太阳

太阳是位于太阳系中心的恒星。它是一个近乎完美的热电浆理想球体，通过其核心的核融合反应加热到白炽。太阳主要以可见光、紫外线和红外线的形式辐射能量，是地球上生命最重要的能量来源。
太阳的半径大约是 ，或地球半径的109倍。它的质量大约是地球的330,000倍，约占太阳系总质量的99.86%。太阳的质量大约四分之三由氢（〜73%）组成；其余的主要是氦（〜25%），包括氧、碳、氖和铁等重元素，其数量要少得多。
太阳是一颗G型主序星（G2V），被称为黄矮星，但它的光实际上是白色的，黄矮星这个名称并不准确。
它大约形成于46亿年前，来自大分子云区域内物质的引力坍缩。大部分物质聚集在中心，而其余的则扁平成一个轨道盘面，演化成为太阳系。中心质量变得如此炽热和密集，以至于它最终在其核心启动核融合。人们认为几乎所有的恒星都是通过这个过程形成。
在太阳的核心，每秒钟将大约6亿吨氢融合成氦，并在此过程中将400万吨物质转化为能量。这种能量可能需要10,000到170,000年才能逃离核心，是太阳的光和热的来源。当其核心的氢融合减少到太阳不再处于流体静力平衡的点时，其核心将经历密度和温度的显著增加，同时其外层膨胀，最终将太阳转变为红巨星。据推算，太阳将变得足够大，可以吞噬水星和金星，并使地球无法居住。但这大约是五十亿年后的状况。在这之后，它将脱落其外层，裸露出核心，成为一种被称为白矮星的致密恒星。虽然不再通过核融合产生能量，但仍会发光并散发出先前残余的热量。
自史前时代以来，太阳对地球的巨大影响就已得到认可。太阳被某些文化视为神。地球的自转及其围绕太阳的轨道是一些太阳历的基础。今天使用的主要日历是公历，它将基于16世纪观察到的太阳运动作为实际运动的标准来解释。
词源.
中文.
「太」即「大」。阳，高、明也。
欧洲语言.
英语单词“sun”是从古英语ang|sunne发展而来的。其他日尔曼语族中也出现了同源词，包括西弗里斯兰语（West Frisian，sinne）、荷兰语zon、低地德语nds|Sünn、标准德语Sonne、巴伐利亚语（Bavarian，bar|Sunna）、古诺斯语（Old Norse，non|Sunna）和哥德语（Gothict，get|sunnō）。所有这些词都源于原始日耳曼语 gem-x-proto|*sunnōn。这最终与印欧语系家族其它分支中的"太阳"一词有关，尽管在大多数情况下会找到带有“l”的主格词干，而不是“n”中的属词干，例如在拉丁语sōl，古希腊语 grc|ἥλιος ，Welsh haul和捷克语 slunce，以及（with *l > "r"）梵语स्वर 和波斯语خور。事实上，“l”-词干在原始日耳曼语中也幸存下来，如gem-x-proto|*sōwelan，它产生了哥特语got|sauil（与got|sunnō 一起）和古挪威语平淡无奇的non|sól（与诗歌non|sunna一起），并通过它产生了现代斯堪的纳维亚语言中的"sun"一词：瑞典语和丹麦语 solen，冰岛语 sólin等等。
英语中太阳（Sun）的主要形容词是"sunny"，表示阳光，在技术环境中，"solar"，源自拉丁语sol，后者在"solar day"（太阳日）、"solar eclipse" （日食）和"Solar System"（太阳系，有时是"Sol system"）等术语中存在。来自希腊语的罕见形容词"heliac"。在英语中，希腊语和拉丁语单词Helios和Sol ()出现在诗歌中，作为太阳的化身，而在科幻小说中，「Sol」可能被用作太阳的名称，已与其它的恒星区别。带有小写「s」的术语"sol"被行星天文学家用于另一颗其它行星（如火星）上的太阳日持续时间。
英语 工作日名称 "Sunday" 源自古英语 ang|Sunnandæg"sun's day"，为拉丁短语迪斯sōlis，本身是古希腊语grc|ἡμέρα ἡλίου的翻译“太阳之日”。太阳的天文符号是一个带中心点的圆圈，。它用于"M"☉（太阳质量），"R"☉（太阳半径）和"L"☉（太阳光度）。
一般性质.
