Mặt trời trên cao, nặng khoảng bao nhiêu?

Bạn đã bao giờ tò mò về Mặt Trời của chúng ta, có cấu tạo như thế nào, nặng bao nhiêu chưa?

Cùng khám phá về Mặt Trời qua bài viết này nhé.

Nguồn tổng hợp từ wikipedia, gõ lại để các bạn hiểu rõ về Mặt Trời.

Vị trí của Mặt Trời

Là ngôi sao ở vị trí trung tâm của Thái Dương hệ, Mặt Trời chiếm khoảng 99,8% khối lượng của hệ. Trái Đất và những thiên thể khác như hành tinh, tiểu hành tinh, thiên thạch, sao chổi, bụi quay quanh Mặt Trời. Khoảng cách trung bình giữa Trái Đất và Mặt Trời rơi vào khoảng gần 149,6 triệu km (1 đơn vị thiên văn Au) nên ánh sáng Mặt Trời cần khoảng 8 phút 20 giây mới chiếu đến được Trái Đất.

Trong vòng 1 năm, khoảng cách này đã thay đổi ở điểm cận nhật (khoảng ngày 3 tháng 1) là 147,1 triệu kilômét (0,9833 AU) tới xa nhất ở điểm viễn nhật (khoảng ngày 4 tháng 7) là 152,1 triệu kilômét (1,017 AU). Thông qua quá trình quang hợp, năng lượng Mặt Trời ở dạng sáng hỗ trợ cho đa phần sự sống trên Trái Đất và nguồn năng lượng này cũng điều khiển ánh sáng cũng như thời tiết trên Trái Đất. Thành phần của Mặt Trời khoảng 74% khối lượng (92% thể tích) là hydro, khoảng 24% khối lượng (7% thể tích) là heli, và một lượng nhỏ những nguyên tố khác như sắt, sắt, nickel, oxy, silic, lưu huỳnh, magiê, carbon, neon, calci, và crom.

Mặt Trời có hạng quang phổ G2V. G2 được định nghĩa là nó có nhiệt độ bề mặt xấp xỉ 5.778 K (5.505 °C) khiến Mặt Trời có màu trắng nhưng bởi sự tán xạ khí quyển khi nhìn từ bề mặt Trái Đất nó thường có màu vàng. Chính sự tán xạ khí quyển này của ánh sáng ở giới hạn cuối màu xanh của quang phổ khiến bầu trời chúng ta nhìn thấy có màu xanh. Quang phổ Mặt Trời có chứa những vạch ion hoá và kim loại trung tính cũng như những đường hydro rất yếu. V (số 5 La Mã) trong lớp quang phổ thể hiện rằng Mặt Trời, tương tự như hầu hết các ngôi sao khác, là một ngôi sao thuộc dãy chính. Nghĩa là nó tạo ra năng lượng bằng tổng hợp hạt nhân của hạt nhân hydro thành heli. Trong Ngân Hà hiện tại có hơn 100 triệu ngôi sao lớp G2. Từng bị xem là ngôi sao nhỏ và khá tầm thường nhưng thực tế theo hiểu biết hiện tại, Mặt Trời sáng hơn 85% những ngôi sao trong Ngân Hà với đa số là các sao lùn đỏ.

Quầng nóng của Mặt Trời mở rộng liên tục trong không gian và tạo ra gió Mặt Trời. Đây là các dòng hạt có vận tốc gấp 5 lần âm thanh – mở rộng nhật mãn (Heliopause) tới khoảng cách xấp xỉ 100 AU. Gió mặt trời, nhật quyển (heliosphere) tạo nên bong bóng trong môi trường liên sao – là cấu trúc liên tục lớn nhất trong Hệ Mặt Trời.

Mặt Trời hiện đang đi xuyên qua đám mây Liên sao Địa phương (Local Interstellar Cloud) trong vùng Bóng Địa phương (Local Bubble) mật độ thấp của khí khuếch tán nhiệt độ cao, ở vành trong của Nhánh Lạp Hộ của Ngân Hà, giữa Nhánh Anh Tiên và Nhánh Cung Thủ của Ngân Hà. Bên trong 17 năm ánh sáng từ Trái Đất, trong số 50 hệ sao gần nhất, Mặt Trời xếp hạng 4 về khối lượng như một ngôi sao cấp bốn (M = +4,83) dù có một số giá trị cấp hơi khác biệt đã được đưa ra, ví dụ 4,85 và 4,81. Mặt Trời quay quanh trung tâm của Ngân Hà ở khoảng cách xấp xỉ 24.000–26.000 năm ánh sáng từ trung tâm Ngân Hà, nói chung di chuyển theo hướng chòm sao Thiên Nga. Nó  hoàn thành một vòng quay trong khoảng 225–250 triệu năm (được gọi là một năm ngân hà). Tốc độ trên quỹ đạo của Mặt Trời được cho khoảng 250 ± 20, km/s nhưng một ước tính mới đưa ra con số 251 km/s. Bởi Ngân Hà đang di chuyển so với Màn bức xạ vi sóng vũ trụ (CMB) với tốc độ 550 km/s theo hướng chòm sao Trường Xà , nên tốc độ chuyển động của nó so với CMB là khoảng 370 km/s theo hướng chòm sao Cự Tước hay Sư Tử.

Đặc điểm, cấu trúc Mặt Trời

Là một ngôi sao thuộc dãy chính màu vàng, Mặt Trời chiếm khoảng 99,8% tổng khối lượng Hệ Mặt Trời. Nó mang hình dạng gần như là một hình cầu hoàn hảo nhưng bởi Mặt Trời tồn tại ở dạng trạng thái plasma và không rắn chắc do đó tốc độ quay (vận tốc góc) tại xích đạo nhanh hơn ở hai cực nên nó bị hơi dẹt khoảng chín phần triệu, có nghĩa đường kính cực của nó khác biệt so với đường kính xích đạo chỉ 10 km (6 dặm). Chuyển động với tốc độ quay khác biệt giữa hai cực này gọi là chuyển động không đồng tốc. Chu kỳ của chuyển động thực này khoảng 25,6 ngày ở xích đạo và 33,5 ngày ở cực. Mặc dù vậy, vì điểm quan sát thuận lợi luôn thay đổi khi Trái Đất quay quanh Mặt Trời nên chuyển động biểu kiến của ngôi sao này tại xích đạo rơi vào khoảng 28 ngày. Hiệu ứng ly tâm của chuyển động chậm này so với lực hấp dẫn tại xích đạo Mặt Trời yếu hơn 18 triệu lần. Hiệu ứng thủy triều của những hành tinh thậm chí còn yếu hơn, và không ảnh hưởng lớn tới hình dạng Mặt Trời.

Mặt Trời được xếp là một sao nhóm I – tên gọi chung nhóm sao có nhiều nguyên tố nặng. Người ta nhận định, sự hình thành Mặt Trời có thể đã được bắt đầu từ các sóng xung kích từ một hay nhiều siêu tân tinh bên cạnh. Do sự phong phú của nguyên tố nặng trong Hệ Mặt Trời, như vàng và uranium, khi so sánh với những sao có ít nguyên tố này thì gọi là Sao nhóm II (ít nguyên tố nặng) mà lý thuyết trên được đưa ra trong những năm qua. Những nguyên tố này theo tính khả thi nhất là đã được tạo ra bởi các phản ứng hạt nhân thu năng lượng trong một quá trình hình thành sao siêu mới, hay bởi sự biến đổi thông qua hấp thụ neutron bên trong một ngôi sao lớn thế hệ hai.

Mặt trời có cấu trúc riêng và không có ranh giới cụ thể như các hành tinh đá khác: Phần phía bên ngoài của nó, mật độ các khí giảm gần như theo hàm mũ theo khoảng cách từ tâm. Nhưng, cấu trúc phần phía bên trong của nó được xác định rõ ràng, như được miêu tả bên dưới. Khoảng cách được đo từ tâm tới cạnh ngoài quang quyển, người ta gọi đó là bán kính Mặt Trời. Phần quang quyển là lớp mà bên trên nó các khí quá lạnh hay quá mỏng để bức xạ một lượng ánh sáng đáng kể nên là bề mặt dễ quan sát nhất bằng mắt thường.

Phần phía bên trong Mặt Trời hiện không thể quan sát được trực tiếp và chính Mặt Trời là vật chắn bức xạ điện từ. Mặc dù vậy, giống như trong địa chất học sử dụng sóng do các trận động đất tạo ra để xác định cấu trúc bên trong của Trái Đất, ngành nhật chấn học (helioseismology) sử dụng các sóng ngoại âm (infrasound) đi xuyên qua phần phía bên trong Mặt Trời để đo và hình dung cấu trúc phía trong của ngôi sao. Mô hình máy tính về Mặt Trời cũng sử dụng một công cụ lý thuyết để xác định các lớp bên trong của nó.

Lõi của Mặt Trời

Phần Lõi được xem là chiếm  khoảng 0,2 tới 0,25 bán kính Mặt Trời. Phần này được nghiên cứu có mật độ lên tới 150g/cm³ (150 lần mật độ nước trên Trái Đất) và có nhiệt độ gần 13.600.000 độ K (so với nhiệt độ bề mặt Mặt Trời khoảng 5.800 K). Một số phân tích gần đây của phi vụ SOHO cho thấy tốc độ tự quay của lõi cao hơn vùng bức xạ. Trong đa số vòng đời của Mặt Trời, năng lượng được tạo ra bởi phản ứng tổng hợp hạt nhân thông qua một loạt bước được gọi là dãy p–p (proton–proton) (xem hình bên phải) để biến hydro thành heli] Chưa tới 2% heli được tạo ra trong Mặt Trời có từ chu trình CNO (Cacbon-Nitơ-Oxy). 

