太阳公转，所以隔一段时期就出现一次。
彗星的轨道大都是椭圆形，只有极少数在近圆轨道上，所以彗星轨道的偏心率一般很大，太阳位置是椭圆轨道两个焦点中的一个。当彗星到达椭圆轨道长轴方向靠近太阳的一端时离太阳最近，称为近日点。当彗星到达长轴方向远离太阳的一端时，离太阳最远，称为远日点。在远离太阳的时候，彗星仍然是一个圆圆的球状物。当靠近太阳时，由于太阳强大的热辐射作用，使彗核表面的冰升华为气体，向外膨胀，和所携带的尘埃一起形成彗发和彗尾。因此彗核内是致密的固体，而彗尾物质却非常稀薄，几乎只有地球大气密度的几千亿分之一。所以彗星一路上抛洒着物质微粒和尘埃飞向太阳，虽然扔掉了很多东西，但它的寿命仍能维持几千个公转周期。
现在人们对彗星的出现不再有任何恐惧和担心，反倒有点盼望它到来，以便能亲眼目睹这难得一见的天象。1986年，当哈雷彗星又一次回归的时候，全世界的天文机构都组织起来，对它进行协调监测，就连全世界的平民百姓也都兴高采烈，想方设法欣赏它的壮丽姿容。
在太阳系内，有千千万万大小不同的流星体。它们是由于各种各样的原因而离散地分布于广大行星际空间的物质。当它们沿椭圆轨道绕太阳运动时，其中个别星体的轨道会与地球运行轨道相遇或接近。一旦它进入地球引力范围，就会被地球所俘获而坠落到地球上。坠落过程中，流星体高速冲入地球大气层，与地球大气相摩擦，温度会急剧上升到几千摄氏度甚至上万摄氏度。高温使星体表面物质熔化和燃烧，形成耀眼的火球，称为“火流星”。如果火流星的出现正值夜晚，天空晴朗，人们就会看到夜空中闪过一道银光。
多数流星体体积很小，进入地球大气后等不到坠落到地面上就已燃烧完了。也有少量星体体积较大，最终会有一些燃烧后的残留物质落到地面上。这些物质是“天外来客”，它们的“来访”使地球人类可以直接地了解宇宙物质的各种情况，还可以作为太阳系“考古”的标本，因为测定它们的年龄可以从某个方面反映太阳系演化的过程和年代。科学家们对这些“客人”非常热情和关心，总是千方百计保护它们，并认真地研究它们。这些“客人”被称为“陨石”，也叫“陨星”。
吉林一号陨石据科学家估算，每年进入地球大气的地外物质大约有500万吨之多。人类收集到的陨石一般分为三类，即石陨石、铁陨石（也叫陨铁）和石铁陨石。其中石陨石最多，占92%；铁陨石次之，占6%；石铁陨石较少，占2%。石陨石在下落时非常容易崩裂，成为许多碎块，形成“陨石雨”。1976年3月8日，我国东北吉林地区降落了一次世界上罕见的陨石雨，碎块不计其数，散落范围达500平方千米。已经收集到的100多块完整陨石中，最大的一块--“吉林1号陨石”重1，770千克。铁陨石不容易碎裂，也比较重。我国新疆的大陨铁重约30吨，是目前世界上第三大陨铁。最大的陨铁坠落在非洲纳米比亚境内，重约60吨。
随着科学的发展，人们对流星和陨石已经司空见惯，但科学家们却仍在深深地思考。他们从流星物质想到太阳系的形成和演化，思考着会不会有这种可能：太阳系的几大行星是由宇宙空间的这些“小物体”碰撞凝聚，逐渐由小变大形成的？他们还从大流星对地球的碰撞想到恐龙的灭绝，思考着会不会是由于某次特大的流星撞击事件和与此相伴的陨石雨使地球环境发生巨大变化，导致恐龙群体灭绝？他们又从恐龙灭绝想到人类的未来，担心巨大的陨星坠落会不会给人类造成巨大灾难？他们对1908年6月30日发生在俄国西伯利亚上空的特大陨星爆炸记忆犹新。那天早晨突然出现的天空大火球比太阳还亮，震耳欲聋的爆炸声在1，000千米以外都能听到，冲击波摧毁了几百平方千米的森林。幸亏这个质量超过100万吨的天外来客在空中爆炸，没有留下陨星坑，要不然，真不知会造成多么可怕的后果。这次事件释放的能量大约相当于1，000万吨TNT炸药，是广岛原子弹威力的500倍。用什么办法能预测、减少甚至阻止这些可能造成的灾难和损失？能不能从地面发射核武器，在空中摧毁较大的陨星？总之，科学家们的头脑从来不肯休息，他们永远在思考，思考……