太阳是一颗G型主序星，约占太阳系质量的99.86%。太阳的绝对星等为+4.83，估计比银河系中约85%的恒星亮，其中大部分是红矮星。太阳是第一星族星，或富含重元素的恒星。太阳的形成可能是由附近一颗或多颗超新星的冲击波引发的。这是由太阳系中高丰度的重元素提出的，如金和铀；相对于重元素贫乏的恒星，即所谓的第二星族星。重元素最有可能是由超新星期间的吸热核反应产生的，或者是由大质量的第二代恒星内的核转换通过中子吸收产生的。
太阳是迄今为止地球天空中最明亮的天体，视星等为−26.74。这比下一颗最亮的恒星，视星等为-1.46的天狼星亮约130亿倍。
1天文单位（大约150,000,000公里；93,000,000英里）被定义为太阳中心到地球中心的平均距离，尽管随著地球从1月3日左右的近日点移动到7月4日左右的远日点，距离会发生变化（约+/- 250万公里或155万英里）。距离可以在147,098,074公里（近日点）和152,097,701公里（远日点）之间变化，极值可以从147,083,346公里到152,112,126公里。光从离开太阳表面到地球表面的平均光程距离约为8分20秒。这种阳光的能量几乎支持所有的生命，在地球上通过光合作用，并驱动气候和天气。
太阳没有明确的边界，但其密度随著光球上方高度的增加而呈指数级下降。 为了量测的目的，太阳的半径被认为是从其中心到光球边缘的距离，光球是太阳的明显可见表面。按照这个尺度，太阳是一个近乎完美的球体，扁率估计为百万分之九，这意味著它的极径与赤道直径仅相差。行星的潮汐效应很弱，对太阳的形状没有显著影响。太阳在赤道的自转速度比在两极的自转速度快。这种差异自转是由热传输引起的对流运动和太阳自转引起的柯里奥利力造成的。在恒星定义的参考系中，赤道的自转周期约为25.6天，两极的自转周期约为33.5天。从地球绕太阳的公转来看，太阳在赤道的「视自转周期」约为28天。从北极上方的有利位置看，太阳绕其自转轴逆时针旋转。
组成.
太阳主要由氢和氦这两种化学元素组成。在太阳生命的这个时候，它们在
太阳光球分别占质量的74.9%和23.8%</ref>。所有较重的元素，在天文学中被称为「金属」，占不到质量2%，其中氧（约占太阳质量的1%）、碳（0.3%）、氖（0.2%）和铁（0.2%）最为丰富。
在太阳研究中，更常见的是用dex表示每种元素的丰度，这是一个缩放的对数单位。A（e） = 12+log10（ne/nH），其中「e」是所讨论的元素，nH是10^12个氢原子。根据定义，氢的丰度为12，氦的丰度在大约10.3到10.5之间变化，这取决于太阳周期的相位，碳是8.47，氖是8.29，氧是7.69和铁是7.62。
太阳最初的化学成分是从形成它的星际介质中继承下来的。最初，它含有大约71.1%的氢、27.4%的氦和1.5%的重元素。太阳中的氢和大部分氦在宇宙的前20分钟由太初核合成产生，而较重的元素在太阳形成之前是由前几代恒星产生，并在恒星生命的最后阶段和超新星等事件中扩散到星际介质中。
自太阳形成以来，主要的融合过程包括将氢融合为氦。在过去的46亿年里，氦的数量及其在太阳内的位置逐渐发生了变化。在核心内，由于融合，氦的比例从约24%增加到约60%，一些氦和重元素由于引力从光球层向太阳中心沉降。较重元素的比例保持不变。热量通过辐射而不是对流从太阳核心向外传递（见辐射层），因此融合产物不会因热量向外抬起；它们留在核心渐渐地，氦的内核已经开始形成，但无法融合，这是因为现时太阳的核心不够热或密度不足以融合氦。在现时的光球中，氦的含量减少，金属量仅为原恒星阶段（核心核融合开始之前）的84%。未来，氦将继续在核心中积累，在大约50亿年后，这种逐渐积累最终将导致太阳离开主序带并成为红巨星。
光球的化学成分通常被认为是原始太阳系成分的代表。上述太阳重元素丰度通常是通过使用太阳光球的光谱学和量测从未被加热到融化温度的陨石中的丰度来量测的。这些陨石被认为保留了原恒星太阳的成分，因此不受重元素沉降的影响。这两种方法得到的结果通常很一致。
结构和核融合.
核心.