Vùng duy nhất trong Mặt Trời tạo ra một lượng đáng kể nhiệt thông qua phản ứng tổng hợp là lõi còn phần còn lại của ngôi sao được đốt nóng bởi năng lượng truyền ra ngoài từ lõi. Toàn bộ năng lượng được tạo ra từ phản ứng tổng hợp hạt nhân trong lõi phải đi qua nhiều lớp để tới quang quyển trước khi đi vào không gian dưới dạng ánh sáng Mặt Trời hay động năng của các hạt.

Các ước tính về “thời gian di chuyển của photon” trong khoảng từ 10.000 tới 170.000 năm. Sau chuyến du hành cuối cùng qua lớp đối lưu bên ngoài để tới “bề mặt” trong suốt của quang quyển, các photon thoát ra như ánh sáng khả kiến. Mỗi một tia gamma trong lõi Mặt Trời được chuyển thành hàng triệu photon ánh sáng nhìn thấy được trước khi đi vào không gian. Những neutrino cũng được phát sinh từ các phản ứng tổng hợp hạt nhân trong lõi, nhưng không giống như photon, chúng hiếm khi tương tác với vật chất, vì thế hầu như toàn bộ chúng thoát khỏi Mặt Trời ngay tức khắc. Trong nhiều năm, so với các dự đoán lý thuyết thì kết quả các đo đạc về số lượng neutrino do Mặt Trời tạo ra cho kết quả thấp hơn khoảng 3 lần. Gần đây thông qua sự khám phá các hiệu ứng dao động neutrino thì sự không nhất quán này mới được giải quyết. Vì trên thực tế Mặt Trời toả ra số lượng neutrino như các lý thuyết dự đoán, nhưng các máy dò tìm neutrino để lọt mất 2/3 trong số chúng bởi vì các neutrino đã thay đổi hương (trong vật lý hạt, hương hay vị là một số lượng tử của các hạt cơ bản).

Vì tốc độ phản ứng tổng hợp hạt nhân diễn ra ở lõi Mặt Trời trong trạng thái cân bằng tự điều chỉnh: trường hợp tốc độ phản ứng hơi lớn hơn sẽ khiến lõi nóng lên nhiều và hơi mở rộng chống lại trọng lượng của những lớp bên ngoài, làm giảm tốc độ phản ứng và điều chỉnh sự nhiễu loạn; và trường hợp tốc độ hơi nhỏ hơn sẽ khiến lõi lạnh đi và hơi co lại, làm tăng tốc độ phản ứng và một lần nữa lại đưa nó về mức cũ nên người ta xác định tốc độ phản ứng tổng hợp hạt nhân phụ thuộc nhiều vào mật độ và nhiệt độ. Những photon (tia gamma) nhiều năng lượng phát ra trong các phản ứng tổng hợp hạt nhân bị hấp thụ trong một plasma mặt trời chỉ vài millimét rồi sau đó tái phát xạ theo hướng ngẫu nhiên (ở mức năng lượng khá thấp)—vì thế cần một thời gian dài các bức xạ mới lên tới bề mặt Mặt Trời. 

Vùng bức xạ Mặt Trời (radiation zone) 

Nằm bên trong Mặt Trời, khu vực từ 0,25 tới khoảng 0,7 bán kính Mặt Trời, giữa lõi Mặt Trời và vùng đối lưu ngoài được gọi là vùng bức xạ, mặc dù chính lõi Mặt Trời cũng là một vùng bức xạ. 

Trong vùng này, vật liệu Mặt Trời đủ nóng và đủ đặc để bức xạ nhiệt chuyển được nhiệt độ từ trong lõi ra ngoài. Tuy các vật liệu lạnh đi khi độ cao tăng lên (từ 7.000.000 °C tới khoảng 2.000.000 °C) làm gradient nhiệt độ này nhỏ hơn giá trị tỷ lệ khoảng đoạn nhiệt (adiabatic lapse rate) và vì thế không thể gây ra sự đối lưu nên khu vực này không có đối lưu nhiệt. Nhiệt được truyền bởi sự bức xạ—ion của hydro và heli phát ra các photon, nó chỉ di chuyển một khoảng cách ngắn trước khi bị tái hấp thụ bởi những ion khác. Những photon thực tế bật lên rất nhiều lần xuyên qua vật chất đặc này, số lượng ước tính một photon riêng lẻ mất khoảng một triệu năm để tới được lớp bề mặt, cho nên, năng lượng chuyển ra ngoài rất chậm. Từ đáy lên đỉnh vùng bức xạ, mật độ giảm sút hàng trăm lần (từ 20 g/cm³ xuống chỉ 0,2 g/cm³).

Có một lớp chuyển tiếp giữa vùng bức xạ và vùng đối lưu được gọi là tachocline. Vùng này là nơi có sự thay đổi mạnh giữa chuyển động xoay đồng tốc của vùng bức xạ và chuyển động chênh lệch của vùng đối lưu tạo nên một sự trượt mạnh—một điều kiện nơi các lớp ngang giáp nhau trượt trên nhau. Các dạng chuyển động giống chất lỏng trong vùng đối lưu bên trên, biến mất dần từ đỉnh của lớp này xuống đáy của nó, phù hợp với các đặc điểm yên tĩnh của vùng bức xạ trên đáy. Hiện tại, đang có giả thuyết rằng một nguồn phát điện từ bên trong lớp này tạo ra từ trường của Mặt Trời.

Vùng đối lưu

Vùng đối lưu (convection zone) thuộc  khu vực lớp trong lớp ngoài của Mặt Trời. Đây là một lớp không ổn định do sự đối lưu, trong đó năng lượng được vận chuyển chủ yếu hoặc một phần bởi đối lưu. Nó khác với vùng bức xạ, nơi năng lượng được vận chuyển bởi sự bức xạ và dẫn nhiệt.

Từ bề mặt vùng đối lưu xuống xấp xỉ 200.000 km (hay 70% bán kính Mặt Trời), plasma Mặt Trời không đủ đậm đặc hay đủ nóng để chuyển năng lượng nhiệt từ bên trong ra ngoài bằng bức xạ. Do đó, đối lưu nhiệt diễn ra khi những cột nhiệt mang vật liệu nóng ra bề mặt (quang quyển) của Mặt Trời. Khi vật liệu lạnh đi ở bề mặt, nó đi xuống dưới đáy vùng đối lưu, để nhận thêm nhiệt từ đỉnh vùng bức xạ. Nhiệt độ đã giảm xuống 5.700 K và mật độ chỉ còn 0,2 g/m³ (khoảng 1/10.000 mật độ không khí ở mực nước biển) ở bề mặt nhìn thấy được của Mặt Trời. 

Những cột nhiệt trong vùng đối lưu tạo nên một dấu vết trên Mặt Trời, dưới hình thức hạt mặt trời (solar granulation) và siêu hột. Sự hỗn loạn đối lưu của bộ phận phía vùng ngoài này của phần bên trong lòng Mặt Trời hình thành một máy phát điện “tỷ lệ nhỏ” xuất hiện tạo ra từ trường bắc và nam cực trên toàn bộ bề mặt Mặt Trời. Các cột nhiệt của Mặt Trời là các pin Bénard và vì thế thường có hình lăng trụ năm cạnh.

Quang quyển

Quang quyển hay bề mặt nhìn thấy được của Mặt Trời là lớp mà ở bên dưới nó, Mặt Trời trở nên mờ đục với ánh sáng nhìn thấy được. Trên vùng quang quyển, ánh sáng khả kiến của Mặt Trời tự do đi vào không gian, năng lượng của ánh sáng thoát hoàn toàn khỏi Mặt Trời. Sự thay đổi trong độ mờ đục của Mặt Trời xảy ra vì sự giảm số lượng ion H−, mà chúng dễ dàng hấp thụ ánh sáng. Trái lại, ánh sáng khả kiến mà chúng ta nhìn thấy được tạo ra khi có sự phản ứng giữa electron với nguyên tử hydro để tạo ra ion H−.

Trên thực tế, quang quyển dày từ hàng chục tới hàng trăm kilômét, mờ hơn một ít so với không khí trên Trái Đất. Bởi vì khu vực phía trên của quang quyển lạnh hơn khu vực phía dưới, hình ảnh Mặt Trời ở trung tâm so với ở cạnh hay rìa của đĩa Mặt Trời hiện lên sáng hơn, trong một hiện tượng được gọi là rìa tối (limb darkening). Phổ của ánh sáng Mặt Trời gần giống với quang phổ vật đen cho thấy một nhiệt độ khoảng 6.000 K (những vùng sâu có nhiệt độ tới 6.400 K còn vùng nông hơn là 4.400 K, rải rác với các vạch hấp thụ nguyên tử từ các lớp loãng trên quang quyển. Mật độ hạt của quang quyển ~1023/m³ (khoảng 1% mật độ hạt của khí quyển Trái Đất ở mực nước biển).

Từ các nghiên cứu ban đầu về phổ quang học của quang quyển, một số vạch hấp thụ được tìm ra không tương ứng với bất kỳ một nguyên tố hoá học nào được biết đến trên Trái Đất thời điểm đó. Đến năm 1868, Norman Lockyer đưa ra giả thuyết rằng các vạch hấp thụ đó là bởi một nguyên tố mới mà ông gọi là “heli”, theo tên thần Mặt Trời Hy Lạp Helios. 25 năm sau, Heli mới được phân lập trên Trái Đất.