行星际物质是太阳系行星际空间存在着的不可数计的细小颗粒物质的总称。它们或许是彗星一路旅行中遗留下来的各种物质，或许是太阳向外辐射的等离子流。它们也是太阳系的基本成员，参与太阳系的各种活动，有时还爱表现自己。例如在日落之后或日出之前，地平线上出现的一种暗淡辉光--黄道光和午夜时分正背太阳的天空上出现的更暗的微光--对日照，其成因都与这些行星际物质的参与有关。行星际物质虽然非常稀薄，但总量仍然十分可观。不过它们毕竟太微小了，所以与太阳系其他成员相比，它们的作用还没有引起人们过多的注意。
数不清的小行星
小行星是太阳系内存在着的一类特殊天体。它们大多数分布在火星和木星轨道之间，沿着椭圆轨道，绕太阳运行。
谈到小行星，人们自然会想到它们都很小。的确是这样，最大的小行星直径也只有几百千米。那么，这么小的天体是如何被发现的呢？
谈到小行星的发现，人们自然要提起德国人提丢斯和波得提出的行星同太阳的平均距离的经验定律。这个定律人们称为提丢斯一波得定则，有时简称提丢斯定则或波得定则。
提丢斯提出，取一数列：0，3，6，12，24，48，96，192……然后加上4，再除以10，就可以得到以天文单位表示的各个行星同太阳的近似平均距离。
波得1772年发表了这个定则。1781年赫歇耳发现了天王星，而它差不多恰好处在定则所预言的位置上。这个发现对定则是一个有力的支持。根据定则，提丢斯当时就预言，在火星和木星之间，距太阳2.8天文单位处应该有一个天体。1801年，意大利天文学家皮阿齐，果然在这个距离上发现了小行星--谷神星。1802年德国医生、天文爱好者奥伯斯发现了第二颗小行星--智神星。1804年德国天文学家哈丁发现了第三颗小行星--婚神星。1807年奥伯斯又发现了第四颗小行星--灶神星。小行星的搜寻工作一直没有间断。截止到1997年4月22日，正式编号的小行星就增加到7625颗，获得暂定编号的已经达到112169颗。据估计，小行星的总数有几十万颗，而众多小行星的总质量，估计只有地球质量的万分之四左右。
我国已故著名天文学家张钰哲，是一位从事小行星、彗星观测和轨道研究工作的科学家。他曾将自己在1928年发现的1125号小行星命名为“中华”，以纪念自己的伟大祖国。1978年，国际上将2051号小行星定名为“张”，就是为了表示对他的尊敬和纪念他对天文事业所作的贡献。中国科学院紫金山天文台多年来从事小行星观测，发现了许多小行星。根据1950年至1984年间的统计，已经取得正式编号和命名权的小行星就有133颗，取得暂定编号的有830余颗。正式命名的小行星，有5颗是以我国古代天文学家张衡、祖冲之、一行、郭守敬和沈括命名的，有32颗是以包括台湾省在内的我国各省（自治区）、市的地名来命名的。以中国科学院北京天文台陈建生院士为首的课题组，在类星体巡天照相观测的图像中，意外地发现了许多小行星，在1995年至1997年两年中，共发现了获得暂定编号的小行星达1100多颗，其中5颗已经获得国际永久编号和命名权，有200余颗即将获得永久编号和命名权。北京天文台小行星观测已经跻身于国际小行星观测研究的先进行列。
人们通过小行星亮度的周期性变化来研究小行星的自转。小行星自转周期一般在2小时到16小时之间。大多数的小行星的形状是不规则的。有的小行星甚至还有自己的卫星。由于小行星质量都很小，不会发生地球那样质的变化过程，因而保留了太阳系形成初期的原始状况。研究小行星，对于研究太阳系起源有着重大价值。
壮观的红色火焰
