科技版~SGM之37~＊續5~曼妙的宇宙...＊太陽
橙色的太陽。一輪平靜的太陽甚至也可能是一個繁忙的場所。在過去幾年中我們太陽處於太陽活動極小期，其表面異常平靜。上面的影像是以氫α單色光拍攝，並經處理成假色。影像拍攝到了太陽表面數量眾多的細節。在這張色彩變幻的影像中，色彩沿著往太陽的邊緣逐漸變亮，這稱為臨邊昏暗，這是由於相對較冷的太陽氣體被逐漸吸收而造成。就在太陽邊緣外，可以看到數條日珥，而太陽表面可以看到有兩道明亮的痕跡出現在影像中央的上方和右側。兩個特別活躍的區域被黑暗的斑點標記。為了與最近平靜時期相比較，太陽正向太陽活動極大期靠近，未來幾年裏將會出現更多的活動事件。
太陽是在大約45.7億年前在一個坍縮的氫分子雲內形成。太陽形成的時間以兩種方法測量：太陽目前在主序帶上的年齡，使用恆星演化和太初核合成的電腦模型確認，大約就是45.7億年。這與放射性定年法得到的太陽最古老的物質是45.67億年非常的吻合。 太陽在其主序的演化階段已經到了中年期，在這個階段的核融合是在核心將氫融合成氦。每秒中有超過400萬公噸的物質在太陽的核心轉化成能量，產生微中子和太陽輻射。以這個速率，到目前止太陽大約轉化了100個地球質量的物質成為能，太陽在主序帶上耗費的時間總共大約為100億年。
太陽位於銀河系內側邊緣的獵戶臂，在本星際雲或古爾德帶，距離銀河中心7,500-8,500秒差距 (25,000-28,000光年) 的假設距離，包含在太空中的一個稀薄高溫氣體，可能是由一顆超新星殘骸傑敏卡γ射線源的本地泡。本地臂和外側的下一個旋臂，英仙臂，的距離大約是6,500光年。太陽，和進而的太陽系，被發現是在科學家所謂的星系適居帶。 太陽奔赴點的方向，或是太陽向點，是太陽相對於鄰近恆星，穿越銀河系空間的運動方向。太陽在銀河系中的運動方向大約是朝向天琴座的織女星，與銀河中心在天空中分離的角度大約是60度。
太陽繞銀河的軌道大致上是如預期橢圓形，但還要加上受到銀河系的旋臂和質量分布不均勻的擾動。此外，太陽相對於銀河平面上下的擺動大約是每一週期2.7次；這非常像是一種沒有受到阻尼的簡諧振盪。有人提出太陽經過高密度螺旋臂的時間與地球上大滅絕的時刻屢屢不謀而合，或許是因為碰撞事件增加了。它大約花2億2500萬至2億5000萬年完整的繞行銀河一周 (一個銀河年)，所以在太陽過去的生命期中大概已經完整的繞行銀河20至25次了。太陽相對於銀河中心的軌道速度大約是250公里/秒。以這樣的速度，太陽系大約1,190年可以旅行一光年的距離，或是7天移動1天文單位。
太陽的恆星分類，以光譜分類為基礎，是G2V，雖然它的顏色是白色的，但是因為在可光的頻譜中以黃綠色的部分最為強烈，從地球表面觀看他時，因為大氣層的散射使天空成為藍色，所以它呈現黃色，因而被非正式的稱為黃矮星。 在光譜分類標示中的G2指出它的表面溫度大約是 5778K (5505 °C)，而V指出太陽像其他大多數的恆星一樣，是一顆主序星，因此它的能量來自於氫融合成氦的核融合反應。在它的核心，太陽每秒鐘燃燒6億2000萬公噸的氫。太陽一度被天文學家認為是微小而相對之下是不足道的一顆恆星，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，但是因為非常靠近地球，因此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像太空中拓展，創造的太陽風－帶電粒子流－延伸到100天文單位遠的日球層頂。這個太陽風形成的氣泡，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，距離大約是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，太陽以順時鐘軌道大約2億2500萬至2億5000萬年遶行一周。由於我們的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項運動，組合成太陽相對於CMB的速度是370公里/秒朝向巨爵座或獅子座的方向運動。
