ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƯỜNG ĐH SƯ PHẠM

BÀI TIỂU LUẬN
Đề tài:
MẶT TRỜI VÀ CÁC SAO

Người hướng dẫn: PGS.TS Vũ Thị Kim Liên
Môn: Thiên Văn Học
Sinh Viên : Ngô Thu Hồng
Lớp: Lý B K44
Thái nguyên 5/2011
Mục Lục
Mục lục 1
A. Mặt Trời 3
1. Cấu tạo của Mặt trời 3
a. Lõi 8
b. Vùng bức xạ 10
c. Vùng đối lưu 11
d. Quang quyển 12
e. Khí quyển 13
i. Hàn quyển 14
ii. Sắc quyển 14
iii. Vùng chuyển tiếp 14
iv. Vùng nhật hoa 15
v. Nhật quyển 16
2. Hằng số mặt trời 16
3. Thành phần hóa học 16
3.1. Các nguyên tố nhóm sắt bị ion hóa 17
3.2. Quan hệ sự phân tầng khối lượng giữa hành tinh và mặt trời 17
4. Cách xác định nhiệt độ mặt trời 18

5. Các hoạt động của mặt trời 18
5.1. Vết đen của mặt trời 18
5.2. Từ trường của mặt trời 19
6. Vị trí chuyển động trong dải ngân hà 20
7. Nguồn gốc năng lượng 22
8. Vấn đề nơtrino 22
9.Vòng đời của mặt trời 22
B. Các sao 25
1. giới thiệu chung 25
2.Phân loại 25
2.1. Phân loại theo lớp 26
2.2. Phân loại thành các dạng sao 26
3. Phân loại quang phổ của sao 28
3.1. phân loại quang phổ 28
3.2. biểu đồ H–R 29
4. thành phần hóa học 31
5. Các đạc trưng cơ bản của sao 31
5.1. Xác định kích thước của sao 31
5.2. Xác định khối lượng của sao 31
5.3. Xác định khoảng cách đến sao 32
6. Các sao biến quang 32
6.1. Sao biến quang do che khuất 33
6.2. Sao biến quang co nở 33
6.3. Sao biến quang đột biến – sao mới và sao siêu mới 33
7. Sao nơtron 34
8. Sự tiến hóa của các sao 35
8.1. Qúa trình hình thành 35
8.2. Qúa trình phát triển 37
8.3. Sự kết thúc của một ngôi sao 38
Tài liệu tham khảo 39

A. Mặt Trời
Giới thiệu: Mặt trời
Mặt trời là ngôi sao ở trung tâm hệ thống năng lượng mặt trời. Nó là
một ngôi sao gần chúng ta nhất và là điển hình của sao trên dải chính. Ngôi
sao mặt trời gần như hoàn toàn cầu và bao gồm nóng plasma đan xen với từ
trường. Trái Đất và các thiên thể khác như các hành tinh, tiểu hành tinh,
thiên thạch, sao chổi, và bụi quay quanh Mặt Trời. Khoảng cách trung bình
giữa Mặt Trời và Trái Đất xấp xỉ 149,6 triệu kilômét (1 đơn vị thiên văn AU)
nên ánh sáng Mặt Trời cần 8 phút 19 giây mới đến được Trái Đất. Trong một
năm, khoảng cách này thay đổi từ 147,1 triệu kilômét (0,9833 AU) ở điểm
cận nhật (khoảng ngày 3 tháng 1), tới xa nhất là 152,1 triệu kilômét (1,017
AU) ở điểm viễn nhật (khoảng ngày 4 tháng 7). Năng lượng Mặt Trời ở dạng
ánh sáng hỗ trợ cho hầu hết sự sống trên Trái Đất thông qua quá trình quang
hợp, và điều khiển khí hậu cũng như thời tiết trên Trái Đất. Thành phần của
Mặt Trời gồm hydro (khoảng 74% khối lượng, hay 92% thể tích), heli
(khoảng 24% khối lượng, 7% thể tích), và một lượng nhỏ các nguyên tố
khác, gồm sắt, nickel, oxy, silic, lưu huỳnh, magiê, carbon, neon, canxi, và
crom.
Mặt Trời có hạng quang phổ G2V. G2 có nghĩa nó có nhiệt độ bề mặt
xấp xỉ 5.778 K (5.505 °C) khiến nó có màu trắng, và thường có màu vàng
khi nhìn từ bề mặt Trái Đất bởi sự tán xạ khí quyển. Chính sự tán xạ này của
ánh sáng ở giới hạn cuối màu xanh của quang phổ khiến bầu trời có màu
xanh. Quang phổ Mặt Trời có chứa các đường ion hoá và kim loại trung tính
cũng như các đường hydro rất yếu. V (số 5 La Mã) trong lớp quang phổ thể
hiện rằng Mặt Trời, như hầu hết các ngôi sao khác, là một ngôi sao thuộc dãy
chính. Điều này có nghĩa nó tạo ra năng lượng bằng tổng hợp hạt nhân của
hạt nhân hydro thành heli. Có hơn 100 triệu ngôi sao lớp G2 trong Ngân Hà
của chúng ta. Từng bị coi là một ngôi sao nhỏ và khá tầm thường nhưng thực
tế theo hiểu biết hiện tại, Mặt Trời sáng hơn 85% các ngôi sao trong Ngân
Hà với đa số là các sao lùn đỏ.

