太陽

太陽是位於太陽系中心的恆星。它是一個近乎完美的熱電漿理想球體，通過其核心的核融合反應加熱到白熾。太陽主要以可見光、紫外線和紅外線的形式輻射能量，是地球上生命最重要的能量來源。
太陽的半徑大約是 sp=us，或地球半徑的109倍。它的質量大約是地球的330,000倍，約佔太陽系總質量的99.86%。太陽的質量大約四分之三由氫（〜73%）組成；其餘的主要是氦（〜25%），包括氧、碳、氖和鐵等重元素，其數量要少得多。
太陽是一顆G型主序星（G2V），被稱為黃矮星，但它的光實際上是白色的，黃矮星這個名稱並不準確。
它大約形成於46億年前，來自大分子雲區域內物質的引力坍縮。大部分物質聚集在中心，而其餘的則扁平成一個軌道盤面，演化成為太陽系。中心質量變得如此熾熱和密集，以至於它最終在其核心啟動核融合。人們認為幾乎所有的恆星都是通過這個過程形成。
在太陽的核心，每秒鐘將大約6億噸氫融合成氦，並在此過程中將400萬噸物質轉化為能量。這種能量可能需要10,000到170,000年才能逃離核心，是太陽的光和熱的來源。當其核心的氫融合減少到太陽不再處於流體靜力平衡的點時，其核心將經歷密度和溫度的顯著增加，同時其外層膨脹，最終將太陽轉變為紅巨星。據推算，太陽將變得足夠大，可以吞噬水星和金星，並使地球無法居住。但這大約是五十億年後的狀況。在這之後，它將脫落其外層，裸露出核心，成為一種被稱為白矮星的緻密恆星。雖然不再通過核融合產生能量，但仍會發光並散發出先前殘餘的熱量。
自史前時代以來，太陽對地球的巨大影響就已得到認可。太陽被某些文化視為神。地球的自轉及其圍繞太陽的軌道是一些太陽曆的基礎。今天使用的主要日曆是公曆，它將基於16世紀觀察到的太陽運動作為實際運動的標準來解釋。

**詞源**

**中文**
「太」即「大」。陽，高、明也。

**歐洲語言**
英語單詞“sun”是從古英語sunne發展而來的。其他日爾曼語族中也出現了同源詞，包括西弗里斯蘭語（West Frisian，sinne）、荷蘭語zon、低地德語Sünn、標準德語Sonne、巴伐利亞語（Bavarian，Sunna）、古諾斯語（Old Norse，Sunna）和哥德語（Gothict，sunnō）。所有這些詞都源於原始日耳曼語 *sunnōn。這最終與印歐語系家族其它分支中的"太陽"一詞有關，儘管在大多數情況下會找到帶有“l”的主格詞幹，而不是“n”中的屬詞幹，例如在拉丁語sōl，古希臘語 ἥλιος （hēlios），Welsh haul和捷克語 slunce，以及（with *l > r）梵語स्वर （svár）和波斯語خور（xvar）。事實上，“l”-詞幹在原始日耳曼語中也倖存下來，如*sōwelan，它產生了哥特語sauil（與sunnō 一起）和古挪威語平淡無奇的sól（與詩歌sunna一起），並通過它產生了現代斯堪的納維亞語言中的sun一詞：瑞典語和丹麥語 solen，冰島語 sólin等等。
英語中太陽（Sun）的主要形容詞是"sunny"，表示陽光，在技術環境中，solar（ər），源自拉丁語sol，後者在solar day（太陽日）、solar eclipse （日食）和Solar System（太陽系，有時是Sol system）等術語中存在。來自希臘語helios的罕見形容詞heliac（k）。在英語中，希臘語和拉丁語單詞Helios（s）和Sol (l)出現在詩歌中，作為太陽的化身，而在科幻小說中，「Sol」可能被用作太陽的名稱，已與其它的恆星區別。帶有小寫「s」的術語"sol"被行星天文學家用於另一顆其它行星（如火星）上的太陽日持續時間。
英語 工作日名稱 Sunday 源自古英語 Sunnandæg"sun's day"，Interpretatio germanica為拉丁短語lang|la|迪斯sōlis，本身是古希臘語ἡμέρα ἡλίου的翻譯（transliteration|grc|hēmerahēliou）“太陽之日”。太陽的天文符號是一個帶中心點的圓圈，☉。它用於"M"☉（太陽質量），"R"☉（太陽半徑）和"L"☉（太陽光度）。