太阳的太阳核心从中心延伸到太阳半径的20-25%左右，其密度最高为 （约为水密度的150倍）和接近1,570万K的温度。相比之下，太阳表面的温度大约为。最近对SOHO任务数据的分析表明，核心的自转速度比上面的辐射层更快。在太阳生命的大部分时间里，能量都是通过质子-质子链在核心区域进行核融合产生的；这个过程将氢转化为氦。现时，太阳产生的能量只有0.8%来自另一系列被称为碳氮氧循环的融合反应，并且随著太阳年龄的增长和亮度的提高，预期这一比例还会增加。
核心是太阳中唯一通过核融合产生大量热能的区域；99%的能量产生于太阳半径的24%以内，到了半径的30%，核融合几乎完全停止。太阳的其余部分被这种能量加热，因为它通过许多连续的层向外转移，最终到达太阳光球层，在那里它通过辐射（光子）或平流（大质量粒子）逃逸到太空。
质子-质子链在核心中每秒发生约次，每秒将约3.7个质子转化为α粒子s（氦核）（在太阳中总共约8.9个自由质子），或约。然而，每个质子（平均）需要大约90亿年才能使用PP链相互融合。将四个自由的质子（氢原子核）融合成单个α粒子（氦原子核）释放约0.71185%的融合质量转换为能量，因此，太阳以每秒426万公吨的质量-能量转换率释放能量（这需要6亿公吨的氢），即384.6佑瓦特，或每秒9.192百万吨的TNT。太阳的大功率输出主要是由于其核心的巨大尺寸和密度（与地球和地球上的物体相比），每立方米只能产生相当小的功率。太阳内部的理论模型表明，核心中心的最大功率密度或能量产生约为276.5瓦特秒/立方米，这与堆肥内部的功率密度大致相同。
堆芯中的核融合率处于自校正平衡：稍高的核融合率会导致堆芯升温更多，膨胀会稍微抵消外层的重量，从而降低密度，从而降低核融合率，并校正摄动；而稍低的速率将导致堆芯稍微冷却和收缩，从而增加密度并增加核融合速率，并再次使其恢复到现时的速率。
辐射层.
辐射层是太阳最厚的一层，约占太阳半径的0.45。从核心外围到大约0.7太阳半径，热辐射是能量传递的主要手段。随著与核心距离的增加，温度从大约700万K下降到200万K。这个温度梯度小于绝热衰减率的值，因此不能驱动对流。这解释了为什么通过该区域的能量传递是通过辐射而不是热对流。氢和氦的离子发射光子，这些光子在被其它离子重新吸收之前只传播很短的距离。在0.25太阳半径和0.7太阳半径之间，即辐射区的顶部，密度下降了一百倍（从20克/厘米3到0.2克/厘米3）。
差旋层.
辐射层和对流层被一个过渡的差旋层分隔开。这是一个在均匀旋转的辐射层和对流层之间的差异旋转，两层在这种情况下的大剪应力（流体），导致连续的水平层相互滑动的效应。现时，人们假设（参见太阳发电机），这一层中的磁发电机会产生太阳的磁场。
对流层.
太阳的对流层从0.7太阳半径（500,000公里）延伸到接近表面附近。在这一层中，太阳电浆的密度或温度不够高，无法通过辐射将内部的热能向外传递。相对的，电浆的密度足够低，可以形成对流，并将太阳的能量向外移动到其表面。在差旋层加热的物质会吸收热量并膨胀，从而降低其密度并使其上升。因此，质量的有序运动发展成热细胞，将大部分热量向外输送到上方的太阳光球。一旦物质在光球表面下扩散和辐射冷却，其密度就会增加，并下沉到对流层的底部，在那里它再次从辐射区的顶部吸收热量，对流回圈就会继续。在光球层，温度已降至5,700 K（350倍），密度仅为0.2 g/m3（约为海平面空气密度的1/10,000，对流区内层的百万分之一）。
对流区的热柱在太阳表面形成印记，使其在最小尺度上具有被称为米粒组织的颗粒状外观，在较大尺度上具有超米粒组织的粒状外观。太阳外部的湍流对流维持著太阳内部近表面体积上「小规模」的发电机作用。太阳的热柱是瑞利-贝纳德对流，形状大致为六边形棱镜 。
光球.