Quầng nóng của Mặt Trời liên tục mở rộng trong không gian và tạo ra
gió Mặt Trời là các dòng hạt có vận tốc gấp 5 lần âm thanh - mở rộng nhật
mãn tới khoảng cách xấp xỉ 100 AU. Bong bóng trong môi trường liên sao
được hình thành bởi gió mặt trời, nhật quyển là cấu trúc liên tục lớn nhất
trong Hệ Mặt Trời.
Mặt Trời hiện đang đi xuyên qua đám mây Liên sao Địa phương trong
vùng Bóng Địa phương mật độ thấp của khí khuếch tán nhiệt độ cao, ở vành
trong của Nhánh Orion của Ngân Hà, giữa nhánh Perseus và nhánh
Sagittarius của ngân hà. Trong 50 hệ sao gần nhất bên trong 17 năm ánh
sáng từ Trái Đất, 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 chùm sao Cygnus và hoàn thành một vòng trong khoảng
225–250 triệu năm (một năm ngân hà). Tốc độ quỹ đạo của nó được cho
khoảng 220 ± 20, km/s nhưng một ước tính mới đưa ra con số 251km/s. Bởi
Ngân Hà của chúng ta đang di chuyển so với Màn bức xạ vi sóng vũ trụ
(CMB) theo hướng chòm sao Hydra với tốc độ 550 km/s, nên tốc độ chuyển
động của nó so với CMB là khoảng 370 km/s theo hướng chòm sao Crater
hay Leo.
Hình 1: Mặt trời nằm trong ngân hà
Các số liệu về mặt trời
1. Các dữ liệu trắc quan
Khoảng cách trung bình từ Trái Đất: 149,6 ×10
6
km (92,95×10
6
dặm)

Cấp sao biểu kiến: (V) −26,74
m
Cấp sao tuyệt đối: 4,83
m

Phân loại quang phổ: G2V
Độ kim loại: Z = 0,0177
Kích thước góc: 31,6′ - 32,7′
2. Các thông số quỹ đạo
Khoảng cách trung bình từ trung tâm Ngân Hà: 2,5×10
17
km (26.000 nas)
Chu kỳ trong Ngân Hà: ~ 2,25-2,50×10
8
năm
Vận tốc bay quanh tâm Ngân Hà: 217 km/s
3. Các thông số vật lý
Đường kính trung bình: 1,392 ×10
6
km (109 lần Trái Đất )
Độ dẹt: 9×10
-6

Diện tích bề mặt: 6,0877 ×10
12
km² (11.900 lần Trái Đất)
Thể tích: 1,4122 ×10
18
km³ (1.300.000 lần Trái Đất)
Khối lượng: 1,9891 ×10

30
kg (332.946 lần Trái Đất)
Tỷ trọng (trung bình): 1,408 g/cm³
Gia tốc trọng trường (tại bề mặt): 273,95 m s
-2
(27,9 g)
Vận tốc thoát ly: 617,54 km/s
Nhiệt độ bề mặt: 5.780 K
Nhiệt độ nhật hoa: 5 triệu K
Nhiệt độ tâm (ước tính): 13,6 triệu K
Độ sáng (L
S
): 3,846×10
26
W
Suất bức xạ (I
S
): 2,009×10
7
W m
-2
sr
-1