**一般性質**
太陽是一顆G型主序星，約佔太陽系質量的99.86%。太陽的絕對星等為+4.83，估計比銀河系中約85%的恆星亮，其中大部分是紅矮星。太陽是第一星族星，或富含重元素的恆星。太陽的形成可能是由附近一顆或多顆超新星的衝擊波引發的。這是由太陽系中高豐度的重元素提出的，如金和鈾；相對於重元素貧乏的恆星，即所謂的第二星族星。重元素最有可能是由超新星期間的吸熱核反應產生的，或者是由大質量的第二代恆星內的核轉換通過中子吸收產生的。
太陽是迄今為止地球天空中最明亮的天體，視星等為−26.74。這比下一顆最亮的恆星，視星等為-1.46的天狼星亮約130億倍。
1天文單位（大約150,000,000公里；93,000,000英里）被定義為太陽中心到地球中心的平均距離，儘管隨著地球從1月3日左右的近日點移動到7月4日左右的遠日點，距離會發生變化（約+/- 250萬公里或155萬英里）。距離可以在147,098,074公里（近日點）和152,097,701公里（遠日點）之間變化，極值可以從147,083,346公里到152,112,126公里。光從離開太陽表面到地球表面的平均光程距離約為8分20秒。這種陽光的能量幾乎支持所有的生命，在地球上通過光合作用，並驅動氣候和天氣。
太陽沒有明確的邊界，但其密度隨著光球上方高度的增加而呈指數級下降。 為了量測的目的，太陽的半徑被認為是從其中心到光球邊緣的距離，光球是太陽的明顯可見表面。按照這個尺度，太陽是一個近乎完美的球體，扁率估計為百萬分之九，這意味著它的極徑與赤道直徑僅相差sp=us。行星的潮汐效應很弱，對太陽的形狀沒有顯著影響。太陽在赤道的自轉速度比在兩極的自轉速度快。這種差異自轉是由熱傳輸引起的對流運動和太陽自轉引起的柯里奧利力造成的。在恆星定義的參考系中，赤道的自轉週期約為25.6天，兩極的自轉週期約為33.5天。從地球繞太陽的公轉來看，太陽在赤道的「視自轉週期」約為28天。從北極上方的有利位置看，太陽繞其自轉軸逆時針旋轉。

**組成**
太陽主要由氫和氦這兩種化學元素組成。在太陽生命的這個時候，它們在
太陽光球分別佔質量的74.9%和23.8%Cite journal |last=Lodders |first=K. |author-link=Katharina Lodders|title=Abundances and Condensation Temperatures of the Elements |url=http://www.lpi.usra.edu/meetings/metsoc2003/pdf/5272.pdf |journal=Meteoritics & Planetary Science |volume=38 |issue=suppl |page=5272 |date=2003 |bibcode=2003M&PSA..38.5272L |access-date=2008-08-03 |archive-date=2011-05-13 |archive-url=https://web.archive.org/web/20110513163004/http://www.lpi.usra.edu/meetings/metsoc2003/pdf/5272.pdf |url-status=live 。所有較重的元素，在天文學中被稱為「金屬」，佔不到質量2%，其中氧（約佔太陽質量的1%）、碳（0.3%）、氖（0.2%）和鐵（0.2%）最為豐富。
在太陽研究中，更常見的是用dex表示每種元素的豐度，這是一個縮放的對數單位。A（e） = 12+log10（ne/nH），其中「e」是所討論的元素，nH是10^12個氫原子。根據定義，氫的豐度為12，氦的豐度在大約10.3到10.5之間變化，這取決於太陽週期的相位，碳是8.47，氖是8.29，氧是7.69和鐵是7.62。
太陽最初的化學成分是從形成它的星際介質中繼承下來的。最初，它含有大約71.1%的氫、27.4%的氦和1.5%的重元素。太陽中的氫和大部分氦在宇宙的前20分鐘由太初核合成產生，而較重的元素在太陽形成之前是由前幾代恆星產生，並在恆星生命的最後階段和超新星等事件中擴散到星際介質中。
自太陽形成以來，主要的融合過程包括將氫融合為氦。在過去的46億年裡，氦的數量及其在太陽內的位置逐漸發生了變化。在核心內，由於融合，氦的比例從約24%增加到約60%，一些氦和重元素由於引力從光球層向太陽中心沉降。較重元素的比例保持不變。熱量通過輻射而不是對流從太陽核心向外傳遞（見輻射層），因此融合產物不會因熱量向外抬起；它們留在核心漸漸地，氦的內核已經開始形成，但無法融合，這是因為現時太陽的核心不夠熱或密度不足以融合氦。在現時的光球中，氦的含量減少，金屬量僅為原恆星階段（核心核融合開始之前）的84%。未來，氦將繼續在核心中積累，在大約50億年後，這種逐漸積累最終將導致太陽離開主序帶並成為紅巨星。
光球的化學成分通常被認為是原始太陽系成分的代表。上述太陽重元素豐度通常是通過使用太陽光球的光譜學和量測從未被加熱到融化溫度的隕石中的豐度來量測的。這些隕石被認為保留了原恆星太陽的成分，因此不受重元素沉降的影響。這兩種方法得到的結果通常很一致。