Khí quyển

Khu vực bên trên quang quyển của Mặt Trời được gọi chung là khí quyển Mặt Trời. Phần này gồm năm vùng chính: nhiệt độ tối thiểu, sắc quyển, vùng chuyển tiếp, vành nhật hoa và nhật quyển. Chúng có thể quan sát được bằng kính viễn vọng trên toàn bộ dãy phổ điện từ, từ sóng radio qua ánh sáng nhìn thấy được tới tia gamma. Vùng nhật quyển, có thể được xem là khí quyển liên tục phía ngoài của Mặt Trời, mở rộng ra bên ngoài vượt quá cả quỹ đạo Sao Diêm Vương tới nhật mãn (heliopause), nơi nó hình thành một biên giới đường chấn động rõ rệt với không gian liên sao. Những vùng còn lại sắc quyển, vùng chuyển tiếp và vành nhật hoa được xác định nóng hơn nhiều so với bề mặt Mặt Trời. Vì sao lại có hiện tượng này thì vẫn chưa được giải thích rõ ràng, người ta chỉ đang nghiên cứu dựa theo bằng chứng cho thấy rằng các sóng Alfvén có thể có đủ năng lượng để làm nóng vành nhật hoa.

Hàn quyển

Đây là lớp lạnh nhất của Mặt Trời, có nhiệt độ tối thiểu. Vùng này nằm cách khoảng 500 km bên trên quanq quyển với nhiệt độ cỡ 4.100 K. Hàn quyển đủ lạnh để tồn tại các phân tử như carbon monoxit và nước, có thể được phát hiện bởi quang phổ hấp thụ của chúng.

Sắc quyển (chromosphere)

Bên trên lớp Hàn quyển, dày khoảng 2.000kmm, chủ yếu là quang phổ của các vạch hấp thụ và phát xạ là sắc quyển. Tên gọi này bắt nguồn từ từ chroma của Hy Lạp, có nghĩa màu sắc, bởi vì sắc quyển nhìn thấy được như một ánh sáng có màu ở đầu và cuối của các lần nhật thực toàn phần. Cùng với độ cao tăng lên thì nhiệt độ của sắc quyển tăng dần, lên khoảng 20.000 K ở gần đỉnh. Khu vực phần phía trên của sắc quyển heli bị ion hoá một phần.

Vùng chuyển tiếp

Vùng chuyển tiếp ở bên trên sắc quyển, rộng khoảng 200km, trong đó nhiệt độ tăng nhanh từ khoảng 20.000 K ở thượng tầng sắc quyển lên tới nhiệt độ gần một triệu K tại miện. Nhiệt độ tăng mạnh nhanh chóng bởi sự ion hoá toàn bộ heli trong vùng chuyển tiếp, làm giảm mạnh sự bức xạ làm nguội của plasma. Vùng chuyển tiếp không xảy ra ở một độ cao được xác định chính xác. Thực tế, nó hình thành một kiểu quầng với những đặc tính kiểu sắc quyển như gai và sợi, luôn chuyển động hỗn loạn. Từ bề mặt Trái Đất, vùng chuyển tiếp không dễ được quan sát thấy, mà thực tế chỉ có thể được quan sát thấy từ vũ trụ bằng các dụng cụ nhạy cảm với thành phần tử ngoại của quang phổ.

Vành nhật hoa

Khu vực có thể tích lớn hơn cả Mặt Trời – vành nhật hoa – nó kéo dài ra lớp khí quyển bên ngoài của Mặt Trời.  Vành nhật hoa liên tục mở rộng vào vũ trụ hình thành nên gió Mặt Trời, lấp đầy toàn bộ Hệ Mặt Trời. Khu vực rất gần bề mặt Mặt Trời gọi là vành nhật hoa hạ có mật độ phân tử khoảng 1015–1016/m³. Nhiệt độ trung bình của vành nhật hoa và gió Mặt Trời khoảng 1–2 triệu kelvin nhưng trong những vùng nóng nhất nhiệt độ có thể lên tới khoảng 8–20 triệu kelvin. Tuy chưa có 1 lý thuyết đầy đủ nào để tính nhiệt độ vành nhật hoa nhưng ít nhất một số lượng nhiệt của nó được biết có từ sự tái liên thông từ trường.

Nhật quyển

Khu vực khoảng trống xung quanh Mặt Trời được gọi là nhật quyển. Khoảng trống này được lấp đầy bằng gió plasma Mặt Trời và kéo dài xấp xỉ khoảng 20 lần bán kính Mặt Trời (0,1 AU) ra các mép phía bên ngoài của Hệ Mặt Trời. Người ta xác định biên giới phía trong của nó là lớp mà tại đó luồng gió Mặt Trời trở thành siêu Alfvén — có nghĩa là nơi tốc độ luồng gió mặt trời trở nên nhanh hơn tốc độ của sóng Alfvén (một loại sóng từ thủy động lực, được gọi theo tên của Hannes Alfvén). Hình dạng của quầng Mặt Trời bên trong không bị ảnh hưởng bởi sự nhiễu loạn và các lực động lực học bên ngoài biên giới này bởi thông tin chỉ có thể di chuyển với tốc độ của các sóng Alfvén. 

Gió Mặt Trời xuyên qua nhật quyển đi ra bên ngoài liên tục, hình thành nên trường điện từ Mặt Trời trong hình dạng xoắn ốc Parker cho tới khi nó va chạm với nhật mãn với khoảng cách hơn 50 AU từ Mặt Trời. Vào tháng 12 năm 2004, tàu vũ trụ Voyager 1 đã vượt qua một dải chấn mà được cho là một phần của nhật mãn. Cả hai tàu Voyager đều ghi nhận được mức độ hạt năng lượng cao khi chúng tiếp cận biên giới.

Từ trường

Là một sao có hoạt động của từ trường, Mặt Trời có từ trường biến đổi mạnh mẽ hàng năm và đổi hướng theo vòng lặp 11 năm. Từ trường của Mặt Trời tăng lên gây ra một số hiệu ứng gọi chung là hoạt động của Mặt Trời bao gồm vết đen trên bề mặt của Mặt Trời, vết sáng Mặt Trời, các bức xạ trong gió Mặt Trời, chúng mang vật chất vào trong hệ Mặt Trời. Những ảnh hưởng của hoạt động bức xạ này lên Trái Đất đã được biết đến như cực quang ở các vĩ độ trung bình đến cao, sự gián đoạn việc truyền sóng radio và điện năng. Hoạt động của Mặt Trời được đánh giá là có vai trò quan rất lớn trong sự hình thành và tiến hóa của hệ Mặt Trời đồng thời làm thay đổi cấu trúc tầng điện ly của Trái Đất.

Do có nhiệt độ cao, tất cả vật chất trong Mặt Trời đều ở thể khí và plasma. Điều này có thể làm cho vận tốc quay ở vùng xích đạo (khoảng 25 ngày) nhanh hơn ở các vùng có vĩ độ cao hơn (khoảng 35 ngày ở gần các cực). Vận tốc quay khác nhau ở những vĩ độ của Mặt Trời tạo nên những đường sức từ xoắn vào nhau theo thời gian, tạo ra những vòng hoa từ tường phun ra từ bề mặt của Mặt Trời và tạo ra những vết đen Mặt Trời, các tai lửa Mặt Trời. Sự xoắn vào nhau này làm tăng quá trình phát sinh từ trường của Mặt Trời và làm nên sự đảo từ của Mặt Trời theo chu kỳ 11 năm ở trên.

Từ trường của Mặt Trời mở rộng ra phần ngoài ranh giới của nó. Plasma trong gió Mặt Trời bị từ hóa mang từ trường của Mặt Trời vào không gian tạo ra từ trường giữa các hành tinh. Từ trường giữa các hành tinh được mở rộng xuyên tâm từ Mặt Trời ra ngoài không gian vì plasma chỉ có thể chuyển động trên các đường sức từ. Do trường từ ở phía trên và dưới xích đạo khác nhau về cực hướng vào và hướng ra khỏi Mặt Trời nên tồn tại một lớp dòng điện mỏng trên mặt phẳng xích đạo – phần được gọi là dải dòng điện nhật quyển (heliospheric current sheet). Sự quay của Mặt Trời xoắn từ trường và dải dòng này thành cấu trúc giống xoắn ốc Archimedes gọi là xoắn ốc Parker ở khoảng cách lớn. Từ trường giữa những hành tinh mạnh hơn từ trường ở hai cực của Mặt Trời. Từ trường ở hai cực của Mặt Trời 50–400 μT (trong quang quyển) giảm theo hàm mũ bậc ba của khoảng cách và đạt 0,1 nT ở Trái Đất. Mặc dù vậy, theo các thăm dò từ tàu không gian cho thấy từ trường giữa những hành tinh ở vị trí của Trái Đất cao hơn khoảng 100 lần so với con số trên, ước tính khoảng 5 nT.

Thành phần hóa học

Cấu tạo của Mặt trời chủ yếu là những nguyên tố hydro và heli. Hai nguyên tố này chiếm tương ứng 74,9% và 23,8% khối lượng của Mặt Trời trong quang quyển. Trong thiên văn học, những nguyên tố nặng hơn được gọi là kim loại, chiếm ít hơn 2% khối lượng Mặt Trời. Một trong số đó phổ biến nhất là oxy (chiếm gần 1% khối lượng Mặt Trời), cacbon (0,3%), neon (0,2%), và sắt (0,2%).