太阳的可见表面，即光球，是太阳对可见光变得不透明的表层。这一层产生的光子通过其上方透明的太阳大气层逃离太阳，成为太阳辐射，即阳光。不透明度的变化是由于H−离子的数量减少，这些离子很容易吸收可见光。相对的，我们看到的可见光是电子与氢原子反应产生H−离子时产生的。
光球层厚数十至数百公里，其不透明性略低于地球上的空气。由于光球的上部比下部更冷，太阳的影像在中心看起来比在太阳盘面的外缘或「边缘」更亮，这种现象被称为周边昏暗。太阳光的光谱近似于黑体在辐射的光谱，中间穿插著来自光球上方一层稀薄的原子吸收线。光球层的粒子密度为〜1023m−3（约为海平面单位体积地球大气层粒子数的0.37%）。光球没有完全电离——电离程度约为3%，几乎所有的氢都以原子形式存在。
在早期对光球光谱的研究中，发现了一些与当时地球上已知的任何化学元素都不能对应的吸收线。1868年，约瑟夫·诺曼·洛克耶假设这些吸收线是由一种新元素引起的，他以希腊太阳神Helios的名字将其称为「helium」。二十五年后，氦在地球上被分离出来。
大气层.
太阳的大气层由四部分组成：光球（正常情况下可见）、色球、过渡区、日冕和太阳圈。在日全食期间，光球被阻挡，使得日冕可见。
温度极小区.
太阳最冷的一层是温度最低的区域，延伸到光球上方约，温度约为。太阳的这一部分足够冷，可以通过吸收光谱检测到一氧化碳和水等简单分子的存在。色球、过渡区和日冕比太阳表面热得多。原因尚不清楚，但有证据表明阿尔文波可能有足够的能量来加热日冕。
色球.
在最低温度层之上是厚约厚，由发射线和吸收线的光谱主导的一层。它称为「色球」，来自希腊语词根「chroma」，意思是颜色，因为色球在日全食开始和结束时都是可见的彩色闪光。色球的温度随著海拔高度的升高而逐渐升高，顶部附近的最高温可达。在色球的上部，部分的氦被电离。
过渡区.
在色球上方，有一个薄的（约为）过渡区，温度从色球上部附近的迅速上升到接近的日冕温度。氦在过渡区的完全电离促进了温度的升高，这显著减少了电浆的辐射冷却。过渡区的出现没有明确定义的海拔高度。相对的，它在的针状体和丝状体等色球特征周围形成一种晕（nimbus），并恒定处于混沌运动中。过渡区从地球表面不容易看到，但通过对光谱的极紫外部分敏感的仪器，可以很容易地从太空观察到。
日冕.
日冕是太阳大气层的下一层。在太阳表面附近的低日冕，其粒子密度约为1015m−3至1016m−3。日冕和太阳风的平均温度约为1,000,000–2,000,000 K；然而，在最热的地区，温度为8,000,000–20,000,000 K。尽管现时还没有完整的理论来解释日冕的温度，但已知至少有一部分热量来自磁重联。
日冕是太阳的延伸大气层，其体积远大于太阳光球所包围的体积。从太阳向外进入行星际空间的电浆流是太阳风。
太阳圈.
太阳圈是太阳最外层的稀薄大气层，充满了太阳风电浆。太阳的最外层被定义为从太阳风的流动变得「超级阿尔文波」的距离开始，也就是说，在这个距离处，流动变得比阿尔文波的速度更快，这个距离在大约20个太阳半径（0.1AU）处。太阳圈中的湍流和动力不会影响日冕的形状，因为资讯只能以阿尔文波的速度传播。太阳风在太阳圈持续地向外行进，将太阳磁场形成为派克螺旋形状，直到它冲击到超过远的太阳圈顶。在2004年12月，"航海家1号"探测器穿过了一个被认为是太阳圈顶一部分的冲击锋。在2012末，航海家1号记录到宇宙射线碰撞的显著增加，和来自太阳风的低能量粒子的急剧下降，这表明探测器已经穿过日球层顶并进入星际介质。事实上，在2012年8月25日，距离太阳约122个天文单位的位置上已经做到了这一点。由于太阳的运动，太阳圈有一个日球尾，在它后面伸展。
2021年4月28日，美国国家航空暨太空总署的派克太阳探测器在第八次飞越太阳时，在18.8太阳半径处遇到了特定的磁场和粒子条件，这表明它穿透了，这是将日冕与太阳风分隔开的边界，定义为日冕电浆的阿尔文速度和大规模太阳风速相等。探测器用FIELDS和SWEAP仪器量测了太阳风电浆环境。美国国家航空暨太空总署将这一事件描述为「触及太阳」。在飞越过程中，派克太阳探测器多次进出日冕。这证明了阿尔文临界表面的形状不是光滑的球，而是有褶皱表面的波峰和波谷。
阳光和微中子.