**結構和核融合**
用假色進行對比的太陽結構圖

**核心**
太陽的太陽核心從中心延伸到太陽半徑的20-25%左右，其密度最高為 up=cm3（約為水密度的150倍）和接近1,570萬K的溫度。相比之下，太陽表面的溫度大約為u=K。最近對SOHO任務數據的分析表明，核心的自轉速度比上面的輻射層更快。在太陽生命的大部分時間裡，能量都是通過質子-質子鏈在核心區域進行核融合產生的；這個過程將氫轉化為氦。現時，太陽產生的能量只有0.8%來自另一系列被稱為碳氮氧循環的融合反應，並且隨著太陽年齡的增長和亮度的提高，預期這一比例還會增加。
核心是太陽中唯一通過核融合產生大量熱能的區域；99%的能量產生於太陽半徑的24%以內，到了半徑的30%，核融合幾乎完全停止。太陽的其餘部分被這種能量加熱，因為它通過許多連續的層向外轉移，最終到達太陽光球層，在那裡它通過輻射（光子）或平流（大質量粒子）逃逸到太空。
質子-質子反應鏈的圖解：由氫形成氘、氦-3和常規的氦-4。|left
質子-質子鏈在核心中每秒發生約e=37次，每秒將約3.738個質子轉化為α粒子s（氦核）（在太陽中總共約8.956個自由質子），或約up=s。然而，每個質子（平均）需要大約90億年才能使用PP鏈相互融合。將四個自由的質子（氫原子核）融合成單個α粒子（氦原子核）釋放約0.71185%的融合質量轉換為能量，因此，太陽以每秒426萬公噸的質量-能量轉換率釋放能量（這需要6億公噸的氫），即384.6佑瓦特（u=W），或每秒9.19210百萬噸的TNT。太陽的大功率輸出主要是由於其核心的巨大尺寸和密度（與地球和地球上的物體相比），每立方米只能產生相當小的功率。太陽內部的理論模型表明，核心中心的最大功率密度或能量產生約為276.5瓦特秒/立方米，這與堆肥內部的功率密度大致相同。
堆芯中的核融合率處於自校正平衡：稍高的核融合率會導致堆芯升溫更多，膨脹會稍微抵消外層的重量，從而降低密度，從而降低核融合率，並校正攝動；而稍低的速率將導致堆芯稍微冷卻和收縮，從而增加密度並增加核融合速率，並再次使其恢復到現時的速率。

**輻射層**
這是不同恆星的內部結構圖。太陽是在中間的恆星，有一個在內部的輻射層和一個在其外的對流層
輻射層是太陽最厚的一層，約佔太陽半徑的0.45。從核心外圍到大約0.7太陽半徑，熱輻射是能量傳遞的主要手段。隨著與核心距離的增加，溫度從大約700萬K下降到200萬K。這個溫度梯度小於絕熱衰減率的值，因此不能驅動對流。這解釋了為什麼通過該區域的能量傳遞是通過輻射而不是熱對流。氫和氦的離子發射光子，這些光子在被其它離子重新吸收之前只傳播很短的距離。在0.25太陽半徑和0.7太陽半徑之間，即輻射區的頂部，密度下降了一百倍（從20克/釐米3到0.2克/釐米3）。

**差旋層**
輻射層和對流層被一個過渡的差旋層分隔開。這是一個在均勻旋轉的輻射層和對流層之間的差異旋轉，兩層在這種情況下的大剪應力（流體），導致連續的水平層相互滑動的效應。現時，人們假設（參見太陽發電機），這一層中的磁發電機會產生太陽的磁場。

**對流層**
太陽的對流層從0.7太陽半徑（500,000公里）延伸到接近表面附近。在這一層中，太陽電漿的密度或溫度不夠高，無法通過輻射將內部的熱能向外傳遞。相對的，電漿的密度足夠低，可以形成對流，並將太陽的能量向外移動到其表面。在差旋層加熱的物質會吸收熱量並膨脹，從而降低其密度並使其上升。因此，質量的有序運動發展成熱細胞，將大部分熱量向外輸送到上方的太陽光球。一旦物質在光球表面下擴散和輻射冷卻，其密度就會增加，並下沉到對流層的底部，在那裡它再次從輻射區的頂部吸收熱量，對流迴圈就會繼續。在光球層，溫度已降至5,700 K（350倍），密度僅為0.2 g/m3（約為海平面空氣密度的1/10,000，對流區內層的百萬分之一）。
對流區的熱柱在太陽表面形成印記，使其在最小尺度上具有被稱為米粒組織的顆粒狀外觀，在較大尺度上具有超米粒組織的粒狀外觀。太陽外部的湍流對流維持著太陽內部近表面體積上「小規模」的發電機作用。太陽的熱柱是瑞利-貝納德對流，形狀大致為六邊形稜鏡 。