Thành phần hóa học của Mặt Trời kế thừa những nguyên tố từ vật chất giữa những sao khi nó hình thành: hydro và heli trong Mặt Trời được tạo ra từ tổng hợp hạt nhân Big Bang. Những kim loại này được tạo ra bởi tổng hợp hạt nhân sau khi kết thúc quá trình tiến hóa sao và trả những vật liệu của chúng về khoảng không giữa các sao trước khi Mặt Trời hình thành. Thành phần hóa học của quang quyển thường được xem là đại diện cho các thành phần của hệ Mặt Trời nguyên thủy. Nếu sao tổ tiên có 71,1% hydro, 27,4% heli, và 1,5% kim loại. Thì hiện tại, do khi Mặt Trời hình thành, heli và những nguyên tố nặng tích tụ trong quang quyển nên quang quyển ngày nay chứa ít heli và chỉ có khoảng 84% những nguyên tố nặng so với sao tổ tiên.

Các phản ứng tổng hợp hạt nhân làm biến đổi thành phần của nó do hydro biến thành heli – phản ứng nhiệt hạch ở bên trong Mặt trời. Do vậy hiện tại, phần trong cùng nhất của Mặt Trời chỉ có khoảng 60% heli, còn hàm lượng kim loại phổ biến thì không đổi. Theo cấu trúc ở trên, do phần bên trong Mặt Trời có hoạt động phóng xạ, chứ không phải đối lưu, nên không có sản phẩm tổng hợp hạt nhân nào từ lõi đi vào quang quyển. 

Bên trong Mặt Trời, những nguyên tố nặng phổ biến mô tả bên trên được đo đạc đồng thời bằng quang phổ trong quang quyển và bằng những vật chất trong thiên thạch không bị nung chảy. Những thiên thạch này được cho rằng là có chứa thành phần của ngôi sao tiền Mặt Trời và không bị ảnh hưởng bởi sự tích tụ các nguyên tố nặng. Đó là hai cách đo đạc mà hiện nay được nhiều người đồng ý nhất.

Các nguyên tố nhóm sắt bị ion hóa

Nhiều nghiên cứu tập trung vào sự phong phú của các nguyên tố nhóm sắt trong Mặt Trời từ những năm thập niên 1970.  Mặc dù những nghiên cứu này mang lại nhiều ý nghĩa nhưng do các cấu trúc siêu mịn của chúng mà việc xác định sự phong phú của các nguyên tố nhóm sắt (như coban và mangan) vẫn còn là khó khăn vào thời điểm đó.

Vào thập niên 1960, một bộ hoàn chỉnh về độ mạnh dao động đầu tiên của các nguyên tố nhóm sắt bị ion hóa riêng lẻ được thực hiện thành công. Sau đó vào năm 1876 thì bộ này được nâng cấp. Sự phong phú về các nguyên tố thuộc nhóm sắt bị ion hóa đã được nhận dạng vào năm 1978.

Quan hệ sự phân tầng khối lượng giữa hành tinh và Mặt Trời

Nhiều nhà nghiên cứu khác nhau đề cập đến sự tồn tại của mối quan hệ phân tầng khối lượng giữa các thành phần đồng vị của Mặt Trời và khí trơ trên các hành tinh ví dụ như sự tương quan giữa thành phần đồng vị của hành tinh và Mặt Trời là Ne và Xe. Mặc dù vậy, ít nhất đến năm 1983, người ta tin rằng toàn bộ Mặt Trời có cùng thành phần như nhau trong khi bầu khí quyển của Mặt Trời vẫn trải rộng. Năm 1983, có nhiều nhà nghiên cứu cho rằng có sự phân tầng trên Mặt Trời vì thế đã tạo ra mối quan hệ phân tầng giữa các thành phần đồng vị của hành tinh và gió Mặt Trời là các khí hiếm.

Các chu kỳ trên Mặt Trời

Các vết đen Mặt Trời

Bằng các bộ lọc thích hợp, khi các nhà nghiên cứu quan sát Mặt trời, các đặc điểm dễ nhận ra ngay đó là các vết đen Mặt Trời. Bởi vì các vết đen tối hơn các khu vực xung quanh do nhiệt độ của chúng thấp hơn nên chúng là các khu vực bề mặt được xác định rõ ràng. Các vết đen này là những vùng có hoạt động từ trường mạnh, ở khu vực đó sự đối lưu được điều khiển bởi những trường từ mạnh, nhằm giải phóng năng lượng từ bên trong Mặt Trời lên bề mặt của nó. Trường từ khiến phần lõi nóng lên, tạo thành những vùng hoạt động tạo nên nguồn gây ra vết lóa Mặt Trời (solar flare) và phóng thích vật chất vành nhật hoa (CME). Theo ước tính, các vết đen lớn nhất có thể vươn xa hàng chục ngàn km.

Các vết đen có thể thấy được trên Mặt Trời có số lượng không cố định, nhưng chúng thay đổi theo chu kỳ 11 năm hay còn gọi là chu kỳ Mặt Trời. Chỉ có vài vết đen có thể quan sát được trong điều kiện bình thường còn hiếm khi quan sát được hết tất cả. Một số xuất hiện ở các vĩ độ lớn hơn. Số lượng các vết đen tăng và chúng di chuyển gần hơn về phía xích đạo của Mặt Trời khi diễn ra chu kỳ Mặt Trời, hiện tượng này được miêu tả trong quy luật Spörer. Các vết đen luôn tồn tại thành cặp có cực từ đối nhau. Cực từ của vết đen đan xen theo mỗi chu kỳ Mặt Trời, vì thế ở chu kỳ này nó sẽ là cực bắc từ trong một chu kỳ và sẽ là cực nam trong chu kỳ tiếp theo.

Thời tiết không gian, khí hậu trên Trái đất bị ảnh hưởng lớn bởi chu kỳ Mặt Trời do độ sáng có mối quan hệ trực tiếp với hoạt động từ trường. Cực tiểu hoạt động của Mặt Trời có xu hướng tương quan với nhiệt độ lạnh hơn, và lâu hơn so với các chu kỳ mặt trời trung bình có xu hướng tương quan đến nhiệt độ nóng hơn. Chu kỳ mặt trời dường như đã ngưng hoàn toàn trong vài thập kỷ của thế kỷ XVII; có rất ít vết đen được quan sát trong giai đoạn này.  Giai đoạn này hay còn gọi là cực tiểu Maunder (thời kỳ băng hà nhỏ), châu Âu đã trải qua thời kỳ nhiệt độ rất lạnh. Hoạt động cực tiểu vào thời kỳ trước đây được phát hiện thông qua việc phân tích vòng sinh trưởng của cây đã sinh sống vào thời gian nhiệt độ toàn cầu thấp hơn nhiệt độ trung bình.

Chu kỳ dài

Có một giả thuyết thời gian gần đây nói rằng từ trường không ổn định trong lõi của Mặt Trời tạo ra sự dao động với chu kỳ 41.000 hoặc 100.000 năm. Điều này có thể cung cấp các dữ kiện để giải thích về thời kỳ băng hà hơn là chu kỳ Milankovitch.

Vị trí và chuyển động của Mặt Trời trong dải Ngân Hà

Do các nhiễu loạn từ các hành tình, sự chuyển động của Mặt Trời liên quan đến khối tâm của Hệ Mặt Trời trở nên phức tạp. Chuyển động này lại thay đổi giữa cùng hướng và ngược hướng với các thiên thể khác cứ mỗi vài trăm năm. Mặt Trời thuộc vị trí gần rìa trong của Nhánh Lạp Hộ của Ngân Hà, trong Đám mây liên sao Địa phương hoặc Vành đai Gould, với khoảng cách giả thuyết tính từ trung tâm Ngân Hà khoảng 7,5–8,5 kpc (25.000–28.000 năm ánh sáng). Nó cũng nằm bên trong Bong bóng địa phương, một không gian khí nóng loãng, có thể được tạo ra từ phần còn sót lại của siêu tân tinh, Geminga, một nguồn phát xạ tia gamma sáng chói. Khoảng cách giữa nhánh địa phương và nhánh gần đó là nhánh Anh Tiên vào khoảng 6.500 năm ánh sáng.

Điểm apec của đường đi của Mặt Trời là hướng mà mặt trời đi qua không gian của thiên hà. Hướng chung của chuyển động của Mặt Trời thẳng về sao Vega gần chòm sao Vũ Tiên, với góc gần 60 độ khối (sky degree) so với hướng của tâm Ngân Hà. Nếu một người nào đó quan sát Mặt Trời từ Alpha Centauri, hệ sao gần nhất, Mặt Trời sẽ xuất hiện trong chòm sao Thiên Hậu.

Quỹ đạo của Mặt Trời xung quanh Ngân Hà được cho rằng mang hình dạng elip có một chút nhiễu do các nhánh xoắn ốc và sự phân bố khối lượng không đồng nhất của thiên hà. Đồng thời, Mặt Trời dao động lên và xuống so với mặt phẳng thiên hà khoảng 2,7 lần trong một quỹ đạo. Điều này tương tự với một dao động điều hòa đơn giản không có lực kéo nào. Các nhà nghiên cứu từng có tranh luận rằng sự chuyển động của Mặt Trời xuyên qua các nhánh xoắn ốc mật độ cao hơn đôi khi bằng với các sự kiện tuyệt chủng lớn trên Trái Đất, có lẽ là do làm tăng các sự kiện va chạm (impact event).Để hoàn thiện một vòng quỹ đạo của nó trong Ngân Hà,  hệ Mặt Trời mất khoảng 225–250 triệu năm (hay một năm ngân hà) vì vậy, tổng số vòng quay của Mặt Trời quanh Ngân Hà là khoảng 20–25 trong cuộc đời đã qua của nó. So với tâm của Ngân Hà, vận tốc quỹ đạo của Hệ Mặt Trời vào khoảng 251 km/s. Với vận tốc này, nó mất khoảng 1.400 năm để Hệ Mặt Trời đi được một khoảng cách của 1 năm ánh sáng, hay 8 ngày để đi được 1 AU.