雖然地球與太陽的距離隨著近日點 (在1月) 和遠日點 (在7月)而變，但平均距離是1億4960萬公里 (1天文單位)。在平均距離上，光從太陽旅行到地球大約需要8分19秒。太陽光中的能量以光合作用支援地球上所有的生物，並支配了地球的氣候和天氣。從史前時代就一直認為太陽對地球有巨大影響，並且有許多文化將太陽當成神。 對太陽的正確科學認識進展的很慢，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。這種理解仍然在進展中，在太陽的行為上仍然有大量的未解之謎。
太陽是一顆G型主序星，大約佔了太陽系總質量的99.8632% 。他是一個接近理想的球體，估計扁率只有900萬分之一，這意味著極直徑和赤道直徑的差異不到10公里。由於太陽是由電漿組成，並不是固體，所以他的赤道轉得比極區快。這種行為稱作較差自轉，這是因為從核心向外伸展的溫度梯度，引發太陽物質的對流運動。這些物質攜帶著一部份從黃道北極看是逆時鐘的太陽角動量，因而重新分配了角速度。實際的轉動周期在赤道大約是25.6天，在極區是33.5天，但是因為我們在環繞太陽時，不斷改變地球軌道的角度，使得太陽赤道自轉的視運動大約是28天。這種緩慢旋轉作用的離心在赤道的效應不及太陽引力的1,800萬分之一，而即使是行星產生的潮汐力也因為太微弱對太陽的形狀起不了作用，但大質量的木星仍使質心偏離中心達一個太陽半徑。
太陽是第一星族星，或富金屬星。太陽的形成可能是一顆或多顆鄰近的超新星激震波所觸發這是因為在太陽系中的重元素，像是金和鈾，相對於在被稱為第二族(貧金屬) 恆星是高豐度而認為的。表面上看來這些元素只有當超新星產生的吸能核反應，或由第二代恆星內部的核遷變產生。
太陽沒有像岩石行星一樣明確的界線，並且它外面的氣體密度是隨著中心距離的增加，以指數下降。然而，他有如下所述的明確部結構。太陽的半徑是從它的中心測量到光球邊緣，這只是氣體的上層，因為太冷或太薄而輻射出大量有實質意義的光，並且因為肉眼最容易看見的表面。
太陽的內部不能直接的觀察，並且太陽本身對電磁輻射是不透明的。但是正如在地球上使用產生的地震波來揭漏地球的內部結構，日震學可以將壓力波 (人耳聽不見的次聲波) 在太陽內部的旅行，淬鍊來測量和視覺化恆星內部的結構。太陽的電腦建模也可以做為理論工具研究更深層的內部。
從太陽的中心延伸到20－25%太陽半徑的區域被視為太陽的核心，它的密度高達150 公克/立方公分 (大約是水密度的150倍)，和接近1,360萬K的溫度。相較之下，太陽表面的溫度大約只有5,800K。分析SOHO任務最近的資料，支持核心的自轉速率比輻射帶等其它區域快，太陽一生大部分的時間，核融合產生的能量是經由質子-質子鏈反應的一系列步驟；這個過程將氫變成氦，只有少於2%的氦是經由碳氮氧循環產生的。
核心是太陽內唯一能經由核融合產生可察覺數量熱能的區域，在太陽半徑24%以內，產生99%的能量，並且在30%半徑處融合反應幾乎完全停止。這顆恆星的期於部分只是被從核心向外層傳輸的能量加熱。在核心經由核融合產生的能量在從光球以陽光或微粒動能的型態逃逸進太空之前，必須先在連綿不絕的各層次中旅行。