**光球**
井上建太陽望遠鏡（DKIST）拍攝的太陽表面高解析度影像
太陽的可見表面，即光球，是太陽對可見光變得不透明的表層。這一層產生的光子通過其上方透明的太陽大氣層逃離太陽，成為太陽輻射，即陽光。不透明度的變化是由於H−離子的數量減少，這些離子很容易吸收可見光。相對的，我們看到的可見光是電子與氫原子反應產生H−離子時產生的。
光球層厚數十至數百公里，其不透明性略低於地球上的空氣。由於光球的上部比下部更冷，太陽的影像在中心看起來比在太陽盤面的外緣或「邊緣」更亮，這種現象被稱為周邊昏暗。太陽光的光譜近似於黑體在C F輻射的光譜，中間穿插著來自光球上方一層稀薄的原子吸收線。光球層的粒子密度為〜1023m−3（約為海平面單位體積地球大氣層粒子數的0.37%）。光球沒有完全電離——電離程度約為3%，幾乎所有的氫都以原子形式存在。
在早期對光球光譜的研究中，發現了一些與當時地球上已知的任何化學元素都不能對應的吸收線。1868年，約瑟夫·諾曼·洛克耶假設這些吸收線是由一種新元素引起的，他以希臘太陽神Helios的名字將其稱為「helium」。二十五年後，氦在地球上被分離出來。

**大氣層**
太陽的大氣層由四部分組成：光球（正常情況下可見）、色球、過渡區、日冕和太陽圈。在日全食期間，光球被阻擋，使得日冕可見。

**溫度極小區**
太陽最冷的一層是溫度最低的區域，延伸到光球上方約u=km，溫度約為fmt=commas。太陽的這一部分足夠冷，可以通過吸收光譜檢測到一氧化碳和水等簡單分子的存在。色球、過渡區和日冕比太陽表面熱得多。原因尚不清楚，但有證據表明阿爾文波可能有足夠的能量來加熱日冕。
日出號的太陽光學望遠鏡拍攝的太陽過渡區。|left

**色球**
在最低溫度層之上是厚約fmt=commas厚，由發射線和吸收線的光譜主導的一層。它稱為「色球」，來自希臘語詞根「chroma」，意思是顏色，因為色球在日全食開始和結束時都是可見的彩色閃光。色球的溫度隨著海拔高度的升高而逐漸升高，頂部附近的最高溫可達fmt=commas。在色球的上部，部分的氦被電離。

**過渡區**
在色球上方，有一個薄的（約為u=km）過渡區，溫度從色球上部附近的fmt=commas迅速上升到接近fmt=comas的日冕溫度。氦在過渡區的完全電離促進了溫度的升高，這顯著減少了電漿的輻射冷卻。過渡區的出現沒有明確定義的海拔高度。相對的，它在的針狀體和絲狀體等色球特徵周圍形成一種暈（nimbus），並恆定處於混沌運動中。過渡區從地球表面不容易看到，但通過對光譜的極紫外部分敏感的儀器，可以很容易地從太空觀察到。

**日冕**
在日全食時，在短暫的全食期間可以用肉眼看到日冕
日冕是太陽大氣層的下一層。在太陽表面附近的低日冕，其粒子密度約為1015m−3至1016m−3。日冕和太陽風的平均溫度約為1,000,000–2,000,000 K；然而，在最熱的地區，溫度為8,000,000–20,000,000 K。儘管現時還沒有完整的理論來解釋日冕的溫度，但已知至少有一部分熱量來自磁重聯。
日冕是太陽的延伸大氣層，其體積遠大於太陽光球所包圍的體積。從太陽向外進入行星際空間的電漿流是太陽風。

**太陽圈**
太陽圈是太陽最外層的稀薄大氣層，充滿了太陽風電漿。太陽的最外層被定義為從太陽風的流動變得「超級阿爾文波」的距離開始，也就是說，在這個距離處，流動變得比阿爾文波的速度更快，這個距離在大約20個太陽半徑（0.1AU）處。太陽圈中的湍流和動力不會影響日冕的形狀，因為資訊只能以阿爾文波的速度傳播。太陽風在太陽圈持續地向外行進，將太陽磁場形成為派克螺旋形狀，直到它衝擊到超過u=AU遠的太陽圈頂。在2004年12月，航海家1號探測器穿過了一個被認為是太陽圈頂一部分的衝擊鋒。在2012末，航海家1號記錄到宇宙射線碰撞的顯著增加，和來自太陽風的低能量粒子的急劇下降，這表明探測器已經穿過日球層頂並進入星際介質。事實上，在2012年8月25日，距離太陽約122個天文單位的位置上已經做到了這一點。由於太陽的運動，太陽圈有一個日球尾，在它後面伸展。
2021年4月28日，美國國家航空暨太空總署的派克太陽探測器在第八次飛越太陽時，在18.8太陽半徑處遇到了特定的磁場和粒子條件，這表明它穿透了Alfvén surface，這是將日冕與太陽風分隔開的邊界，定義為日冕電漿的阿爾文速度和大規模太陽風速相等。探測器用FIELDS和SWEAP儀器量測了太陽風電漿環境。美國國家航空暨太空總署將這一事件描述為「觸及太陽」。在飛越過程中，派克太陽探測器多次進出日冕。這證明瞭阿爾文臨界表面的形狀不是光滑的球，而是有褶皺表面的波峰和波谷。