Các vấn đề về các học thuyết

Neutrino Mặt Trời

Trong một vài năm, so với số lượng dự đoán bằng Mô hình chuẩn của Mặt Trời thì số lượng neutrino electron Mặt Trời được phát hiện trên Trái Đất từ 1⁄3 đến 1⁄2. Kết quả bất thường này được đặt gọi là vấn đề neutrino Mặt Trời. Các giả thuyết đưa ra để giải quyết vấn đề này có ý kiến cho rằng là do sự giảm nhiệt độ bên trong Mặt Trời khiến cho dòng neutrino thấp hơn, ý kiến khác lại cho rằng các neutrino electron có thể dao động liên quan đến các neutrino tau và neutrino muon, mà hai loại này không thể nhận biết được khi chúng chuyển động giữa Mặt Trời và Trái Đất. Bên cạnh đó, một vài quan sát từ Đài quan sát Neutrino Sudbury và Kamiokande về neutrino đã bắt đầu thực hiện trong thập niên 1980 để đo dòng neutrino Mặt Trời với độ chính xác có thể. Những kết quả cho thấy các neutrino có khối lượng tĩnh rất nhỏ và thực tế là có sự dao động. Vào năm 2001 dự án Đài quan sát Neutrino Sudbury đã có thể nhận dạng ba loại neutrino một cách trực tiếp. Dự án cho thấy rằng tốc độ phát xạ tổng số các neutrino của Mặt Trời phù hợp với Mô hình chuẩn Mặt Trời, mặc dù nó phụ thuộc vào năng lượng neutrino làm cho có 1/3 neutrino được phát hiện trên Trái Đất là loại neutrino electron. Tỷ lệ này phù hợp với dự đoán theo hiệu ứng Mikheyev-Smirnov-Wolfenstein (hay còn gọi là hiệu ứng vật chất). Hiệu ứng này miêu tả sự dao động của vật chất và nó được xem là một lời giải cho vấn đề này.

Nhiệt độ vành nhật hoa

Phần bề mặt Mặt Trời (quang quyển) có nhiệt độ vào khoảng 6.000 K. Bên trên bề mặt này là vành nhật hoa thì có nhiệt độ lên đến 1 – 2 triệu K. Theo đánh giá, nhiệt độ của vành nhật hoa cao cho thấy rằng nó đã bị nung nóng bởi một cơ chế nào đó khác với sự đối lưu nhiệt trực tiếp từ quang quyển.

Giả thuyết cho rằng năng lượng cần thiết để làm nóng vành nhật hoa được cung cấp bởi sự chuyển động hỗn loạn trong đới đối lưu nằm dưới quang quyển. Để giải thích về nhiệt độ cao của vành nhật hoa, đã có hai cơ chế chính đã được đề xuất để giải thích.

Đầu tiên, cơ chế nung nóng bằng sóng, bởi sự rối trong đối đối lưu mà tạo ra các sóng từ thủy động hoặc trọng lực. Các sóng này chuyển động hướng lên và bị tán xạ vào vành nhật hoa, tích tụ năng lượng của chúng trong lớp không khí xung quanh ở dạng nhiệt.

Thứ hai là cơ chế nung nóng bởi từ trường. Cụ thể là năng lượng từ được hình thành một cách liên tục bởi sự chuyển động của quang quyển và được giải phóng thông qua tái liên kết từ trường ở dạng các vết sáng Mặt Trời lớn và vô số các dạng tương tự với kích thước nhỏ hơn.

Đến thời điểm hiện tại, vẫn chưa có câu trả lời rõ ràng rằng có phải các sóng ảnh hưởng đến cơ chế nung nóng này hay không. Tất cả các sóng đã được phát hiện là tán xạ hoặc phản xạ trước khi chúng chạm đến vành nhật hoa (trừ sóng Alfvén). Bên cạnh đó, các sóng Alfvén không dễ dàng tán xạ vào vành nhật hoa. Những nghiên cứu hiện tại tập trung theo hướng cơ chế nung nóng bởi các vết sáng mặt trời.

Sao trẻ

Những mô hình lý thuyết về sự phát triển của Mặt Trời cho rằng so với hiện nay, vào liên đại Thái Cổ, cách đây khoảng 3,8 đến 2,5 tỉ năm, Mặt Trời chỉ sáng bằng khoảng 75%. Như một ngôi sao yếu, nó không thể duy trì lượng nước ổn định trên bề Mặt Trái Đất dẫn đến sự sống đã có thể không phát triển. Mặc dù vậy, những chứng cứ địa chất chứng minh rằng Trái Đất đã trải qua ở chế độ nhiệt độ tương đối ổn định trong suốt thời kỳ lịch sử của nó và vào thời điểm nào đó Trái Đất trẻ trong quá khứ đã ấm hơn hiện nay. Những cuộc tranh luận giữa các nhà khoa học về khí quyển của Trái Đất trẻ chứa nhiều khí nhà kính (như carbon dioxide, metan và amonia) hơn hiện tại, các khí này giữ nhiệt đủ để làm cân bằng nhiệt độ Trái Đất từ một lượng nhỏ năng lượng mặt trời đi đến Trái Đất.

Các dị thường hiện tại

Hiện tại, Mặt Trời đang thể hiện các bất thường theo nhiều cách.

Mặt Trời đang trong giai đoạn giữa của thời kỳ ít vết đen mặt trời bất thường, thời kỳ này kéo dài hơn và tỷ lệ các ngày không có vết đen cao hơn bình thường. Các dự đoán về sự tăng cường hoạt động của vết đen sắp xảy ra đã bị phủ nhận, từ tháng 5 năm 2008.

So với các mức ở thời kỳ tối thiểu vết đen gần nhất, người ta có thể đo đạc được độ mờ; lượng phát xạ giảm 0,02% ở các bước sóng khả kiến và 6% ở các bước sóng EUV.

Qua hai thập kỷ gần đây, vận tốc gió mặt trời giảm 3%, nhiệt độ giảm 13% và mật độ giảm 20%.

So với thời kỳ thấp nhất cách đây 22 năm, cường độ từ trường mặt trời giảm phân nửa. Toàn bộ nhật quyển lấp đầy trong hệ Mặt Trời đã bị co lại, làm tăng độ bức xạ vũ trụ lên khí quyển Trái Đất.

Thám hiểm Mặt Trời

Những hiểu biết trước đây 

Trong lịch sử trước đây, hiểu biết cơ bản nhất của nhân loại về Mặt Trời đó là một đĩa sáng trong bầu trời. Thời điểm nó xuất hiện thì gọi là ban ngày còn khi nó không sáng nữa mà biến mất là ban đêm. Mặt Trời được xem là thần Mặt Trời hay các hiện tượng siêu nhiên khác trong các nền văn hóa cổ đại và tiền sử. Trong các nền văn minh như Inca ở Nam Mỹ và Aztec thuộc México ngày nay thì thờ cúng Mặt Trời là tâm điểm. Một số tượng đài cổ được xây dựng với ý tưởng kết hợp những hiện tượng liên quan đến Mặt Trời (ví dụ như là những cự thạch đánh dấu một cách chính xác đông chí hoặc hạ chí, các cự thạch nổi tiếng đã được phân bố ở Nabta Playa, Ai Cập, Mnajdra, Malta và ở Stonehenge, Anh). Ngày sinh của Mặt Trời là ngày nghỉ để kỉ niệm Sol Invictus chỉ sau đông chí mà ngày nay gọi là Christmas vào thời kỳ La Mã. Dựa theo các sao cố định, Mặt Trời xuất hiện từ Trái Đất xoay một lần mất 1 năm theo mặt phẳng hoàng đạo xuyên qua 12 chòm sao. Do đó, các nhà thiên văn học Hy Lạp cho rằng nó là một trong 7 hành tinh (Hy Lạp planetes nghĩa là “đi lang thang”), sau đó trong một số ngôn ngữ, nó được đặt tên cho 7 ngày trong tuần.

Sư hiểu biết cùng với tiến bộ khoa học

Trước Công nguyên

Vào đầu thiên niên kỷ 1 TCN, mặc dù không biết tại sao nhưng các nhà thiên văn học Babylon đã quan sát thấy rằng sự chuyển động của Mặt Trời theo đường hoàng đạo là không đồng nhất. Dựa theo kiến thức ngày nay lý giải cho hiện tiện này là do Trái Đất chuyển động theo quỹ đạo elip quanh Mặt Trời nên Trái Đất sẽ chuyển động nhanh hơn khi nó ở gần Mặt Trời tại điểm cận nhật và chậm hơn khi nó ở xa điểm viễn nhật.

Anaxagoras

Nhà triết học Hy Lạp Anaxagoras (500-428 TCN) là một trong những người tiên phong nêu ra lời giải thích khoa học về Mặt Trời. Ông giải thích rằng Mặt Trời là quả cầu lửa kim loại khổng lồ, thậm chí lớn hơn Peloponnesus và không phải là xe ngựa chariot của thần Mặt Trời Helios. Khi chia sẻ về vấn đề dị giáo này với nhiều người, ông đã bị bỏ tù bởi nhà cầm quyền và bị tuyên án tử hình nhưng sau đó bởi sự can thiệp của Pericles thì ông được phóng thích. Sau đó vào thế kỷ III TCN thì nhà toán học, thi sĩ, thiên văn học Hy Lạp Eratosthenes đã ước tính khoảng cách giữa Trái Đất và Mặt Trời vào khoảng “400 vạn và 80.0000 thước đo tầm xa (stadia)”. Việc giải nghĩa khoảng cách này hiện vẫn chưa rõ ràng, nó có thể ám chỉ hoặc 4.080.000 stadia (755.000 km) hoặc 804.000.000 stadia (148 đến 153 triệu km); con số sau là chính xác với sai số vài phần trăm.