4. Các thông số tự quay
Độ nghiêng trục quay: 7,25° (tới mặt phẳng hoàng đạo) 67,23°(tới mặt
phẳng ngân hà)
Xích kinh tại cực bắc: 286,13°(19 h 4 m 31,2 s)
Xích vĩ tại cực bắc: 63,87°
Chu kỳ tự quay: 25,38 ngày

– tại 16 °: (25 ngày 9 h 7 ' 13 s)
– tại xích đạo: 25,05 ngày
– tại cực: 34,3 ngày
Vận tốc tự quay tại xích đạo: 7.284 km/h
5. Thành phần: Hiđrô 73,46%, Hêli 24,85%, Ôxy 0,77%, Cacbon 0,29%, Sắt
0,16%, Lưu huỳnh 0,12%, Neon 0,12%, Nitơ 0,09%, Silic 0,07%, Magiê 0,05%.
1. Cấu tạo của Mặt trời
Mặt Trời là một ngôi sao thuộc dãy chính màu vàng chiếm khoảng
99% tổng khối lượng Hệ Mặt Trời. Nó là một hình cầu gần hoàn hảo, chỉ 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). 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. Điều này được gọi là chuyển động không đồng tốc.
Chu kỳ của chuyển động thực này xấp xỉ 25,6 ngày ở xích đạo và 33,5 ngày
ở cực. Tuy nhiên, 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 là
khoảng 28 ngày. Hiệu ứng ly tâm của chuyển động chậm này yếu hơn 18
triệu lần so với lực hấp dẫn tại xích đạo Mặt Trời. Hiệu ứng thủy triều của
các hành tinh thậm chí còn yếu hơn, và không ảnh hưởng lớn tới hình dạng
Mặt Trời.
Mặt Trời là một sao nhóm I, nhóm sao có nhiều nguyên tố nặng. Sự
hình thành Mặt Trời có thể đã được bắt đầu từ các sóng chấn động từ một
hay nhiều siêu tân tinh bên cạnh. Lý thuyết này được đưa ra do sự phong phú
của nguyên tố nặng trong Hệ Mặt Trời, như vàng và uranium, nếu những sao
có nhiều nguyên tố này thì gọi là Sao nhóm II (ít nguyên tố nặng). Các
nguyên tố này theo khả năng có thể nhất 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.
Cấu trúc của Mặt Trời không có ranh giới cụ thể như những hành tinh
đá: ở phần phía ngoài của nó, mật độ các khí giảm gần như theo hàm mũ

theo khoảng cách từ tâm. Tuy nhiên, cấu trúc bên trong của nó được xác định
rõ ràng, như được miêu tả bên dưới. Bán kính Mặt Trời được đo từ tâm tới
cạnh ngoài quang quyển. Đây đơn giản là lớp mà bên trên nó các khí quá
lạnh hay quá mỏng để bức xạ một lượng ánh sáng đáng kể, và vì thế là bề
mặt dễ quan sát nhất bằng mắt thường.
Phía trong Mặt Trời không thể được quan sát trực tiếp và chính Mặt
Trời là vật chắn bức xạ điện từ. Tuy nhiên, tương tự 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 sử dụng các sóng ngoại âm đi xuyên qua phần
trong Mặt Trời để đo và hình dung cấu trúc bên 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.

Hình 2: Mô hình cấu trúc mặt trời
1. Lõi
2. Vùng bức xạ
3. Vùng đối lưu
4. Quang quyển
5. Sắc quyển
6. Quầng
7. Vết đen Mặt Trời
8. Đốm
9. Chỗ lồi lên
Hình 3: Cấu tạo của mặt trời
a. Lõi
Lõi của Mặt Trời được coi là chiếm khoảng 0,2 tới 0,25 bán kính Mặt
Trời. Nó 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). Đây là nơi các phản ứng hạt nhân tổng hợp hyđro để hình thành
Heli.