1842年7月8日日全食时，英国天文学家倍利在他的观察说明中写道：“三个硕大的深红色火焰包围在遮暗的太阳四周，组成灿烂的光环。这些突出物是什么呢？是火山还是光斑？”倍利的文章发表后，引起天文学家极大的兴趣。当时大家还不知道这红色火焰是什么东西，甚至有人认为是观察疲劳导致的错觉。真正确认太阳本身具有火红喷焰是在1860年，这年1月18日日全食发生时拍摄到了第一张红色喷焰照片，这就是日珥。1868年拍摄到日珥光谱，确定日珥的主要成分是氢。
日珥变化万千，有的像浮云，有的似喷泉，还有的像圆环、拱桥，有的像核弹爆炸后形成的蘑菇云。一些日珥长时间地停留在那里不动。大多数日珥变化较快。有的从某一点上升过一段时间又从原路返回，有的把物质从日面上一点喷向另一点。最壮观的要算巨大的爆发日珥了。大的爆发日珥上升速度可超过700千米/秒，上升高度可达150万千米。
日珥的数目和总面积也有11年周期变化。黑子多的年份，日珥活动也多。有的活动日珥就在黑子上空，像黑子上长起的一盆花草。活动日珥也有较强的磁场，环状日珥物质沿环的两边向下降落，它们很可能是在沿磁力线运动。可以说，日珥的生成和变化都是等离子体在复杂的磁场中运动造成的。
为什么我们平时看不到日珥呢？原来日珥产生于光球之上的色球。色球是由非常稀薄透明的物质构成的，它发出微弱的红光，平时被光球耀眼的光辉掩没了。只有在日全食时，当明亮的太阳光球被挡住的瞬间，我们才能看到它。
为了在平时也能观测到色球，科学工作者制造了特殊的仪器，叫色球望远镜。它的特制的滤光片只让色球发出的单色光通过，这样我们通过这种望远镜看到的就只是色球了。
太阳色球是什么样子呢？在色球望远镜中，我们可以看到一个熊熊燃烧的火球，它颜色鲜红，边缘不像光球那样清晰整齐，而是布满细小的“火舌”，我们叫它针状体。这些针状体的高度平均为9800千米，平均宽约800多千米，平均寿命约5分钟。整个日面大约有25万个针状体。
色球表面也不均匀，布满网络状结构。色球网络大小在30000~35000米之间，网络的边界和超米粒组织的边界几乎一致，它反映了光球纵向磁场的分布状态。
我们在色球上，还可以看到大块增亮或变暗的区域，我们叫它谱斑。谱斑也是色球上的活动现象。谱斑的面积和亮度同样也存在11年周期变化。
关于色球，我们还要特别提到它的反常增温。我们知道，太阳中心产能，越往外温度越低，到光球顶部温度约4600K。按照常规光球之外的色球应该温度更低。但是，出人意料的是，它的温度却越往外越高，到色球中层温度已上升到8000K；色球厚约2万千米，到色球顶部温度已猛增到10万K以上。为什么会增温呢？科学家认为这是由于内部传出的一些波动将能量带出来的结果，此外还有一些其他的能量输入方式。这可能是多种因素造成的，目前仍无法确定主要因素。
美丽的日冕
让我们再看一幅日冕白光照片。被遮住的太阳外面那淡淡的清白色光是什么？那就是太阳最外面的大气--日冕。日冕的亮度只相当于满月的亮度，平时我们肉眼很难看到。日冕的形状与太阳活动有关，黑子多的年份，日冕接近圆形；黑子少的年份，日冕变扁，两旁沿赤道向外延伸，极区有羽毛状光芒，被称为极羽。古代埃及人把太阳绘成有大羽翼的鸟，也许就是这个现象的启示吧。日冕直径大致等于太阳圆面的1~3.5倍。日冕的光度和密度都很低，光度只有光球辐射的百万分之一，密度从内冕到外冕数值为每立方厘米106~109个离子。
日冕中存在一些电子密度比周围大的区域，称为日冕凝聚区。它是太阳局部活动在日冕中的延伸。其温度也比周围背景高一些。日冕凝聚区还发出较强的X射线辐射，比周围的X射线辐射强70倍。