Công nguyên

Vào thế kỷ I, nhà toán học, thiên văn học xứ Alexandria Ptolemy đã ước tính khoảng cách giữa Trái Đất và Mặt Trời gấp 1.210 lần so với bán kính Trái Đất. Vào thế kỷ VIII, nhà toán học, thiên văn học người Ba Tư Yaqūb ibn Tāriq đã ước tính khoảng cách này là gấp 8.000 lần bán kính Trái Đất. Đây được coi là một con số lớn nhất về đơn vị thiên văn cho đến thời điểm đó.

Người Ả rập đã có nhiều đóng góp cho thiên văn học trong lịch sử như Albatenius phát hiện rằng hướng độ lệch tâm của Mặt Trời đang thay đổi và Ibn Yunus trong nhiều năm quan sát hơn 10.000 vị trí của Mặt Trời bằng thiết bị đo độ cao thiên thể. Vào năm 1032, sự chuyển động của Sao Kim được Avicenna quan sát đầu tiên và ông kết luận rằng Sao Kim nằm gần Trái Đất hơn Mặt Trời. Vào thế kỷ XII, Ibn Bajjah thực hiện quan sát đầu tiên về sự chuyển động của Sao Thủy. Nhà vật lý Ả rập, Alhazen, trong quyển Sách quang học (1021) đã miêu tả và chia sẻ nghiên cứu những đặc điểm của ánh sáng Mặt Trời bằng những thí nghiệm với camera trong buồng tối obscura và đã minh họa rằng Mặt Trời là nguồn cung cấp ánh sáng cho Mặt Trăng. Để tạo nên công trình của ông vào thế kỷ XIII, Qutb al-Din al-Shirazi và Theodoric của Freiberg đã đưa ra các giải thích chính xác về hiện tượng cầu vồng, còn Kamāl al-Dīn al-Fārisī thông qua các thí nghiệm bằng camera obscura đã xác nhận rằng màu sắc của hiện tượng cầu vồng là sự phân tán của ánh sáng Mặt Trời. Thế kỷ XIII, nhà thiên văn học đạo Hồi Maghribi đã ước tính đường kính Mặt Trời khoảng 255 lần đường kính Trái Đất và con số này lớn gấp đôi con số hiện tại được chấp nhận.

Thuyết nhật tâm

Vào thế kỷ III TCN, Aristarchus của Samos (310-230 TCN) đưa ra giả thuyết rằng Mặt Trời là trung tâm của quỹ đạo chuyển động của các hành tinh. Sau đó Seleukos của Seleucia cũng theo thuyết này (xem thuyết Nhật tâm). Vào thế kỷ XVI, Nicolaus Copernicus đã phát triển quan điểm triết học quan trọng này  thành mô hình toán học dự đoán một cách hoàn chỉnh về hệ nhật tâm . Vào đầu thế kỷ XVII, việc phát minh ra kính viễn vọng đã cho phép các nhà thiên văn học như Thomas Harriot, Galileo Galilei… quan sát chi tiết hơn về vết đen Mặt Trời. Trong đó, Galileo đã thực hiện một số quan sát vết đen Mặt Trời bằng kính viễn vọng và chỉ ra rằng chúng nằm trên bề mặt của Mặt Trời hơn là các vật thể nhỏ chuyển động qua khoảng không giữa Trái Đất và Mặt Trời. Các nhà thiên văn Trung Quốc vào thời nhà Hán (206 TCN – 220 CN) cũng quan sát được các vết đen Mặt Trời, họ đã duy trì ghi chép các quan sát này trong vài thế kỷ. Trong thế kỷ XII, Averroes cũng đưa ra một miêu tả về các vết đen Mặt Trời.

Hai nhà thiên văn Giovanni Cassini và Jean Richer xác định được khoảng cách đến Sao Hỏa và đã tính được khoảng cách đến Mặt Trời vào năm 1672. Isaac Newton quan sát ánh sáng Mặt Trời bằng lăng kính và thấy nó được tạo thành từ nhiều màu sắc. Vào năm 1800 William Herschel phát hiện ra bức xạ hồng ngoại nằm gần ánh sáng đỏ trong quang phổ của Mặt Trời. Thời điểm thập niên 1800 phát triển mạnh những kính quang phổ nghiên cứu về Mặt Trời đã giúp Joseph von Fraunhofer thực hiện những quan sát đầu tiên về các vạch hấp thụ quang phổ, vạch mạnh nhất vẫn thường được gọi theo tên của ông là vạch Fraunhofer. Khi mở rộng dải quang phổ của ánh sáng từ Mặt Trời thì có một số màu bị mất được phát hiện.

Thiên văn học hiện đại

Nguồn năng lượng Mặt Trời vẫn là vấn đề còn nhiều bí ẩn vào thời điểm những năm đầu tiên của kỷ nguyên khoa học hiện đại. Lord Kelvin đã đưa ra nhận định rằng Mặt Trời là một vật thể lỏng đang lạnh đi một cách từ từ vì vậy nó đang phát ra nhiệt dự trữ bên trong lòng nó. Sau đó, để giải thích lượng năng lượng tỏa ra này, Kelvin và Hermann von Helmholtz đưa ra cơ chế Kelvin-Helmholtz. Tuy nhiên, kết quả tính tuổi Mặt Trời lại chỉ có 20 triệu năm, nếu so với những tính toán mà các dấu hiệu địa chất lúc đó đưa ra là ít nhất 300 triệu năm thì rất nhỏ. Năm 1890 Joseph Lockyer, người đã phát hiện ra heli trong quang phổ của Mặt Trời, đã đưa ra giả thuyết thiên thạch về sự hình thành và tiến hóa của Mặt Trời.

Cho đến năm 1904 thì vấn đề trên mới được giải quyết. Ernest Rutherford nhận định rằng có thể lượng bức xạ Mặt Trời đã được duy trì bởi một nguồn nhiệt bên trong nó và đó là hoạt động phân rã phóng xạ. Mặc dù vậy, Albert Einstein mới là người đã đưa ra mối quan hệ giữa nguồn năng lượng phát ra từ Mặt Trời với phương trình cân bằng khối lượng-năng lượng E = mc2.

Năm 1920, Sir Arthur Eddington đề xuất rằng áp suất và nhiệt động trong lõi của Mặt Trời có thể phát sinh một phản ứng hợp hạch hạt nhân theo đó các hạt nhân hydro (proton) hợp lại tạo ra hạt nhân heli, quá trình này sinh ra năng lượng đồng thời sẽ làm giảm dần khối lượng. Năm 1925, Cecilia Payne xác nhận lượng hidro chiếm ưu thế trong Mặt Trời. Vào thập niên 1930, quan điểm lý thuyết về tổng hợp hạt nhân được các nhà vật lý thiên văn Subrahmanyan Chandrasekhar và Hans Bethe phát triển. Hans Bethe đã tính toán chi tiết hai phản ứng sinh năng lượng chính trên Mặt Trời.

Cuối cùng, năm 1957, một bài báo có ảnh hưởng lớn được xuất bản với tựa là “Sự tổng hợp các nguyên tố của các Sao” (“Synthesis of the Elements in Stars”) của Margaret Burbidge. Bài báo đã minh hoạ một cách thuyết phục rằng hầu hết các nguyên tố trong vũ trụ đã và đang được tổng hợp bằng các phản ứng hạt nhân bên trong các ngôi sao, giống như Mặt Trời.

Các nhiệm vụ khám phá không gian

Trong khoảng 1959 – 1968, những vệ tinh đầu tiên được thiết kế để giám sát Mặt Trời là Pioneer 5, 6, 7, 8 và 9 của NASA được phóng lên. Những vệ tinh mang máy dò này quay quanh Mặt Trời với khoảng cách giống như vệ tinh bay quanh Trái Đất. Chúng thực hiện các đo đạc chi tiết đầu tiên về gió Mặt Trời và trường từ Mặt Trời. Trong số đó, Pioneer 9 vận hành trong thời gian tương đối dài và truyền dữ liệu về đến năm 1987.

Hai phi thuyền Helios và Skylab cùng với kính thiên văn Apollo cung cấp những dữ liệu mới về gió Mặt Trời và vành nhật hoa cho các nhà khoa học trong thập niên 1970. Hai bộ phận thăm dò Helios 1 and 2 kết hợp giữa Hoa Kỳ và Đức cùng nghiên cứu gió Mặt Trời bay trong quỹ đạo của Sao Thủy ở điểm cận nhật. Năm 1973, trạm không gian Skylab được NASA phóng, bao gồm các mô-đun quan sát Mặt Trời gọi là Apollo Telescope Mount, mô-đun này được vận hành bởi những nhà du hành vũ trụ định cư trên đó. Skylab đã thực hiện những quan sát thời gian đầu tiên về những vùng Mặt Trời chuyển động qua và sự phát xạ tia tử ngoại từ vành nhật hoa. Những phát hiện bao gồm các giám sát đầu tiên về sự phát xạ vật chất vành nhật hoa (tên khác “coronal transients”) và các hố nhật hoa, đến ngày nay cho thấy rằng nó liên quan đến gió Mặt Trời.