Hình 4: Lõi mặt trời
Những phân tích gần đây của phi vụ SOHO cho thấy tốc độ tự quay của lõi
cao hơn vùng bức xạ. Trong hầu hết 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) để biến hydro thành heli.
Hình 5: Dãy phản ứng p – p giải phóng bức xạ điện từ gamma, neutrino.
Chưa tới 2% heli được tạo ra trong Mặt Trời có từ chu trình CNO
(Cacbon-Nitơ-Ôxy). Lõi là vùng duy nhất trong Mặt Trời tạo ra một lượng
đáng kể nhiệt thông qua phản ứng tổng hợp: phần còn lại của ngôi sao được
đốt nóng bởi năng lượng truyền ra ngoài từ lõi. Tất cả 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.
Phản ứng hạt nhân tổng hợp hai nguyên tử Hyđro được kết hợp để tạo
ra nguyên tử Heli-4 và năng lượng theo các bước sau:
1. Hai proton kết hợp với nhau tạo ra một Đơ-te-ri (nguyên tử Hyđro kết hợp
với một nơtron), một pozitron (phần rất nhỏ của vật chất có điện tích dương
và có cùng khối lượng với electron) và một nơtrinô
2. Một proton kết hợp với một nguyên tử Đơ-te-ri để tạo ra một nguyên tử
Heli-3 (hai proton kết hợp với một nơtron) và một tia gam-ma.
3. Hai nguyên tử Heli-3 phản ứng với nhau tạo thành một Heli-4 (hai proton
và hai nơtron) và hai proton.
Những phản ứng này tạo ra 85% nguồn năng lượng Mặt trời. 15% còn
lại được tạo ra từ các phản ứng dưới đây:
1. Một nguyên tử Heli-3 và một nguyên tử Heli-4 kết hợp với nhau tạo thành
một nguyên tử Berili-7 (bốn proton và 3 nơtron) và một tia Gam-ma.
2. Một Berili-7 hút một electron để tạo thành một Lithi-7 (ba proton và bốn
nơtron) và một nơtrinô
3. Một Lithi-7 kết hợp với một proton tạo thành hai nguyên tử Heli-4.
Phản ứng tổng hợp hạt nhân có thể biểu diễn theo sơ đồ sau:

H1 + H1 → H2 + e + γ
H2 + H1 → He3 + γ
He3 + He3 → He4 + 2H1
Trong sơ đồ trên: H1 - hydro ( prôton); H2 - đơteri (đơtron) ; He3 , He4 là
các đồng vị của heli; e - electron; γ - b_c x_ gama.
Nguồn năng lượng được phát ra dưới nhiều dạng ánh sáng (tia cực tím,
các tia X, ánh sáng có thể nhìn thấy được, tia hồng ngoại, các sóng ngắn và
sóng radio). Mặt trời cũng phát ra các hạt mang năng lượng (nơtron và
proton) tạo ra gió Mặt trời. Nguồn năng lượng chiếu xuống Trái đất giúp
sưởi ấm hành tinh này, tác động lên sức khỏe của con người và cung cấp các
nguồn năng lượng cho đời sống. Chúng ta hầu như không bị các bức xạ và
gió Mặt trời làm hại bởi vì đã có bầu khí quyển bảo vệ.
Tốc độ phản ứng tổng hợp hạt nhân phụ thuộc nhiều vào mật độ và nhiệt
độ, vì tốc độ phản ứng tổng hợp hạt nhân diễn ra ở lõi trong trạng thái cân
bằng tự điều chỉnh: nếu tốc độ phản ứng hơi lớn hơn sẽ khiến lõi nóng lên
nhiều và hơi mở rộng chống lại trọng lượng của các lớp bên ngoài, làm giảm
tốc độ phản ứng và điều chỉnh sự nhiễu loạn; và nếu 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. Các 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, và sau đó tái phát xạ theo hướng ngẫu nhiên (và ở mức năng lượng
khá thấp)—vì thế cần một thời gian dài các bức xạ mới lên tới bề mặt Mặt
Trời. Những 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 tia gamma trong lõi Mặt Trời được chuyển thành
hàng triệu photon ánh sáng nhìn thấy được trước khi đi vào không gian. Các
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 lập tức. Trong nhiều