**陽光和微中子**
透過薄霧看到的太陽
太陽發出的光跨越可見光譜，因此當從太空觀察或當太陽在高空時，它的顏色是白色，CIE顏色空間指數接近（0.3，0.3）。從太空觀察時，各波長的太陽輻射在光譜的綠色部分達到峰值。當太陽在天空中的高度非常低時，大氣散射會使太陽呈現黃色、紅色、橙色或洋紅色，在極少數情況下甚至會使太陽呈綠色或藍色。儘管它是典型的白色（白色的陽光、白色的環境光、月球的白色照明等），但一些文化在心理上認為太陽是黃色的，有些甚至是紅色的； 造成這種情況的原因是文化上的，確切的原因是爭論的主題。
太陽是一顆G2V恆星，「G2」表示其表面溫度約為C F，「V」表示它和大多數恆星一樣是一顆主序恆星。
太陽常數是直接暴露於太陽的陽光下的單位面積上沉積的能量。距離太陽一個天文單位（AU）的距離（即在地球上或附近），太陽常數大約等於1,368W/m2（瓦特/平方米）。地球表面的陽光功率是被大氣層衰減的，因此當太陽接近天頂時，在晴朗的條件下到達地球表面的衰減較小（接近1,000|u=W/m2）。地球大氣層頂部的陽光（按總能量計算）由大約50%的紅外光、40%的可見光和10%的紫外光組成。大氣層尤其能過濾掉70%以上的太陽紫外線，尤其是在較短波長下。 太陽紫外線輻射使地球白天的高層大氣電離，產生導電的電離層。
來自太陽的紫外線具有防腐特性，可用於消毒工具和水。它也會導致曬傷，並具有其他生物效應，如產生維他命D和曬黑。它也是皮膚癌的主要原因。紫外線被地球的臭氧層強烈衰減，因此紫外線的數量隨著緯度的變化而變化很大，並在一定程度上導致了許多生物適應，包括地球不同地區人類膚色的變化。
微中子和光子一旦離開太陽表面，就會以left
核心的核融合反應最初釋放的高能伽馬射線光子，通常只傳播幾毫米，幾乎立即被輻射區的太陽電漿吸收。再發射發生在一個隨機的方向上，且通常能量略低。通過這種發射和吸收序列，輻射到達太陽表面需要很長時間。據估計，光子旅行的時間在10,000到170,000年之間。相比之下，微中子只需2.3秒就可以到達表面，它約佔太陽總能量的2%。由於太陽中的能量傳輸是一個涉及光子與物質處於熱力學平衡的過程，因此太陽中能量傳輸的時間尺度更長，約為3,000,000年。如果太陽核心的能量產生率突然發生變化，這是太陽恢復穩定狀態所需的時間。
微中子也通過核心的核融合反應釋放，但與光子不同，它們很少與物質發生相互作用，因此幾乎所有微中子都能立即逃離太陽。多年來，對太陽產生的微中子數量的量測是比理論預測的要低，只有三分之一的量。2001年，通過發現微中子振盪的影響，這種差異得到了解決：太陽發射的微中子數量與理論預測的數量相同，但微中子探測器卻缺少3，因為微中子在被探測到時已經改變了味道。

**磁活動**
太陽表面有一個變化的恆星磁場。它的極場是lk=on，而在太陽上被稱為太陽黑子的特徵中，極場通常是sigfig=1，在日珥中則是 sigfig=1。磁場隨時間和位置的變化而變化。準週期的11年太陽週期是太陽黑子數量和大小增減的最顯著變化。
太陽磁場遠遠超出了太陽本身。導電的太陽風電漿將太陽磁場帶入太空，形成所謂的行星際磁場。在一種被稱為理想磁流體動力學的近似中，電漿粒子只沿著磁力線移動。結果是，向外流動的太陽風將行星際磁場向外拉伸，迫使其形成大致徑向的結構。對於在太陽磁赤道兩側具有相反半球極性的簡單偶極太陽磁場，在太陽風中形成薄的電流片。
在很遠的距離上，太陽的自轉將偶極磁場和相應的電流片扭曲成一種被稱為派克螺旋的阿基米德螺線結構。行星際磁場比太陽磁場的偶極分量強得多。太陽50–400μT的偶極磁場（在光球）隨著距離的倒數而減小，導致地球距離處的預測磁場為0.1 nT。然而，根據太空船的觀測，地球所在位置的行星際場約為5 nT，大了約一百倍。這種差異是由於太陽周圍電漿中的電流產生磁場造成的。