Phi vụ Solar Maximum Mission được phóng bởi NASA năm 1980. Phi thuyền này được thiết kế để giám sát các tia gamma, tia X và UV từ các vết lóa Mặt Trời trong suốt thời gian hoạt động của Mặt Trời mạnh và độ sáng Mặt Trời. Mặc dù vậy, một vài tháng sau khi phóng, một sự cố về điện làm cho đầu dò của nó chuyển sang chế độ dự phòng và phải mất 3 tháng hoạt động ở chế độ này. Nhiệm vụ Space Shuttle Challenger STS-41 năm 1984 đã khôi phục vệ tinh và sửa hệ thống điện trước khi đưa phi thuyền trở vào quỹ đạo. Trước khi trở về khí quyển Trái Đất tháng 6 năm 1989, Solar Maximum Mission đã cung cấp hàng ngàn tấm ảnh về vành nhật hoa.

Ngày 2 tháng 12 năm 1995, một trong những chương trình mang nhiệm vụ quan trọng là phóng “Đài quan sát Mặt Trời và nhật quyển” (SOHO-Solar and Heliospheric Observatory) do Cơ quan Vũ trụ châu Âu (ESA) và Cục Quản trị Hàng không và Không gian Quốc gia Hoa Kỳ (NASA) hợp tác đã được thực hiện. Soho nằm tại một điểm khá đặc biệt trong không gian mang tên điểm Lagrange L1. Điểm Lagrange là điểm nằm giữa Trái Đất và mặt trời, nơi có điểm trọng lực cân bằng giữa các hành tinh, cách Trái Đất chừng 1,6 triệu km.

Mặc dù từ các nghiên cứu quang phổ thiên văn thì sự giàu có của những nguyên tố trong quang quyển được biết rất rõ nhưng thành phần bên trong Mặt Trời thì được biết ít hơn. Tàu Genesis của NASA được thiết kế để lấy mẫu gió Mặt Trời, cho phép các nhà thiên văn có thể trực tiếp đo đạc thành phần vật chất của Mặt Trời. Nó được ra mắt vào tháng 8/2001 và viên đạn chứa những mẫu vật hoàn trả đã hạ cánh xuống Utah vào tháng 9 năm 2004 nhưng nó đã bị hư hại nặng khi hạ cánh do dù không mở khi đi vào bầu khí quyển của Trái Đất. Vụ tai nạn làm ô nhiễm nhiều thiết bị thu gom mẫu vật. Tuy rằng hầu hết đã bị hư hại, một số thiết bị thu gom mẫu đã được phục hồi thành công và nhóm khoa học Genesis đã chứng minh rằng một số ô nhiễm có thể được loại bỏ hoặc tránh và các hạt gió mặt trời có thể được phân tích bằng nhiều cách tiếp cận khác nhau, đạt được tất cả các mục tiêu khoa học chính của sứ mệnh này.

Mặt Trời là nguồn năng lượng khổng lồ

Nguồn năng lượng chính cho Trái Đất được cho rằng đến từ ánh sáng nói riêng, hay bức xạ điện từ nói chung, từ bề mặt của Mặt Trời. Hằng số năng lượng Mặt Trời được tính bằng công suất của lượng bức xạ trực tiếp chiếu trên một đơn vị diện tích bề mặt Trái Đất; nó bằng khoảng 1370 Watt trên một mét vuông. Trên bầu khí quyển Trái Đấy, ánh sáng Mặt Trời bị hấp thụ một phần nên một phần nhỏ hơn tới được bề mặt Trái Đất. Trong điều kiện trời quang đãng khi Mặt Trời ở gần thiên đỉnh thì gần 1.000 Watt/m² năng lượng Mặt Trời tới Trái Đất. Năng lượng này có thể dùng vào những quá trình tự nhiên hay nhân tạo của con người. Ví dụ quá trình tự nhiên như quang hợp trong cây sử dụng ánh sáng mặt trời và chuyển đổi CO2 thành oxy và hợp chất hữu cơ, còn quá trình nhân tạo như sử dụng nguồn nhiệt trực tiếp là làm nóng các bình đun nước dùng năng lượng Mặt Trời, hay dùng pin năng lượng Mặt Trời chuyển thành điện năng.  Năng lượng dự trữ trong dầu mỏ và các nguồn nhiên liệu hóa thạch khác đang được xem giả định là nguồn năng lượng của Mặt Trời được chuyển đổi từ xa xưa trong quá trình quang hợp và phản ứng hóa sinh của sinh vật cổ. 

Mặt Trời và tác hại đến mắt

Chúng ta đều biết Mặt Trời rất có hại cho mắt nếu nhìn trực tiếp do nó rất sáng. Tuy nhiên thì độ hại không nghiêm trọng khi mắt mở bình thường hoặc không mở rộng. Nếu ta nhìn trực tiếp vào Mặt Trời vào lúc trưa nắng sẽ làm cho các sắc tố quang hình trong con ngươi mất màu tạm thời, dẫn đến những hiện tượng đom đóm mắt và và có thể mù tạm thời. Nếu bạn nhìn thẳng vào Mặt Trời bằng mắt trần sẽ nhận khoảng 4 miliwatt ánh sáng vào con ngươi và làm nóng lên đủ gây hại do mắt không phản ứng kịp trước độ sáng. Nếu chỉ nhìn thoáng qua Mặt Trời có thể gây cảm giác khó chịu nhưng không gây hại nhiều.

Phân tích ánh sáng mặt trời khi đến Trái Đất

Không chỉ nhìn thẳng mà nhìn Mặt Trời thông qua những thấu kính như ống nhòm cũng rất có hại nếu không có màn chắn hấp thụ làm mờ tia sáng. Những màng làm mờ có bán tại các cửa hàng cung cấp sản phẩm hàn và máy chụp ảnh. Để  làm giảm độ sáng và cản các tia hồng ngoại và cực tím có thể làm hại cho mắt ở các cấp độ sáng cao thì sử dụng đồ lọc thích hợp rất quan trọng. Khi mắt nhìn thẳng vào thấu kính để nhìn Mặt Trời có thể nhận khoảng 2 watt năng lượng trực tiếp, gấp 500 lần hơn so với nhìn bằng mắt thường. Thậm chí chỉ thoáng nhìn qua thấu kính mà không có đầu lọc có thể gây ra mù vĩnh viễn nên cần cẩn thận khi sử dụng.

Cần chú ý hơn trong hiện tượng nhật thực, điều kiện nguy hiểm có thể xảy ra đối với mắt bởi phản ứng của mắt với ánh sáng. Đồng tử được điều khiển bằng tổng ánh sáng của môi trường, không bằng ánh sáng của vật sáng nhất trong môi trường. Đa phần ánh sáng bị cản lại bằng Mặt Trăng trong hiện tượng nhật thực nhưng phần ánh sáng không bị che khuất có lượng ánh sáng bằng một ngày bình thường. Trong điều kiện ánh sáng mờ, đồng tử có hiện tượng giãn nở từ 2mm đến 6mm, tăng điện tích tiếp nhận ánh sáng gấp 10 lần. Những phần tử trên con ngươi nhận trực tiếp từ ánh sáng Mặt Trời vì thế gấp 10 lần lúc không nhật thực, điều kiện thường. Do đó, nhìn trực tiếp nhật thực bằng mắt thường thì bức xạ từ ánh sáng Mặt Trời có thể tác động xấu do nhìn lâu hơn và thậm chí có thể gây ra sự hủy hoại từng phần trên võng mạc, gây ra hiện tượng mù từng đốm trên mắt. Điều này đặc biệt ảnh hưởng với trẻ em và những người không có kinh nghiệm. 

Thời điểm lúc Mặt Trời mọc hay lặn, ánh sáng bị hấp thụ một phần do khoảng đường xa tới tầng khí quyển Trái Đất. Ngoài ra do bụi trong không khí, sương mù và độ ẩm trong không khí ánh sáng còn bị làm mờ góp một phần trong sự hấp thu này nên không làm cho mắt khó chịu.

Vòng đời của Mặt Trời

Cách đây khoảng 4,57 tỉ năm khi đám mây phân tử hydro tích tụ dần lại là thời điểm được cho là Mặt Trời được hình thành. Người ta xác định tuổi của Mặt Trời theo 2 cách:

• Tuổi của các sao ở dãy chính mà hiện tại Mặt Trời đang thuộc về nhóm này. Thông qua các mô hình máy tính của sự kiện tiến hóa sao và niên đại học phóng xạ hạt nhân, tuổi của nó được xác định vào khoảng 4,57 tỉ năm.
• Phương pháp định tuổi bằng đồng vị phóng xạ của các vật liệu cổ nhất từ hệ Mặt Trời cho ra kết quả vào khoảng 4,567 tỉ năm.

Nếu tính xấp xỉ thì theo tiến hóa của các sao dãy chính, Mặt Trời hiện đã tồn tại nửa vòng đời của nó, trong khi các phản ứng tổng hợp hạt nhân trong lõi của nó chuyển hydro thành heli. Hơn 4 triệu tấn vật chất trong lõi của Mặt Trời được chuyển thành năng lượng theo mỗi giây, tạo ra neutrino và các dạng bức xạ năng lượng Mặt Trời. Với tốc độ này, tính cho đến nay, Mặt Trời đã chuyển đổi khoảng 100 lần khối lượng vật chất Trái Đất thành năng lượng. Người ta ước tính, trước khi trở thành sao lùn trắng, Mặt Trời sẽ mất tổng cộng khoảng 10 tỷ năm để kết thúc sự tồn tại của nó.

Độ sáng của Mặt Trời đang từ từ tăng lên do kết quả của sự tăng cường nguyên tử heli một cách từ từ trong lõi của Mặt Trời. Trong 1,1 tỷ năm tới, độ sáng của Mặt Trời sẽ tăng 10%, 40% sau 3,5 tỷ năm.