năm những đo đạc về số lượng neutrino do Mặt Trời tạo ra cho kết quả thấp
hơn các dự đoán lý thuyết khoảng 3 lần. Sự không nhất quán này gần đây đã
được giải quyết thông qua sự khám phá các hiệu ứng dao động neutrino. 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.
b. Vùng bức xạ
Trong vùng từ 0,25 tới khoảng 0,7 bán kính Mặt Trời chiếm 55% bán
kính mặt trời, vật liệu Mặt Trời đủ nóng và đặc đủ để bức xạ nhiệt chuyển
được nhiệt độ từ trong lõi ra ngoài. Trong vùng này không có đối lưu nhiệt;
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 và vì thế không thể gây ra sự đối lưu. 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 các ion khác. Các photon thực tế bật
lên rất nhiều lần xuyên qua vật chất đặc này tới mức một photon riêng lẻ mất
khoảng một triệu năm để tới được lớp bề mặt, và vì thế, năng lượng chuyển
ra ngoài rất chậm. Mật độ giảm sút hàng trăm lần (từ 20 g/cm³ xuống chỉ 0,2
g/cm³) từ đáy lên đỉnh vùng bức xạ.
Giữa vùng bức xạ và vùng đối lưu là một lớp chuyển tiếp được gọi là
tachocline. Đây là vùng 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 dẫn
tới 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,
dần biến mất 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, có giả thuyết cho rằng một
nguồn phát điện từ bên trong lớp này tạo ra từ trường của Mặt Trời.
Hình 6: Những vệt đen bức xạ Mặt Trời tạo ra những luồng hạt năng lượng
cao được biết với cái tên gió Mặt Trời. Gió Mặt Trời “thổi” đến Trái Đất và
tương tác điện từ với lớp bên ngoài của bầu khí quyển gây ra các xáo trộn về

thời tiết.
c. Vùng đối lưu
Trong lớp ngoài của Mặt Trời, từ bề mặt nó xuống xấp xỉ 200.000 km
(hay 70% bán kính Mặt Trời), plasma Mặt Trời không đủ đặc hay đủ nóng
để chuyển năng lượng nhiệt từ bên trong ra ngoài bằng bức xạ. Vì thế, đối
lưu nhiệt diễn ra khi các cột nhiệt mang vật liệu nóng ra bề mặt (quyển sáng)
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. Ở bề mặt nhìn thấy được của
Mặt Trời, 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).
Các cột nhiệt trong vùng đối lưu tạo nên một dấu vết trên Mặt Trời, dưới
hình thức hột mặt trời (solar granulation) và siêu hột. Sự hỗn loạn đối lưu
của bộ phận phía 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.
d. Quang quyển
Bề mặt nhìn thấy được của Mặt Trời hay quang quyển là lớp mà ở bên
dưới nó, Mặt Trời trở nên mờ đục với ánh sáng nhìn thấy được. Trên quang
quyển ánh sáng khả kiến của Mặt Trời tự do đi vào không gian, và năng
lượng của nó thoát hoàn toàn khỏi Mặt Trời. Sự thay đổi trong độ mờ đục
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 các electron
phản ứng với các nguyên tử hydro để tạo ra các ion H−. Quang quyển thực tế
dày từ hàng chục tới hàng trăm kilômét, mờ hơn chút ít so với không khí trên
Trái Đất. Bởi vì phần phía trên của quang quyển lạnh hơn phần phía dưới,
hình ảnh Mặt Trời hiện lên sáng hơn ở trung tâm so với ở cạnh hay rìa của
đĩa Mặt Trời, trong một hiện tượng được gọi là rìa tối. Ánh sáng Mặt Trời có
phổ gần giống với quang phổ vật đen cho thấy một nhiệt độ khoảng 6.000 K
(các vùng sâu có nhiệt độ tới 6.400 K trong khi những vùng nông hơn là