太阳发出的光跨越可见光谱，因此当从太空观察或当太阳在高空时，它的颜色是白色，CIE颜色空间指数接近（0.3，0.3）。从太空观察时，各波长的太阳辐射在光谱的绿色部分达到峰值。当太阳在天空中的高度非常低时，大气散射会使太阳呈现黄色、红色、橙色或洋红色，在极少数情况下甚至会使太阳呈绿色或蓝色。尽管它是典型的白色（白色的阳光、白色的环境光、月球的白色照明等），但一些文化在心理上认为太阳是黄色的，有些甚至是红色的； 造成这种情况的原因是文化上的，确切的原因是争论的主题。
太阳是一颗G2V恒星，「G2」表示其表面温度约为，「V」表示它和大多数恒星一样是一颗主序恒星。
太阳常数是直接暴露于太阳的阳光下的单位面积上沉积的能量。距离太阳一个天文单位（AU）的距离（即在地球上或附近），太阳常数大约等于1,368W/m2（瓦特/平方米）。地球表面的阳光功率是被大气层衰减的，因此当太阳接近天顶时，在晴朗的条件下到达地球表面的衰减较小（接近1,000|u=W/m2）。地球大气层顶部的阳光（按总能量计算）由大约50%的红外光、40%的可见光和10%的紫外光组成。大气层尤其能过滤掉70%以上的太阳紫外线，尤其是在较短波长下。 太阳紫外线辐射使地球白天的高层大气电离，产生导电的电离层。
来自太阳的紫外线具有防腐特性，可用于消毒工具和水。它也会导致晒伤，并具有其他生物效应，如产生维他命D和晒黑。它也是皮肤癌的主要原因。紫外线被地球的臭氧层强烈衰减，因此紫外线的数量随著纬度的变化而变化很大，并在一定程度上导致了许多生物适应，包括地球不同地区人类肤色的变化。
核心的核融合反应最初释放的高能伽马射线光子，通常只传播几毫米，几乎立即被辐射区的太阳电浆吸收。再发射发生在一个随机的方向上，且通常能量略低。通过这种发射和吸收序列，辐射到达太阳表面需要很长时间。据估计，光子旅行的时间在10,000到170,000年之间。相比之下，微中子只需2.3秒就可以到达表面，它约占太阳总能量的2%。由于太阳中的能量传输是一个涉及光子与物质处于热力学平衡的过程，因此太阳中能量传输的时间尺度更长，约为3,000,000年。如果太阳核心的能量产生率突然发生变化，这是太阳恢复稳定状态所需的时间。
微中子也通过核心的核融合反应释放，但与光子不同，它们很少与物质发生相互作用，因此几乎所有微中子都能立即逃离太阳。多年来，对太阳产生的微中子数量的量测是比理论预测的要低，只有三分之一的量。2001年，通过发现微中子振荡的影响，这种差异得到了解决：太阳发射的微中子数量与理论预测的数量相同，但微中子探测器却缺少，因为微中子在被探测到时已经改变了味道。
磁活动.
太阳表面有一个变化的恒星磁场。它的极场是，而在太阳上被称为太阳黑子的特征中，极场通常是，在日珥中则是。磁场随时间和位置的变化而变化。准周期的11年太阳周期是太阳黑子数量和大小增减的最显著变化。
太阳磁场远远超出了太阳本身。导电的太阳风电浆将太阳磁场带入太空，形成所谓的行星际磁场。在一种被称为理想磁流体动力学的近似中，电浆粒子只沿著磁力线移动。结果是，向外流动的太阳风将行星际磁场向外拉伸，迫使其形成大致径向的结构。对于在太阳磁赤道两侧具有相反半球极性的简单偶极太阳磁场，在太阳风中形成薄的电流片。
在很远的距离上，太阳的自转将偶极磁场和相应的电流片扭曲成一种被称为派克螺旋的阿基米德螺线结构。行星际磁场比太阳磁场的偶极分量强得多。太阳50–400μT的偶极磁场（在光球）随著距离的倒数而减小，导致地球距离处的预测磁场为0.1 nT。然而，根据太空船的观测，地球所在位置的行星际场约为5 nT，大了约一百倍。这种差异是由于太阳周围电浆中的电流产生磁场造成的。
太阳黑子.