Khác với siêu tân linh kết thúc vòng đài bằng một vụ nổ tung, Mặt Trời không có khối lượng đủ lớn. Ngược lại, nó sẽ đi tới trạng thái sao khổng lồ đỏ của mình trong vòng 4-5 tỷ năm tới, diễn ra khi nguồn hydro trong lõi cạn kiệt. Sau giai đoạn đó, nó bắt đầu phun trào heli và nhiệt độ phần lõi sẽ tăng lên đến 10 triệu K và sẽ tạo ra carbon để trở thành gần như là sao khổng lồ. Những phản ứng nhiệt hạch sẽ sử dụng heli làm nguyên liệu tổng hợp nên các nguyên tố nặng hơn heli, làm cho lớp ngoài cùng của Mặt Trời sẽ giãn nở, đạt đến vị trí bên ngoài quỹ đạo Trái Đất hiện tại, 1 AU (1,5×1011 m), gấp 250 lần bán kính hiện tại của Mặt Trời. Mặc dù vậy, theo thời gian, khi đạt tới gần một sao khổng lồ đỏ, do gió Sao thì Mặt Trời sẽ mất đi khoảng 30% khối lượng hiện tại do đó những quỹ đạo của các hành tinh sẽ dần chuyển động ra xa. Nếu như vậy sẽ làm quỹ đạo Trái Đất dịch ra xa hơn về phía bên ngoài, ngăn không cho nó bị nhấn chìm, nhưng các nghiên cứu mới cho thấy rằng do các tương tác thủy triều, Trái Đất sẽ bị Mặt Trời “nuốt chửng”.

Trong trường hợp nếu Trái Đất có thể thoát khỏi ảnh hưởng của Mặt Trời thì tất cả nước sẽ bị bốc hơi và hầu hết khí trong khí quyển sẽ thoát vào không gian. Trong trường hợp còn nằm trong dãy chính, Mặt Trời sẽ tỏa sáng hơn một cách dần dần (khoảng 10% mỗi một tỉ năm), và nhiệt độ bề mặt của nó sẽ tăng một cách chậm chạp. Mặt Trời đã từng là một ngôi sao mờ nhạt trong quá khứ của nó – lý do để có thể giải thích hợp lý sự sống trên Trái Đất chỉ tồn tại khoảng 1 tỉ năm trên đất liền. Trong khoảng 1 tỷ năm, nhiệt độ Mặt Trời đã gia tăng dần, bề mặt Trái Đất sẽ trở nên rất nóng để nước có thể tồn tại ở dạng lỏng và tất cả sự sống Trái Đất sẽ kết thúc.

Sau giai đoạn đỏ khổng lồ, các xung nhiệt khổng lồ sẽ làm cho Mặt Trời phun ra các lớp bên ngoài của nó để tạo ra tinh vân. Sau đó nó sẽ trở thành sao lùn trắng, nguội dần đi vĩnh viễn. Kịch bản tiến hóa sao như này là rất điển hình đối với các sao có khối lượng thấp đến trung bình.

Thời gian biểu tiến hóa sao của Mặt Trời và hệ Mặt Trời

Vòng đời của Mặt Trời (tỉ năm), từ trái sang:

Bắt đầu – Hiện tại – Nhiệt độ tăng dần – Sao khổng lồ đỏ – Suy sụp hấp dẫn – Sao lùn trắng…

Lấy mốc là điểm khởi đầu hình thành hệ Mặt Trời khi sự nén ép trọng lực của tinh vân mặt trời tăng lên cách đây 5 tỉ năm.

Tiền Mặt Trời: kéo dài từ hàng tỉ năm đến 50 triệu năm trước khi hình thành hệ Mặt Trời. Các đám mây tích tụ lại trong vùng bán kính 20 parsec.

Hình thành Mặt Trời:

0 – 0,1×106 năm: Loạt bức xạ siêu tân tinh lân cận kích hoạt tạo ra các vùng đậm đặc vật chất trong đám mây phân tử

0,1×106 – 50×106 năm: Mặt Trời lúc này có dạng khởi thủy sao T-Tauri

0,1×106 – 10×106 năm: Hình thành các dạng đĩa tiền hành tinh của các hành tinh vòng ngoài, là sự tự tụ tập lại của vật chất phía diềm ngoài tinh vân Mặt Trời. Mặt Trời đặc lại và nóng lên, gió Mặt Trời thổi dạt các luồng khí liên hành tinh.

10×106 – 100×106 triệu năm: Hình thành các hành tinh kiểu đất đá vòng trong. Xuất hiện các va chạm lớn. Nước hình thành trên Trái Đất

Tiến trình chính: Mặt Trời bắt đầu ổn định

200×106 năm: Đá cổ xưa nhất trên Trái Đất (đã quan sát thấy) hình thành.

500 – 600×106 năm: Cộng hưởng hấp dẫn do Sao Mộc và Sao Thổ đã kéo Sao Hải Vương về phía đĩa Kuiper. Thời kỳ này đã xảy ra một loạt các vụ va chạm giữa các thiên thể.

800×106 năm: Mầm mống sự sống xuất hiện trên Trái Đất.

4,7 tỉ năm: Là giai đoạn ổn định hiện tại, với sự tăng cường độ sáng và nhiệt độ của Mặt Trời khoảng 10% mỗi tỉ năm.

6 tỉ năm: Biên bề mặt Mặt Trời có thể mở rộng vượt quá quỹ đạo Trái Đất tới quỹ đạo Sao Hỏa.

7 tỉ năm: Thiên hà Andromeda tiến dần về Ngân Hà và xuất hiện khả năng dù nhỏ có thể sẽ hút hệ Mặt Trời trước khi hai thiên hà hòa nhập.

Hậu tiến trình chính, từ năm 10 tỉ – 12 tỉ: Giai đoạn sao khổng lồ đỏ theo tiến trình Hertzsprung-Russell.

10 – 12 tỉ năm: Mặt Trời bắt đầu bước vào quá trình đốt cháy hydro ở lớp ngoài lõi. Kể từ thời điểm này, nó đã không còn thuộc nhóm các ngôi sao thuộc dãy chính nữa. Mặt Trời dần biến thành một sao khổng lồ đỏ theo hệ thống tiến trình Hertzsprung-Russell và tỏa sáng hơn gấp nhiều lần (độ sáng có thể gấp tới 2700 lần hiện tại), lớn hơn nhiều (bán kính tăng lên gấp 250 lần) và nguội đi (còn khoảng 2726,85 K). Với kích thước cực kì lớn, Mặt Trời sẽ nuốt trọn Sao Thủy, Sao Kim và Trái Đất.

Tới giai đoạn này, sau khi đã sử dụng hết hydro, Mặt Trời phải đốt tiếp heli để duy trì sự tồn tại. Nó dần dần trở thành một sao khổng lồ mặc dù đã mất đi 30% khối lượng so với thời kì cực thịnh. Tiếp theo đó, Mặt Trời đi đến giai đoạn bùng nổ, phun ra xung quanh một lượng lớn vật chất dưới dạng ion hóa và plasma. Lõi của nó sẽ trở thành một sao lùn trắng

Tàn dư: Giai đoạn sao lùn trắng

Ngoài 20 tỉ năm: Sao lùn trắng cạn kiệt dần năng lượng, nguội đi và trở thành sao lùn đen

Ngoài 100 nghìn tỉ năm: Mặt Trời hạ nhiệt độ xuống chỉ còn vài độ K. Toàn bộ hệ Mặt Trời tham gia vào khối vật chất tối của vũ trụ.

Trong văn hóa – Mặt Trời

Tượng thần Mặt Trời ở Rhodes

Trong một số ngôn ngữ đông Á, ví dụ như

 Tiếng Trung, phiên âm pinyin rì hoặc tiếng Nhật nichi thì  Mặt Trời được viết là 日, hay 太阳 (giản thể)/太陽 (phồn thể) (pinyin tài yáng hay tiếng Nhật taiyō). 

Tiếng Việt, phiên âm Hán Việt của chữ này là nhật và thái dương. Mặt Trăng và Mặt Trời được xem liên quan âm dương, trong đó Mặt Trời là dương, Trăng là âm với ý nghĩa trái ngược nhau. 

Mặt Trời đại diện cho lực lượng diệt trừ ma quỷ. Các ma cà rồng hầu hết đều bị sợ ánh sáng Mặt Trời.

Trong các nền văn hóa trong chiều dài lịch sử nhân loại, Mặt Trời là đối tượng được đề cập nhiều. Từ gốc xuất xứ của từ sunday (chủ nhật) cũng dựa theo Mặt Trời. Thần Mặt Trời được đề cập, thờ phụng trong nhiều nền văn hóa: thần Yang Hruê của người Ê Đê, thần Yang Nar, Yang TNghe, Yang Măt của người M’Nông, người Gia Rai gọi là thần Yang Dai. Thần Apollo, Helios trong thần thoại Hy Lạp có; Thần thoại La Mã có thần Sol.

Thần Ra trong tôn giáo Ai Cập cổ đại cũng là thần Mặt Trời, được xem là vua của các vị thần. Tōnatiuh là một vị thần mặt trời hung dữ và hiếu chiến trong văn hóa Aztec.

Trong phim Lưu lạc địa cầu năm 2019, Mặt Trời biến thành một ngôi sao đỏ, hiện tượng này có khả năng tiêu hủy hoàn toàn những hành tinh xung quanh nó.

Trên đây là thông tin về Mặt Trời nha.