20世纪70年代空间探测还发现日冕有一种突如其来的物质抛射。日冕物质抛射一次可抛出8×1011~5×1012千克质量的物质，这几千亿乃至上万亿千克的物质以100~1200千米/秒的高速抛出。它属于爆发型的太阳活动，常与耀斑、射电爆发、爆发日珥等现象共生。
在可见光太阳照片上，日冕各处亮度相差并不悬殊，而在大气层外拍摄的太阳X光照片上情况就大不相同了。它上面有大片条形的暗黑区域，从太阳的极区一直延伸到赤道附近，这些暗区叫冕洞。冕洞的总面积约占日面面积的1/5，存在寿命较长，可达几个太阳自转周，有的长达1年。冕洞内物质的密度和温度都比周围低。那里的磁力线向空间张开，大量带电粒子顺着磁力线跑了出来，成为高速太阳风的风源，其风速可达580千米/秒。
提丢斯-波得的数学游戏
在遥远的古代，人们就发现了天空上有5颗行星，这就是水星、金星、火星、木星和土星。因为这5颗星很亮，而且又在其他星星当中穿梭行走，所以古代人很容易凭着肉眼认出它们。后来，天文学家又靠望远镜的帮助，先后发现了天王星、海王星和冥王星。天文学家告诉我们，太阳系里除了九大行星以外，还有成千上万的小行星，它们虽然很小、很暗，但是它们和九大行星二样，也在绕着太阳公转。
那么，小行星是怎样被人们发现的呢？这里还有一段故事呢。
早在，176年，那时候，天王星还没有被人们发现，有一位名叫提丢斯的德国天文学家，在研究五大行星的时候，发现了五大行星到太阳的距离有一种特殊的分布规律。到1772年，另外一位名叫波得的德国天文学家进一步研究了这个问题，并且把五大行星这种特殊的距离分布规律，用数学公式描述出来，后来被叫做提丢斯-波得定则。根据提丢斯-波得定则，可以算出离太阳由远到近的每个行星的距离。
有的天文学家根据这个定则，推算出土星轨道以外的一颗行星的距离，后来，英国著名天文学家赫歇耳在土星轨道以外发现了天主星。经过精确的测量，证明天王星到太阳的距离也符合提丢斯-波得定则。这样一来，人们就更相信这个定则了。
但是，提丢斯-波得定则提出以后不冬，人们就发现有这样一个问题：用这个定则很容易计算出，在火星轨道和木星轨道之间还应该有一颗行星。可是直到天王星被发现以后，天文学家们一直没有在这个地方发现行星，好像这个区域里出现了空缺。
谷神星的发现
为了寻找这颗行星，世界上不少天文学家使用了当时先进的观测手段，都想把这颗躲起来的行星找出来。
在1801年元旦的夜晚，意大利西西里天文台台长皮阿齐，用望远镜在火星轨道和木星轨道之间，发现了一个新的星点。皮阿齐连续观测了几个夜晚，发现这个星点不断改变它在恒星背景上的位置，就像别的行星那样在恒星背景中穿梭行走。他开始以为这是一颗没有尾巴的彗星。后来，经过反复的观测和计算，终于确定这是一颗在火星轨道和木星轨道之间，绕太阳运行的天体。他把这颗像行星一样的天体叫做谷神星。谷神星的直径大约700多千米，绕太阳公转的周期是1680天，它到太阳的距离，刚好符合提丢斯-波得定则。
谷神星被发现后，由于提丢斯-波得定则而产生的种种疑问好像都有了答案，因为谷神星刚好填补了火星轨道和木星轨道之间的空隙，所以当时不少天文学家就把谷神星列入行星的队伍里，认为这就是他们一直在寻找的那颗躲着的行星。但是当时也有一些人对谷神星很怀疑，其中有一位是业余天文爱好者，名叫奥伯斯。
智神星的“麻烦”
奥伯斯是德国的医生，他的业余爱好就是用自己的天文望远镜观测星星。当皮阿齐宣布发现了谷神星的时候，奥伯斯就有点怀疑，他想：像谷神星这么小的天体，直径的大小还不到月球的1/4，怎么能和金星、火星、木星这些行星相比呢？他认为，在火星轨道和木星轨道之间，除了谷神星外，应该还有别的行星。