太阳黑子是太阳光球上的暗斑，对应于磁场的强度。在磁场中，热量从太阳内部到表面的对流传输受到抑制。结果是，太阳黑子比周围的光球略冷，所以看起来很暗。在典型的太阳极小期，几乎看不到太阳黑子，偶尔根本完全看不到；能看见的那些，都出现在太阳高纬度地区。随著太阳周期向极大期发展，太阳黑子往往在靠近太阳赤道的地方形成；这一现象被称为史波勒定律。最大的太阳黑子直径可达数万公里。
11年的太阳黑子周期是22年巴布科–雷顿发电机周期的一半，这对应于太阳磁场之间的振荡能量交换。在太阳极大期时，外部极向偶极磁场接近其发电机周期最小强度，但通过差旋层内的差异自转产生的内部环形四极场接近其最大强度。在发电机周期的这一点上，对流区内的浮力上升流迫使环形磁场通过光球层出现，产生了成对的太阳黑子，大致排列在东西方向，并具有相反磁极的足迹。太阳黑子对的磁极在每个太阳周期交替出现，这一现象由描述。
在太阳周期的衰退阶段，能量从内部环形磁场转移到外部极向磁场，太阳黑子的数量和大小都会减少。在太阳极小期时，环形场相应地处于最小强度，太阳黑子相对罕见，而极向场处于最大强度。随著下一个11年太阳黑子周期的上升，差异自转将磁能从极向场转移回环形场，但其极性与前一个周期相反。这一过程持续进行，在理想化、简化的场景中，每个11年的太阳黑子周期都对应著太阳大尺度磁场的整体极性的变化。
太阳活动.
太阳的磁场导致许多效应，这些效应统称为太阳活动。太阳闪焰和日冕巨量喷发往往发生在太阳黑子群中。缓慢变化的高速太阳风从光球表面的冕洞发射出来。日冕巨量喷发和太阳风的高速流都将电浆和行星际磁场向外带入太阳系。太阳活动对地球的影响包括中高纬度的极光以及无线电通信和电力的中断。太阳活动被认为在太阳系的形成与演化中发挥了重要作用。
一些科学家认为，太阳黑子数量的长期长期变化与太阳辐照度的长期变化有关，这反过来可能会影响地球的长期气候。太阳周期影响太空天气，包括地球周围的条件。例如，在17世纪，太阳周期似乎已经完全停止了几十年；在被称为蒙德极小期的时期，几乎没有观测到太阳黑子。这正好与小冰期的时代相吻合，当时欧洲经历了异常寒冷的气温。早期的扩展极小值是通过对树环的分析发现的，似乎与低于平均水准的全球气温相吻合。
2019年12月，观测到一种新型的太阳磁爆炸，称为强制磁重联。此前，在一个被称为自发磁重联的过程中，人们观察到太阳磁力线爆炸性地发散，然后瞬间再次会聚。强制磁重联也是类似的，但它是由日冕中的爆炸触发。
可能的长周期.
最近有理论宣称在太阳核心的磁性不稳定导致周期为41,000年或100,000年的变异。这可以对冰河期和米兰科维奇循环提供更好的解释。
生命阶段.
今天的太阳大约已经度过了它生命中最稳定部分的一半，40多亿年来，它没有发生巨大变化，在未来50多亿年内将保持相当稳定。然而，在其核心的氢融合停止后，太阳将在内部和外部都发生巨大变化。它的质量比在5秒差距内其它75颗恒星中的71颗巨大，或是在前5%内。
形成.
太阳大约于46亿年前，由一个主要由氢和氦组成的巨大分子云的一部分坍塌而形成；这个分子云可能还孕育了许多其它恒星。这个年龄是使用恒星演化的电脑模型和核宇宙编年学估计的。这一结果与最古老的太阳系物质的辐射定年一致，即45.67亿年前。对古代陨石的研究揭示了稳定的短半衰期同位素子核的痕迹，如铁-60，这些子核只在爆炸的短寿命恒星中形成。这表明在太阳形成的位置附近一定发生过一颗或多颗超新星的爆炸。来自附近超新星的冲击波会通过压缩分子云中的物质并导致某些区域在自身引力下坍塌，从而触发太阳的形成。当分子云的一个碎片坍塌时，由于角动量守恒，它也开始旋转，并随著压力的增加而升温。大部分质量集中在中心，而其余的则扁平成一个圆盘，成为行星和太阳系的其它天体。因为它从周围的圆盘中积累了更多的物质，云层核心的重力和压力产生了大量热量，最终引发了核融合。
恒星HD 162826和HD 186302与太阳有相似之处，因此被假设为形成于同一分子云中的恒星兄弟。
主序带.
