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太阳的结构从里向外主要分为：中心为热核反应区，核心之外是辐射层，辐射层外为对流层，对流层之外是太阳大气层。
从核物理学理论推知，太阳中心是热核反应区。太阳中心区占整个太阳半径的1／4，约为整个太阳质量的一半以上。这表明太阳中心区的物质密度非常高。每立方厘米可达160克。太阳在自身强大重力吸引下，太阳中心区处于高密度、高温和高压状态。是太阳巨大能量的发祥地。
太阳中心区产生的能量的传递主要靠辐射形式。太阳中心区之外就是辐射层，辐射层的范围是从热核中心区顶部的0.25个太阳半径向外到0.86个太阳半径，这里的温度、密度和压力都是从内向外递减。从体积来说，辐射层占整个太阳体积的绝大部分。
太阳内部能量向外传播除辐射，还有对流过程。即从太阳0.86个太阳半径向外到达太阳大气层的底部，这一区间叫对流层。这一层气体性质变化很大，很不稳定，形成明显的上下对流运动。这是太阳内部结构的最外层。太阳对流层外是太阳大气层。太阳大气层从里向外又可分光球、色球和日冕。我们看到耀眼的太阳，就是太阳大气层中光球发出的强烈的可见光。光球层位于对流层之外，属太阳大气层中的最低层或最里层，光球层的厚度约500公里，与约70万公里的太阳半径相比，好似人的皮肤和肌肉之比。我们说太阳表现的平均温度约6000摄氏度，指的就是这一层。光球之外便是色球。平时由于地球大气把强烈的光球可见散射开，色球便被淹没在蓝天之中。只有在日全食的时候才有机会直接饱览色球红艳的姿容。太阳色球是充满磁场的等离子体层，厚约2500公里。其温度从里向外增加，与光球顶衔接的部分约4500摄氏度，到外层达几万摄氏度。密度则随高度增加而减低。整个色球层的结构不均匀，由于磁场的不稳定性，太阳高层大气经常产生爆发活动，产生耀斑现象。
太阳是一个炽热的“气体”球，它的表面温度为5700℃，每时每刻向四周空间放出巨大能量。据统计，每秒钟辐射出的总能量为3.82×10^33尔格(1尔格＝10^-7焦耳)，即为382亿亿亿瓦，而地球所得到的太阳能仅占其中的22亿分之一。
太阳的结构按物理性质来划分，大致可分为以下几层：
日冕：最外层的大气，温度超过摄氏100万度。日冕只有在日全食时才能看到。
光球：平常所看到的太阳表面，即光辉耀眼的圆盘面。光球的厚度不超过300千米，温度为5700℃，就是上面所说的太阳表面的平均温度。光球上有的地方温度较高，显得较亮，称为光斑；而有的地方温度相对较低，显得较暗，称为黑子。
色球层：光球之上的一层很簿的气层。其厚度约为几千千米，温度比光球略低。仔细观察，色球层是由无数火舌所组成。色球层有时会喷射出巨大的气柱，高达几万千米，甚至100多万千米，千姿百态，这种气柱称为日珥。
太阳内部：由表面层、较深层和核心所组成。太阳取之不尽、用之不竭的能量是由核心产生的。核心部分的直径约为30万千米，其压力达2000亿吨。在这种压力条件下，太阳中心的物质尽管处于气态状态，但它的密度却要比铅大12倍。这是由于太阳中心在高温控制下，氢和氦的原子完全电离，它们失去电子，几乎全是由原子核所组成。原子核与外围电子的间距相对来说是相当广阔的，而原子的质量几乎等于原子核的质量，因此，失去电子的原子核密集在一起，密度就很大。太阳核心物质尽管密度很高，但具有气体性质。这是由于太阳核心存在着不规则内部或涡流。
太阳内部温度高达摄氏5000万度，这是一个难以想象的高温。如果具有这样高温的1颗绿豆大小的物质放在地球表面，对我们的生活环境会有什么影响呢?英国著名的天文学家金斯对这个问题作了一次计算。结果他认为，假如人们在太阳中心取出1颗别针那么大的物质，放在地球表面，就能使站在150千米远的人活活烧死，而150千米相当于汉堡到汉诺威的距离。
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