奥伯斯利用自己的天文望远镜，继续在寻找行星。果然，在皮阿齐发现谷神星后，只过了1年多的时间，奥伯斯又在火星轨道和木星轨道之间，发现了1个和谷神星相似的天体。这个天体也是围绕太阳运行的，它的轨道半径差不多和谷神星完全一样，公转一周也是1680天，同样符合提丢斯，波得定则。只是它的轨道和黄道的夹角比较大，椭圆形的轨道也比较扁，奥伯斯把新发现的这个天体叫做智神星。
奥伯斯的新发现使当时的天文学家感到很惊讶，本来已经平息下来的争论又重新提出来了。天文学家们都感到迷惑不解，在同样一个行星区域里，怎么会有两个像行星那样的天体呢？就连当时英国著名的天文学家，曾经发现了天王星的赫歇耳也没有办法把这个问题解释清楚。所以，当时有许多天文学家甚至不承认奥伯斯的发现。
但是，面对着许多人的怀疑和否定，奥伯斯没有动摇，经过反复的观测和计算以后，他坚定地相信自己的发现是可靠的。他甚至认为，既然同一区域里发现了两颗大小比较接近，轨道相似的天体，那么一定还有类似的天体。所以，他继续用自己的望远镜作进一步的观测。
拉格朗日等边三角形解与小行星群
大约300年前，牛顿在开普勒、伽利略等人工作的基础上总结出力学三大定律，并提出了万有引力定律。之后，力学就获得了大踏步酌进展。
和一切科学一样，天体力学至今远未达到尽善尽美的程度。300年前，牛顿的理论一提出，“二体问题”--两。个均匀的球形天体，在相互引力作用下的运动--就得到了彻底的解决。人们辛辛苦苦研究了300年，天体力学能彻底解决的基本问题仍然只是这一个！哪怕再加上一个天体（“三体问题”）都不行。甚至，连这个“三体问题”能不能彻底解决，也还没有人能说清楚呢！
3个世纪以来，著名的三体问题还只得到了有限的进展。在这些进展中最著名的大概要算拉格朗日的解了。
拉格朗日是法国数学家。他在数学和力学中都作出了杰出的贡献。1006号小行星便以他的名字为名。
1772年，也就是在提丢斯再次提出他的行星距离定律的时候，拉格朗日发表了他的论文《三体问题论》，在费了不少心血之后，他仍无法得到三体问题的一般解，只好用一个非常特殊的例子作为一个结果。当时看来，这个例子简直是纸上谈兵，纯粹只是一个有趣的数学游戏而已。
拉格朗日的等边三角形解
拉格朗日指出，如果某一时刻三个天体恰好处在一个等边三角形的三个顶点上，那么在某种特定的初始相对速度下，它们就会始终保持着等边三角形的队形如下图，这时，三个天体都以同一个周期，绕它们的公共质心作椭圆（三个椭圆的划、不一定相等，但形状相似）运动，而这个三角形则以同样的周期作膨胀和收缩。如果三体的初始相对速度为0，那么它们就以圆形轨道运行。这时三角形的大小始终不变。
拉格朗日这篇出色的论文获得了巴黎科学院的奖金。不过（包括拉格朗日在内）谁也没有认真看待这个特解，觉得它有什么实际意义。
平运动近于300″（略等于木星的平运动）的小行星在天体力当中很有理论的意义。若空间仅有两个星体互相吸引绕转，这就是所谓的二体问题，它们在各时刻到达的位置可以从轨道要求作出预报来。只要再多一个星体就是三体问题，对于这样的问题，一般的数学问题都不能彻底加以解决。只有当其中二星体的质量远小于第二星体时，才可以借助所谓摄动理论求得逐步接近的近似值。在18世纪末期，数学家拉格朗日证明，三体问题在一个特殊情况下，即其中一星体质量微小，而三体在运动中恰好位于等于三角形的3个顶点时，是可以得到精确解答的。一颗小行星在太阳和木星作用下的运动，由于行星质量微小，就形成这样的特殊情况。这时小行星有5处称为平动点的位置。所谓平动点，就是小行星在太阳和木星的引力场中能达到稳定平衡的位置。如果位于平动点的小行星受到其他外力作用而偏离平动点，它也会立即回到平动点，而不会飞离。这就好像位于碗底；的一个小球，它的平衡是稳定的，即把它向旁边拨一下，仍会滚回原处。这一根据天体力推出的理论，由于1906年发现588号小行星而得到证实。这颗小行星果然是守在平动点L4附近活动，而且由于木星绕日运动，小行星也随着平动点以同木星运动相同的角速度每日300″绕日运动。以后在平动点上L4和L5，处又陆续发现了一些小行星，它们的平运动都在300″左右，这一类小行星统称为脱罗央群，已发现了20颗左右。半夜里，在天空正背向太阳的方向上，我们有时可以看到一团比银河还要稍微暗淡的白光，天文学上叫作对日照。这光团就是逗留在图7平动点L2（图中木星要换成地球）处的一团反射着阳光的宇宙尘埃。这也是平动点理论的一个证据。