在太陽核心的質子-質子鏈反應每秒大約進行9.2×1037次，因為這個反應是將4個自由的質子 (氫原子核) 融合成氦，所以每秒大約有3.7×1038個質子成為α粒子 (氦原子核) (太陽擁有的自由質子大約有8.9×1056個)，或大約每秒6.2×1011公斤。因未經熔合成氦時大約會有0.7% 的質量融合成能量，太陽的質能轉換率為每秒鐘426萬公噸，釋放出384.6 佑瓦特 (3.846×1026 W)的能量，或每秒鐘 9.192×1010 百萬噸TNT爆炸的能量。這些質量不是被銷毀，而是轉變成能量，這些質量在輻射能內將帶走，這是質能等效性所敘述的觀念。
在核心的核融合動力會隨著與中心的距離改變，理論模型估計在太陽的中心大約是76.5 watts/m3。相較於熱核彈的能量產生密度，這只相當於爬蟲類的新陳代謝率太陽的尖峰動力生產被形容為一個有活力的混合肥料堆，太陽的巨大功率輸出不是由於單位體積的高效率，只是因為他的規模巨大。
核心的核融合是在自我修正下的平衡：速率只要略微提升，就會造成核心的溫度上升，核心就會膨脹，增加抵擋外圍重量的力量，這會造成核融合速率的攝動，而使反應速率稍微下降，導致溫度略微下降，核心也會收縮一些，使核融合的速率又再提高，回復到它目前的水準 。
γ射線 (高能量的光子) 由核融合從核心釋放出來後，只要經過幾微米就會被太陽的電漿吸收，然後再以隨機的任意方向和較低的能量輻射出來。因此，在不斷反覆的吸收和再輻射，要經過漫長的時間才能到達表面。估計每個光子抵達表面的旅程需要花費10,000年至170,000年的時間。
在穿過對流帶到達旅程的終點，進入透明的光球表面時，光子就以可見光的型態逃逸。每一個在核心產生的γ射線在逃逸入太空之前，都已經轉化成數百萬個可見光的光子。微中子也是在核心的核融合時被釋放出來的，但是與光子不同的是它很難與其它的物質交互作用，因此幾乎是立刻就由太陽表面逃逸出去。多年來，測量到來自太陽的微中子數量都只有理論數值的三分之一，因而產生了太陽微中子問題。這個差異直到2001年發現微中子振盪才獲得解決：太陽發出的為中子數量一如理論的預測，但是為中子探測器偵測到的少了三分之二，這是因為在被偵測時微中子改變了它們的風味。
從大約0.25至大約0.7太陽半徑，太陽物質是熱且稠密的，單以熱輻射就將將核心的炙熱充分的向外轉移。在這個區域內沒有熱對流；同時隨著與中心距離的增加，溫度也從700萬K降至200萬K，這種溫度梯度小於絕熱下降率，因此不會造成對流。能量的傳輸依賴輻射－氫和氦的離子發射的光子，但每個光子被其它的離子再吸收之前，只能傳遞很短的距離。從輻射帶的底部至頂端的密度下降達到百倍 (從20公克/立方公分降至只有0.2公克/立方公分) 。
輻射帶和對流帶之間形成一個過渡層，差旋層 (tachocline)。這是均勻旋轉的輻射帶和較差自轉的對流帶之間有著急遽轉變工作狀態的區域，結果造成巨大的切變－當接連的平面層滑過另一個時的條件。在上面的對流帶發現的流體運動，從這一層的頂端至底部慢慢的消失，與輻射戴頂段平靜的特徵相匹配。目前，這還是一個假說 ，在這一層內的磁發電機產生太陽的磁場。
太陽的外層，從它的表面向下至大約200,000公里 (或是70%的太陽半徑)，太陽的電漿已經不夠稠密或不夠熱，不再能經由傳導作用有效的將內部的熱向外傳送；換言之，它已經不夠透明了。結果是，當熱柱攜帶熱物質前往表面 (光球)，產生了熱對流。一旦這些物質在表面變冷，它會向下切入對流帶的底部，再從輻射帶的頂部獲得更多的熱量。在可見的太陽表面，溫度已經降至5,700K，而且密度也只有0.2公克/立方公分 (大約是海平面密度的六千分之一)。