太阳正处于主序阶段的一半，在此期间，其核心的核融合反应将氢融合为氦。每秒钟，超过400万吨的物质在太阳核心内转化为能量，产生微中子和太阳辐射。按照这个速度，到目前为止，太阳已经将大约100倍地球质量转化为能量，约占太阳总质量的0.03%。在太阳成为红巨星阶段之前，太阳做为主序星总共将花费大约100亿至110亿年的时间。根据2022年欧洲太空总署的盖亚观测任务，在80亿年大关时，太阳将处于最热点。
太阳的核心逐渐变得更热，表面越来越热，半径越来越大，在主序列上的时间里也越来越亮：自其主序生命开始以来，它的半径扩大了15%，表面温度从上升到，导致光度从0.677太阳光度上升到现在的1.0太阳光度，增加了48%。这是因为核心中的氦原子的平均分子量高于熔化的氢原子，从而导致较低的热压力。因此，核心正在收缩，使太阳的外层向中心靠近，释放出引力势能。根据维里定理，释放的引力能有一半用于加热，这导致核融合发生的速率逐渐增加，从而亮度增加。随著核芯逐渐变密，这个过程也加快了。现时，它的亮度每1亿年新增约1%。从现在起，至少需要10亿年的时间才能耗尽地球上的液态水。在那之后，地球将不再能够支持复杂的多细胞生命，地球上仅存的多细胞生物最后将遭受彻底灭绝。
核芯氢气耗尽后.
太阳没有足够的质量爆炸成为超新星。相对的，当它在大约50~60亿年后耗尽核心中的氢时，核心的氢融合将停止，并且没有什么可以阻止核心收缩。引力势能的释放将导致太阳的光度增加，结束主序带阶段，并导致太阳在未来十亿年内膨胀：首先变成次巨星，然后变成红巨星。引力收缩引起的加热也将导致核心外的壳层中的氢融合。那里保留著未融合的氢，有助于增加光度，最终将达到目前亮度的1000倍以上。当太阳进入其红巨星分支（RGB）阶段时，它将吞没水星和金星（可能），达到大约 。太阳将在RGB中度过大约十亿年，并失去大约三分之一的质量。
在红巨星分支之后，太阳还剩下大约12,000万年的活跃生命，但发生了很多事情。首先，核心（充满简并氦）在氦闪中猛烈点燃；据估计，6%的核心 - 本身是太阳质量的40% - 将通过3氦过程在几分钟内转化为碳。然后太阳缩小到目前大小的1/10左右，光度的50倍，而温度比现在低一点。然后它将到达红群聚或水平分支，但太阳金属量的恒星不会沿著水平分支向蓝色演变。相反的，因为它继续在核心中与氦反应，它只是在大约1亿年内适度变得更大，更明亮。
当氦耗尽时，太阳将重复核心中的氢耗尽时所遵循的膨胀。然而，这一次，这一切都发生得更快，太阳变得更大更亮，如果之前没有吞噬金星，这时金星也将在劫难逃。这是渐近巨星分支阶段，太阳交替融合壳层中的氢或更深壳中的氦。在早期渐近巨星分支上大约2,000万年后，太阳变得越来越不稳定，质量迅速损失，每10万年左右会有几百年因为热脉冲导致大小和光度增加。热脉冲每次都变得更大，后来的脉冲将光度推到目前水准的5,000倍，半径超过。
根据2008年的模型，由于太阳成为红巨星的质量损失，地球的轨道最多会从最初的扩大。然而，由于潮汐力（最终从较低的色球拖曳），地球的轨道稍后将开始缩小，因此在红巨星分支的尖端阶段，在水星和金星分别遭受了同样的命运的3.8和100万年后被太阳吞没。模型因质量损失的速度和时间而异。在红巨星分支上具有较高质量损失的模型，在渐近巨星分支的顶端产生质量更小，亮度较低的恒星，可能光度只有2,000倍，半径不到200倍。对太阳来说，在它完全失去外壳并开始形成行星状星云之前，预测有四个热脉冲。到这个阶段结束时 - 持续大约50万年 - 太阳将只有目前质量的一半左右。
渐近巨分支的后期演化甚至更快。随著温度的升高，光度保持大致恒定，当暴露的核心到达时，太阳质量的一半被电离成行星状星云，好像它处于一种蓝回圈。最后的裸核，一颗白矮星，温度将超过，估计包含太阳目前质量的54.05%。行星状星云将在大约1万年后消散，但白矮星将存活数万亿年，然后逐渐消失为假设的黑矮星。
运动和位置.