1906年2月22日，发明照相法寻找小行星的沃尔夫，又发现宁1颗小行星。这颗小行星异常缓慢的运动（只及一般小行星的1/3），引起了天文学家的特别注意。经计算，它与太阳的距离是5.2天文单位，与木星相同。即差不多与木星处在同一条轨道上，但位置在木星前约60°的地方，俨然像“木大人”的一位开路先锋。因此，这颗小行星与木星、太阳三者正好构成了拉格朗日特解的情况，成为天空中一个奇妙的正三角形。后来，它被编为588号，并命名为阿基琉斯（Achilles）。阿基琉斯是荷马史诗《伊利亚特》中最伟大的希腊英雄。同一年，又有人发现了跟在木星之后的“随从”，它与木星相差也正好是60°左右，也就是在第二个拉格朗日三角形点上。它被编为617号小行星，并取了阿基琉斯的亲密战友帕特罗克勒斯（Patroclus）的名字。
拉格朗日点与脱罗央群小行星
以后，在这两个点（也称拉格朗日平均点）附近又陆续发现了许多小行星。它们都用《伊利亚特》所描述的特洛亚战争中英雄的名字命名。所有这些小行星统称为脱罗央（即特洛亚）群小行星。还作了规定：第一平动点，附近的叫希腊群，以攻打特洛亚城的希腊英雄命名。第二个点L2的周围的叫纯脱罗央（Pure Trojan）群，以特洛亚城的保卫者命名。不过每一群都有一个例外，因为在作这个规定之前，帕特洛克罗斯和赫克托尔都已陷入敌阵了。
希腊群小行星
编号小行星名发现年份588Achilles阿基琉斯1906624Hektor赫克托尔1907659Nestor涅斯托尔1908911Agamennon阿伽门农19191143Odysseus奥德修斯19301404Ajax埃阿斯19361437Diomedes狄俄墨得斯19371583Antiloehus安堤罗科斯19501647Menelaus墨涅拉奥斯19571749Telamon忒拉蒙19491868Thersites忒耳西忒斯19601869Philoctetes菲罗克忒忒斯19602146Stelitor斯屯托尔19762148Epeios厄珀奥斯197622411979WM1979*2260Neoptolemus涅俄普托勒摩斯197524561966RAL1966（2260）为我国紫金山天文台发现，又名“昆仑”。
纯脱罗央群小行星编号小行星名发现年份617Patrodus帕特罗克勒斯1906884Pdamus普里阿摩斯19171172Aneas埃涅阿斯19301173Anchisis安喀塞斯。19301208Troilus特洛伊罗斯19311867Deiphohls得伊福玻斯19711870Glaukos格劳科斯19711871Astyanax阿斯堤阿那克斯19711872Helenos海伦19711873Agenor阿革诺尔19712207Anterior安忒诺尔1977*2223Sarpedon萨耳珀冬197723571981AC19812363Cebriones刻布里奥涅斯1977*2223为我国紫金山天文台发现，又名，“喜玛拉雅”。
到目前为止，这类小行星具备命名条件的已有31颗。其中17颗属希腊群，14颗属纯脱罗央群。