在對流帶的熱柱形成在太陽表面上非常重要的，像是米粒組織和超米粒組織。在對流帶的亂流會在太陽內部的外圍部分造成"小尺度"的發電機，這會在太陽表面的各處產生磁南極和磁北極。太陽的熱柱是貝納得穴流，因此往往像六角型的稜鏡。
太陽是磁力活躍的恆星，它支撐一個強大、年復一年在變化的磁場，並且大約每11年環繞著太陽極大期反轉它的方向。太陽磁場會導致很多影響，稱為太陽活動，包括在太陽表面的太陽黑子、太陽閃焰、和攜帶著物質穿越太陽系且不斷變化的太陽風。太陽活動對地球的影響包括在高緯度的極光，和擾亂無線電通訊和電力。太陽活動被認為在太陽系的形成和演化扮演了很重要的角色。
太陽因為高溫的緣故，所有的物質都是氣體和電漿，這使得太陽的轉速可能在赤道 (大約25天) 較快，而不是高緯度 (在兩極約為35天)。太陽因緯度不同的較差自轉造成它的磁場線隨著時間而糾纏在一起，造成磁場圈，從太陽表面噴發出來，並觸發太陽形成系距性的太陽黑子和日珥。隨著太陽每11年反轉它本身的磁場，這種糾纏創造了太陽發電機和11年的太陽磁場活動太陽週期。
太陽磁場野車出了太陽本身，磁化的太陽風電漿攜帶著太陽的磁場進入太空，形成所謂的行星際磁場。由於電漿只能沿著磁場線移動，離開太陽的行星際磁場起初是沿著徑向伸展的。因位在太陽赤道上方和下方離開太陽的磁場具有不同的極性，因此在太陽的赤道平面存在著一層薄薄的電流層，稱為太陽圈電流片。太陽的自轉使得遠距離的磁場和電流片旋轉成像是阿基米德螺旋結構，稱為派克螺旋。行星際磁場的強度遠比太陽的偶極性磁場強大。太陽50-400μT的磁偶極 (在光球) 隨著距離的三次方衰減，在地球的距離上只有0.1 nT。然而，依據太空船的觀測，在地球附近的行星際磁場視這個數值的100倍，大約是5nT。
太陽相對於太陽系質心的運動受到來自行星的攝動是複雜的。每隔數百年變換一次順行和逆行。太陽沒有足夠的質量爆發成為超新星，替代的是，在約50億年後它將進入紅巨星的階段，它的外層將向外膨脹，同時核心的氫和氦會一起燃燒時將核心加熱。當核心的溫度達到1兆K時，氦融合將開始進行並燃燒生成碳，進入漸近巨星分支階段。
地球的命運是不確定的，當太陽成為紅巨星時，太陽的半徑將膨脹超越地球現在的軌道，1天文單位（149,597,870,691公尺），是現在的250倍。然而，當太陽成為漸近巨星分支的恆星時，由於恆星風的作用，它大約已經流失30%的質量，所以地球的軌道會向外移動。如果只是這樣，地球或與可以倖免，但新的研究認為地球可能會因為潮汐的交互作用而被太陽吞噬掉。但即使地球能逃推被太陽焚毀的命運，地球上的水仍然都繪沸騰，大部分的氣體都會逃逸入太空。即使太陽仍在主序帶的現階段，太陽的光度仍然在緩慢的增加 (每10億年增加10%)，表面的溫度也緩緩的提升。太陽過去的光度比較暗淡，這可能是生命在10億年前才出現在陸地上的原因。太陽的溫度若依照這樣的速率增加，在未來的10億年，地球可能會變得太熱，使水不再能以液態存在於地球表面，而使地球上所有的生物滅絕。
繼紅巨星階段之後，激烈的熱賣動將導致太陽外層的氣體逃逸，形成行星狀星雲。在外層被剝離後，唯一留存下來的就是恆星炙熱的核心，它將會如同白矮星一樣在數十億年中逐漸冷卻和黯淡。這是低質量與中質量恆星演化的典型。
太陽上出現的C-3級閃焰 (在左上角的白色區域)，一個太陽海嘯 (右上，波狀的結構) 和多個絲狀的磁力線從恆星表面離開。