太阳系.
太阳有八颗已知的行星围绕它运行。这包括四颗类地行星（水星、金星，地球和火星），两颗气态巨行星（木星和土星）和两颗冰巨行星（天王星和海王星）。太阳系还有九颗通常被认为是矮行星的天体和更多的候选者，一个主小行星带，许多彗星，以及大量位于海王星轨道之外的冰体。其中六颗行星和许多较小的天体也有自己的天然卫星：特别是木星，土星和天王星的卫星系统在某些方面类似于太阳系统的微型版本。
太阳系中的运动.
太阳被行星的引力所移动。太阳的中心总是在太阳系质心的2.2太阳半径内。太阳的这种运动主要是由于木星、土星、天王星和海王星。在几十年的某些时期，运动是相当有规律的，形成模式，而在这些时期之间，它看起来更混乱。179年后（木星和土星的会合周期的九倍），这种模式或多或少地重复，但旋转了约24°。包括地球在内的内行星的轨道同样被相同的引力所取代，因此太阳的运动对地球和太阳的相对位置或太阳在地球上的辐照度作为时间的函数几乎没有影响。
邻域天体.
太阳系被本地星际云包围，尽管目前尚不清楚它是否嵌入本地星际云中，或者它是否位于云的边缘之外。在距离太阳300光年以内的区域内也存在多个其他星际云，称为本地泡。后一个特征是星际介质中大约300光年的沙漏状空腔或超级气泡。气泡中充满了高温电浆，这表明它可能是最近几次超新星的产物。
本地泡是一个小的超级气泡，与邻近的更宽的拉德克利夫波和“分裂”线性结构（以前称为古尔德带）相比，每个长度都有数千光年。所有这些结构都是猎户臂的一部分，它包含了银河系中肉眼可见的大部分恒星。局部邻域中所有物质的密度为·pc−3。
在距离太阳十光年以内的恒星相对较少，最近的是三合星系统南门二，距离地球约4.2光年，可能位于本地气泡的G云中。南门二A和B是一对紧密结合的类太阳恒星，而离地球最近的恒星红矮星比邻星，以0.2光年的距离绕著这对恒星运行。2016年，一颗潜在的适居系外行星被发现绕著比邻星运行，称为比邻星b，这是被确认离太阳最近的系外行星。
已知距离太阳最近的核融合体是红矮星巴纳德星（5.9光年），沃夫359（7.8光年）和拉兰德21185（8.3 光年）。最近的棕矮星属于双星卢曼16系统（6.6光年），而已知最接近的星际或自由漂浮的行星质量天体，质量小于10木星质量的次棕矮星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恒星，质量大约是太阳的两倍，有离地球最近的白矮星天狼星B绕行著。十光年以内的其它恒星还有联星系统的红矮星鲁坦726-8（8.7光年）和孤独的红矮星罗斯154（9.7光年）。离太阳系最近的类太阳恒星是11.9光年的天仓五（鲸鱼座τ）。它的质量大约是太阳的80%，但光度只有太阳的一半左右。
最近和肉眼直接可见的恒星群是距离大约80光年的大熊座移动星群，它位于本地泡内，以及一样肉眼可见，位于其边缘的毕宿星团。最近的恒星形成区是、蛇夫座ρ星云复合体和位于本地泡沫之外，是拉德克利夫波一部分的金牛座分子云。
在银河系的轨道.
太阳绕著银河系的中心运行，目前正朝著天鹅座座的方向移动。星系中恒星运动的简单模型给出了银道坐标系、和作为：
其中、和是相对于本地静止标准、和是，formula_4是本地静止标准的星系旋转角速度，formula_5是“环心频率”，ν 是垂直振荡频率。对于太阳，、和的现值估计为formula_6</math> km/s，其它常量的估计值为  = 15.5 km/s/kpc，  = −12.2 km/s/kpc， κ = 37 km/s/kpc，和ν=74 km/s/kpc。我们采取和为零和估计为17秒差距<ref>