分别属于纯脱罗央群和希腊群。按国际习惯，前者命名为萨耳珀冬（特洛业人的盟友，吕喀亚国王，在战争中为帕特洛克罗斯所杀）。后者命名为涅俄普托拉摩斯（阿基琉斯的儿子）。
通常情况下，纯脱罗央媲美小行星都在平动点附近作周期性的摆动。但是如果我们认为它们的队列操练真如仪伏队那样齐整，那就错了，这些小家伙才不那么规矩呢：它们的轨道倾斜有时可以超过20°，它们的平均经度有时也会偏差到10°~20°，这使它们的实际位置与理论位置的差别最大可达1.6亿千米，比地球到太阳的距离还要远呢！结果它们的实际运动非常复杂。而且，土星引起的摄动，不但会改变它们的位置，还会将它们中的个别成员逐出这两个小集团，或为它们吸收进新伙伴。
恐龙绝迹
关于恐龙的故事，要追溯到遥远的古代--大约在2.4亿年以前。
那个时候别说人类，就是哺乳动物都还未诞生。甚至五大洲还联成一块--地质史上称为“古大陆”。
当时，古大陆上权倾一时的统治者是庞大的恐龙，它们虽然头脑小得可怜，但身体长达二三十米，体重有几十吨，即使是今天的大象，在它面前也只能算是“小动物”，地球是恐龙的乐园，从天空到水域，整个海、陆、空，都被它们霸占着，似乎没有什么天敌可以威胁到它们的生存。
然而，恐龙突然从地球上消失了。恐龙究竟为什么灭绝呢？长期以来生物学家、地质学家提出了各种各样的“理论”。
1978年，诺贝尔物理奖获得者路易斯·阿尔瓦雷斯，在深入研究了这个有趣的“科学之谜”后提出，大约在5500万年前，有一颗直径为8~10千米的阿波罗型小行星，它与地面猛烈的撞击，引起了空前规模的大爆炸，其能量可相当于100万亿吨烈性炸药（TNT）。大地表面上砸出了一个直径大约175千米的坑洞，山崩地塌的灾难，使周围一切物质顷刻化作一缕青烟，更严重的后果是无数的细石、土屑、灰尘冉冉上升。根据计算，只要其中1/5到达并长期滞留高空，便会弥散开来包围整个地球，挡住阳光，使整个地球“暗五天日”，植物赖以生存的光合作用也因而无渤顺利进行，体大干粗的大型植物最先枯萎而死，这样无异断绝了恐龙的粮草来源，一天没有几千几百斤植物就活不了的恐龙，在饥饿的折磨下，熬不过多久就一一倒毙了。
阿尔瓦雷斯用小行星截断恐龙的食物链来说明恐龙绝迹，获得了越来越多的支持，人们从地质学上找到了大量证据，甚至更有人考证出了那个闯下弥天大祸的小行星，当初陨落的地点是现在的冰岛。
通古斯大爆炸
在遥远的西伯利亚大森林的上空，1908年6月30日，一个耀眼发光的物体掠过，并以12颗百万吨级氢弹的威力，在通古斯爆炸。引起的地震波，使远在英国的地震仪，都能够测量出来。空气冲击波夷平了半径80千米的树木。升起的烟尘，弥漫了几乎整个世界。
通古斯爆炸，是起源于一个残余的彗星体，还是一颗。撞击地球的小行星？科学家们仍然在辩论这个问题。美国地质研究协会的一位地质学家休梅克说，更加重要的是，在今后的75年里，有20%~40%的可能性，我们会面临又一次通古斯事件。
1908年6月30日上午7时多，在俄国西伯利亚通古斯河上游的东部地区，一个比太阳还要耀眼夺目的火球，沿着大约275°的方位角呼啸着从天而降，巨雷滚滚的轰鸣声震撼了大地，顷刻之间落地一声炸雷，震耳欲聋。爆炸的巨响惊动了千余里之外，发出的冲击波把周围100千米内所有家宅的玻璃、门窗一扫而光，甚至远在三五百千米之外的人畜也被突然一击，打倒在地。2000多平方千米的森林树木一一向四方轰然倒下，一片大火使得周围成为一片焦土。世界上所有的地震记录仪也描下了一段异乎寻常的曲线。根据天文学家的估计，它在落地时应有4万吨重，而爆炸的威力相当于20多颗百万吨级的大氢弹！如果它迟5个多小时下落，则彼得堡将从地球上消失。
这就是有名的“通古斯陨石”之谜，虽然现在不少人认为极有可能这是一颗彗星“失事”，但最初人们总是把它与陨星联系起来。