**太陽黑子**
業餘太陽望遠鏡使用Hα濾鏡拍攝的太陽黑子縮時攝影
太陽黑子是太陽光球上的暗斑，對應於磁場的強度。在磁場中，熱量從太陽內部到表面的對流傳輸受到抑制。結果是，太陽黑子比周圍的光球略冷，所以看起來很暗。在典型的太陽極小期，幾乎看不到太陽黑子，偶爾根本完全看不到；能看見的那些，都出現在太陽高緯度地區。隨著太陽週期向極大期發展，太陽黑子往往在靠近太陽赤道的地方形成；這一現象被稱為史波勒定律。最大的太陽黑子直徑可達數萬公里。
11年的太陽黑子週期是22年巴布科–雷頓發電機週期的一半，這對應於Toroidal and poloidal coordinates太陽磁場之間的振盪能量交換。在太陽極大期時，外部極向偶極磁場接近其發電機週期最小強度，但通過差旋層內的差異自轉產生的內部環形四極場接近其最大強度。在發電機週期的這一點上，對流區內的浮力上升流迫使環形磁場通過光球層出現，產生了成對的太陽黑子，大致排列在東西方向，並具有相反磁極的足跡。太陽黑子對的磁極在每個太陽週期交替出現，這一現象由Hale's law描述。
在太陽週期的衰退階段，能量從內部環形磁場轉移到外部極向磁場，太陽黑子的數量和大小都會減少。在太陽極小期時，環形場相應地處於最小強度，太陽黑子相對罕見，而極向場處於最大強度。隨著下一個11年太陽黑子週期的上升，差異自轉將磁能從極向場轉移回環形場，但其極性與前一個週期相反。這一過程持續進行，在理想化、簡化的場景中，每個11年的太陽黑子週期都對應著太陽大尺度磁場的整體極性的變化。

**太陽活動**
left
太陽的磁場導致許多效應，這些效應統稱為太陽活動。太陽閃焰和日冕巨量噴發往往發生在太陽黑子群中。緩慢變化的高速太陽風從光球表面的冕洞發射出來。日冕巨量噴發和太陽風的高速流都將電漿和行星際磁場向外帶入太陽系。太陽活動對地球的影響包括中高緯度的極光以及無線電通信和電力的中斷。太陽活動被認為在太陽系的形成與演化中發揮了重要作用。
一些科學家認為，太陽黑子數量的長期長期變化與太陽輻照度的長期變化有關，這反過來可能會影響地球的長期氣候。太陽週期影響太空天氣，包括地球周圍的條件。例如，在17世紀，太陽週期似乎已經完全停止了幾十年；在被稱為蒙德極小期的時期，幾乎沒有觀測到太陽黑子。這正好與小冰期的時代相吻合，當時歐洲經歷了異常寒冷的氣溫。早期的擴展極小值是通過對樹環的分析發現的，似乎與低於平均水準的全球氣溫相吻合。
2019年12月，觀測到一種新型的太陽磁爆炸，稱為強制磁重聯。此前，在一個被稱為自發磁重聯的過程中，人們觀察到太陽磁力線爆炸性地發散，然後瞬間再次會聚。強制磁重聯也是類似的，但它是由日冕中的爆炸觸發。
在過去大約250年觀測的太陽黑子數量，顯示出大約11年的太陽週期

**可能的長週期**
最近有理論宣稱在太陽核心的磁性不穩定導致週期為41,000年或100,000年的變異。這可以對冰河期和米蘭科維奇循環提供更好的解釋。

**生命階段**
類似太陽的恆星演化概述
今天的太陽大約已經度過了它生命中最穩定部分的一半，40多億年來，它沒有發生巨大變化，在未來50多億年內將保持相當穩定。然而，在其核心的氫融合停止後，太陽將在內部和外部都發生巨大變化。它的質量比在5秒差距內其它75顆恆星中的71顆巨大，或是在前5%內。

**形成**
太陽大約於46億年前，由一個主要由氫和氦組成的巨大分子雲的一部分坍塌而形成；這個分子雲可能還孕育了許多其它恆星。這個年齡是使用恆星演化的電腦模型和核宇宙編年學估計的。這一結果與最古老的太陽系物質的輻射定年一致，即45.67億年前。對古代隕石的研究揭示了穩定的短半衰期同位素子核的痕跡，如鐵-60，這些子核只在爆炸的短壽命恆星中形成。這表明在太陽形成的位置附近一定發生過一顆或多顆超新星的爆炸。來自附近超新星的衝擊波會通過壓縮分子雲中的物質並導致某些區域在自身引力下坍塌，從而觸發太陽的形成。當分子雲的一個碎片坍塌時，由於角動量守恆，它也開始旋轉，並隨著壓力的增加而升溫。大部分質量集中在中心，而其餘的則扁平成一個圓盤，成為行星和太陽系的其它天體。因為它從周圍的圓盤中積累了更多的物質，雲層核心的重力和壓力產生了大量熱量，最終引發了核融合。
恆星HD 162826和HD 186302與太陽有相似之處，因此被假設為形成於同一分子雲中的恆星兄弟。