1947年2月12日，在前苏联的原始森林里（海参崴附近），同样降落过一团极其壮观的火球，并且在西霍得·阿林地区的12×4平方千米的土地上，落下了大量的铁石碎片残骸（找到了37吨），后来人们估计，原始降落物在进入大气前有100万吨。这场西霍得·阿林陨星雨也是有史以来记录到的最大一次铁质陨星雨。
吉林陨石雨
在我们中国也发生过一次世界上罕见的陨石雨--吉林陨石雨。目睹这一惊心动魄场面的观众何止成千上万！那天正巧是1976年的“三八”国际妇女节，下午3时01分，吉林省吉林市西闻地区正在大地上耕耘的农民，忽见东方天空出现了一个光耀夺目的火球，伴随着低沉的滚雷声向西疾驰而来。当火球飞到金珠公社上空时，便接连发出两声巨响，随即炸成几个小火球继续呼啸西去。最后一起化作万千金石，伴随着阵阵闷雷洒向了人间。落物范围东西长达72千米，南.北也有8.5千米，耳闻目睹者则有百万之众，堪称世界上“观众”最多的一次陨石雨。
事后，中国科学院和有关单位立即组织了考察团进行调查研究。经过当地领导、群众的热心帮助，现在日收集到的陨石碎片有100多块，总重量达2.7吨，其中的1号陨石重1770千克，成为目前世界上找到的最大的石陨石。据当时目击者反映，1号陨石落地时除了造成当地一次小“地震”外，还与银幕上的原子弹爆炸相仿，地面上升起了一个蘑菇云状的烟柱，高达刃多米，它在地面上留下了一个直径2米多的坑洞。而这块“世界之最”的大陨石，却像《封神演义》中的土行孙一样，一直钻到了6米深的地方，人们花了九牛二虎之力，才把它“请”了出来。而正如下面我们所证明的，原先它是一个直径220千米的小行星的一个部分。
可见大陨石确实有惊人的破坏力，那些远古时期的大陨石，把太阳系内的大多数天体都轰击得满目疮痍、斑痕累累。月球、水星上是“弹痕遍地”，就连小小的火星卫星上，居然也是坎坷不平，有着不少深坑和环形山。目前，我们地球上已经确证的最大陨石坑直径达1245米，坑的最深处有172米（在美国亚利桑纳州的沙漠里），据估计，造成这样一个大坑的陨星质量不下10吨，而其威力也相当于好多颗大氢弹总和。
为了加深读者的印象，我们也不妨作一个粗略的计算一个直径1千米的小行星，如果以每秒m千米的速度向地球撞来，那么从T＝12mω2可以算得，其动能相当于6千亿吨烈性炸药，它的破坏性可以超过任何一次火山爆发，或者大地震造成的灾难。人们当然不会忘记历史上维苏威火，山爆发造成的大悲剧，它将一座意大利名城庞贝埋进了地狱--203号小行星的名字庞贝（Pompcia）就是为了纪念这座不幸的城市而命名的。
有史以来最猛烈的火山；爆发使任何一次大地震都相形见绌。那是1815年4月5日爆发在印尼的坦博拉火山，它发出的那种特有的可怕的轰鸣声，甚至使得远隔1600千米的苏门答腊居民也感到毛骨悚然，原来堵住火山口的几十立方千米的岩石，像汽水瓶塞一样随着灰尘、溶岩被抛向高空，使得周围480千米范围内，连续72小时不见天日，有些地方甚至黑得伸手不见五指！据计算，这次火山爆发的总能量为1027尔格--相当于250亿吨烈性炸药！然而它仅抵得上一个直径350米的小行星落下的能量。
当然陨星并不都是那么可怕的妖魔。事实上，它只是一些比流星更大的“家伙”而已。而流星却是一种最为普遍常见的天文现象，甚至可以这样认为，一生中从未见过流星的人是寥寥无几的，因为任何时候只要你稍稍留神一下星空，不用多久，就能见到划破夜空的流星一闪即逝。据统计，肉眼可见的流星每天平均有10几颗之多，女蜾借助望远镜和雷达等现代化仪器，流星简直可以说“多如牛毛”--每年落于地球上的流星物质可达20万吨之多，这比目前世界上人类手中的黄金数--6万吨还多得多呢！