**主序帶**
類太陽恆星的演化。顯示一顆太陽質量恆星在300x300px
太陽正處於主序階段的一半，在此期間，其核心的核融合反應將氫融合為氦。每秒鐘，超過400萬噸的物質在太陽核心內轉化為能量，產生微中子和太陽輻射。按照這個速度，到目前為止，太陽已經將大約100倍地球質量轉化為能量，約佔太陽總質量的0.03%。在太陽成為紅巨星階段之前，太陽做為主序星總共將花費大約100億至110億年的時間。根據2022年歐洲太空總署的蓋亞觀測任務，在80億年大關時，太陽將處於最熱點。
太陽的核心逐漸變得更熱，表面越來越熱，半徑越來越大，在主序列上的時間裡也越來越亮：自其主序生命開始以來，它的半徑擴大了15%，表面溫度從C F上升到C F，導致光度從0.677太陽光度上升到現在的1.0太陽光度，增加了48%。這是因為核心中的氦原子的平均分子量高於熔化的氫原子，從而導致較低的熱壓力。因此，核心正在收縮，使太陽的外層向中心靠近，釋放出引力勢能。根據維裡定理，釋放的引力能有一半用於加熱，這導致核融合發生的速率逐漸增加，從而亮度增加。隨著核芯逐漸變密，這個過程也加快了。現時，它的亮度每1億年新增約1%。從現在起，至少需要10億年的時間才能耗盡地球上的液態水。在那之後，地球將不再能夠支持複雜的多細胞生命，地球上僅存的多細胞生物最後將遭受徹底滅絕。

**核芯氫氣耗盡後**
主序列中）與未來紅巨星階段的估計大小相比
太陽沒有足夠的質量爆炸成為超新星。相對的，當它在大約50~60億年後耗盡核心中的氫時，核心的氫融合將停止，並且沒有什麼可以阻止核心收縮。引力勢能的釋放將導致太陽的光度增加，結束主序帶階段，並導致太陽在未來十億年內膨脹：首先變成次巨星，然後變成紅巨星。引力收縮引起的加熱也將導致核心外的殼層中的氫融合。那裡保留著未融合的氫，有助於增加光度，最終將達到目前亮度的1000倍以上。當太陽進入其紅巨星分支（RGB）階段時，它將吞沒水星和金星（可能），達到大約  sigfig=2。太陽將在RGB中度過大約十億年，並失去大約三分之一的質量。
在紅巨星分支之後，太陽還剩下大約12,000萬年的活躍生命，但發生了很多事情。首先，核心（充滿簡併氦）在氦閃中猛烈點燃；據估計，6%的核心 - 本身是太陽質量的40% - 將通過3氦過程在幾分鐘內轉化為碳。然後太陽縮小到目前大小的1/10左右，光度的50倍，而溫度比現在低一點。然後它將到達紅群聚或水平分支，但太陽金屬量的恆星不會沿著水平分支向藍色演變。相反的，因為它繼續在核心中與氦反應，它只是在大約1億年內適度變得更大，更明亮。
當氦耗盡時，太陽將重複核心中的氫耗盡時所遵循的膨脹。然而，這一次，這一切都發生得更快，太陽變得更大更亮，如果之前沒有吞噬金星，這時金星也將在劫難逃。這是漸近巨星分支階段，太陽交替融合殼層中的氫或更深殼中的氦。在早期漸近巨星分支上大約2,000萬年後，太陽變得越來越不穩定，質量迅速損失，每10萬年左右會有幾百年因為熱脈衝導致大小和光度增加。熱脈衝每次都變得更大，後來的脈衝將光度推到目前水準的5,000倍，半徑超過abbr=unit。
根據2008年的模型，由於太陽成為紅巨星的質量損失，地球的軌道最多會從最初的擴大sigfig=2。然而，由於潮汐力（最終從較低的色球拖曳），地球的軌道稍後將開始縮小，因此在紅巨星分支的尖端階段，在水星和金星分別遭受了同樣的命運的3.8和100萬年後被太陽吞沒。模型因質量損失的速度和時間而異。在紅巨星分支上具有較高質量損失的模型，在漸近巨星分支的頂端產生質量更小，亮度較低的恆星，可能光度只有2,000倍，半徑不到200倍。對太陽來說，在它完全失去外殼並開始形成行星狀星雲之前，預測有四個熱脈衝。到這個階段結束時 - 持續大約50萬年 - 太陽將只有目前質量的一半左右。
漸近巨分支的後期演化甚至更快。隨著溫度的升高，光度保持大致恆定，當暴露的核心到達sigfig=時，太陽質量的一半被電離成行星狀星雲，好像它處於一種藍迴圈。最後的裸核，一顆白矮星，溫度將超過sigfig=，估計包含太陽目前質量的54.05%。行星狀星雲將在大約1萬年後消散，但白矮星將存活數萬億年，然後逐漸消失為假設的黑矮星。

**運動和位置**

**太陽系**
太陽系，太陽和行星的大小依比例呈現。類地行星在右邊，氣態和冰巨行星在左邊
太陽、地球和月球運動的方向
太陽有八顆已知的行星圍繞它運行。這包括四顆類地行星（水星、金星，地球和火星），兩顆氣態巨行星（木星和土星）和兩顆冰巨行星（天王星和海王星）。太陽系還有九顆通常被認為是矮行星的天體和更多的候選者，一個主小行星帶，許多彗星，以及大量位於海王星軌道之外的冰體。其中六顆行星和許多較小的天體也有自己的天然衛星：特別是木星，土星和天王星的衛星系統在某些方面類似於太陽系統的微型版本。

**太陽系中的運動**
太陽系的left
太陽被行星的引力所移動。太陽的中心總是在太陽系質心的2.2太陽半徑內。太陽的這種運動主要是由於木星、土星、天王星和海王星。在幾十年的某些時期，運動是相當有規律的，形成Trefoil模式，而在這些時期之間，它看起來更混亂。179年後（木星和土星的會合週期的九倍），這種模式或多或少地重複，但旋轉了約24°。包括地球在內的內行星的軌道同樣被相同的引力所取代，因此太陽的運動對地球和太陽的相對位置或太陽在地球上的輻照度作為時間的函數幾乎沒有影響。

**鄰域天體**
太陽圈之外是星際介質，由各種氣體雲組成。太陽系目前穿過本地星際雲，這裡顯示的是鄰近的雲和兩顆最近的獨立可見恆星
太陽系被本地星際雲包圍，儘管目前尚不清楚它是否嵌入本地星際雲中，或者它是否位於雲的邊緣之外。在距離太陽300光年以內的區域內也存在多個其他星際雲，稱為本地泡。後一個特徵是星際介質中大約300光年的沙漏狀空腔或超級氣泡。氣泡中充滿了高溫電漿，這表明它可能是最近幾次超新星的產物。
本地泡是一個小的超級氣泡，與鄰近的更寬的拉德克利夫波和“分裂”線性結構（以前稱為古爾德帶）相比，每個長度都有數千光年。所有這些結構都是獵戶臂的一部分，它包含了銀河系中肉眼可見的大部分恆星。局部鄰域中所有物質的密度為ul=solar mass·pc−3。
在距離太陽十光年以內的恆星相對較少，最近的是三合星系統南門二，距離地球約4.2光年，可能位於本地氣泡的G雲中。南門二A和B是一對緊密結合的類太陽恆星，而離地球最近的恆星紅矮星比鄰星，以0.2光年的距離繞著這對恆星運行。2016年，一顆潛在的適居系外行星被發現繞著比鄰星運行，稱為比鄰星b，這是被確認離太陽最近的系外行星。
已知距離太陽最近的核融合體是紅矮星巴納德星（5.9光年），沃夫359（7.8光年）和拉蘭德21185（8.3 光年）。最近的棕矮星屬於雙星盧曼16系統（6.6光年），而已知最接近的星際或自由漂浮的行星質量天體，質量小於10木星質量的次棕矮星WISE 0855–0714（7.4光年）。
在8.6光年外的天狼星，是地球夜空中最亮的恆星，質量大約是太陽的兩倍，有離地球最近的白矮星天狼星B繞行著。十光年以內的其它恆星還有聯星系統的紅矮星魯坦726-8（8.7光年）和孤獨的紅矮星羅斯154（9.7光年）。離太陽系最近的類太陽恆星是11.9光年的天倉五（鯨魚座τ）。它的質量大約是太陽的80%，但光度只有太陽的一半左右。
最近和肉眼直接可見的恆星群是距離大約80光年的大熊座移動星群，它位於本地泡內，以及一樣肉眼可見，位於其邊緣的畢宿星團。最近的恆星形成區是Corona Australis#Corona Australis Molecular Cloud、蛇夫座ρ星雲複合體和位於本地泡沫之外，是拉德克利夫波一部分的金牛座分子雲。

**在銀河系的軌道**
太陽繞著銀河系的中心運行，目前正朝著天鵝座座的方向移動。星系中恆星運動的簡單模型給出了銀道坐標系X、Y和Z作為：



其中U、V和W是相對於本地靜止標準、A和B是Oort constants，是本地靜止標準的星系旋轉角速度，是“環心頻率”，ν 是垂直振蕩頻率。對於太陽，U、V和W的現值估計為 km/s，其它常量的估計值為 A = 15.5 km/s/kpc， B = −12.2 km/s/kpc， κ = 37 km/s/kpc，和ν=74 km/s/kpc。我們採取X(0)和Y(0)為零和Z(0)估計為17秒差距