4.400 K), rải rác với các vạch hấp thụ nguyên tử từ các lớp loãng trên quang
quyển. Quang quyển có mật độ hạt ~1023/m3 (khoảng 1% mật độ hạt của
khí quyển Trái Đất ở mực nước biển).
Hình 7: Nhiệt độ hiệu quả, hay nhiệt độ vật đen của Mặt Trời (5.777 K) là
nhiệt độ của một vật thể đen với kích cỡ tương đương phải tạo ra cùng một
tổng năng lượng bức xạ.
Những nghiên cứu ban đầu về phổ quang học của quang quyển, một số
đường hấp thụ được tìm ra không tương ứng với bất kỳ một nguyên tố hoá
học nào từng biết trên Trái Đất khi ấy. Năm 1868, Norman Lockyer đưa ra
giả thuyết rằng các đường hấp thụ đó là bởi một nguyên tố mới mà ông gọi là
"heli", theo tên thần Mặt Trời Hy Lạp Helios. Mãi 25 năm sau, heli mới
được phân lập trên Trái Đất.
e. Khí quyển
Các phần bên trên quang quyển của Mặt Trời được gọi chung là khí quyển
Mặt Trời. Chúng có thể được quan sát bằng kính viễn vọng trên toàn bộ dãy
phổ điện từ, từ sóng radio qua ánh sáng nhìn thấy được tới tia gamma, và
gồm năm vùng chính: nhiệt độ tối thiểu, sắc quyển, vùng chuyển tiếp, vành
nhật hoa, và nhật quyển. Nhật quyển, có thể được coi 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. Sắc quyển, vùng chuyển tiếp
và vành nhật hoa nóng hơn nhiều so với bề mặt Mặt Trời. Lý do giải thích
việc này vẫn chưa rõ ràng, bằng chứng cho thấy rằng các sóng Alfvén có thể
có đủ năng lượng để làm nóng vành nhật hoa.
i. Hàn quyển
Lớp lạnh nhất của Mặt Trời là vùng nhiệt độ tối thiểu nằm cách khoảng
500 km bên trên quang quyển, với nhiệt độ cỡ 4.100 K. Phần này của Mặt
Trời đủ lạnh để tồn tại các phân tử như carbon monoxide và nước, có thể
được phát hiện bởi quang phổ hấp thụ của chúng.
ii. Sắc quyển

Bên trên lớp nhiệt độ tối thiểu là một lớp dày khoảng 2.000 km, chủ
yếu là quang phổ của các đường hấp thụ và phát xạ. Nó được gọi là sắc
quyển bắt nguồn từ từ chroma của Hy Lạp, có nghĩa màu sắc, bởi sắc quyển
nhìn thấy được như một ánh sáng có màu ở đầu và cuối của các lần nhật thực
toàn phần. Nhiệt độ của sắc quyển tăng dần cùng với độ cao, lên khoảng
20.000 K ở gần đỉnh. Ở phần phía trên của sắc quyển heli bị ion hoá một
phần.
Được Kính Viễn vọng Quang học Mặt Trời của Hinode chụp ngày 12 tháng
1 năm 2007, hình ảnh Mặt Trời này cho thấy tình trạng sợi nhỏ của plasma
liên kết các vùng phân cực từ tính khác nhau.
Hình 8: Quyển sắc đươc vệ tinh Hinode gửi về ngày 12/1/2007
iii. Vùng chuyển tiếp
Bên trên sắc quyển có một vùng chuyển tiếp mỏng (khoảng 200 km)
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 vành nhật hoa. Nhiệt độ gia tăng dễ dàng
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 vậy, nó hình thành một kiểu quầng với các đặc tính
kiểu sắc quyển như gai và sợi, và luôn chuyển động hỗn loạn. Vùng chuyển
tiếp không dễ được quan sát thấy từ bề mặt Trái Đất, mà thực tế chỉ có thể
được quan sát thấy từ vũ trụ bằng các dụng cụ nhạy cảm với thành phần siêu
cực tím của quang phổ.
iv. Vành nhật hoa
Vành nhật hoa là vành ánh sáng phát ra từ không gian xung quanh Mặt
Trời. Vùng này có mật độ vật chất thấp, tán xạ bức xạ điện từ từ Mặt Trời, và
tạo ra ánh sáng yếu, có thể quan sát khi bản thân Mặt Trời bị che khuất trong
nhật thực toàn phần.
Hình 9: Vành nhật hoa
Hầu hết ánh sáng Mặt Trời được tán xạ về phía Trái Đất trong nhật thực
toàn phần là bởi các electron tự do trong vùng nhật hoa. Các electron tự do bị

bật ra khỏi các nguyên tử hiđrô bởi các vụ va chạm. Từ độ sáng của ánh sáng
Mặt Trời bị tán xạ, có thể tính được mật độ của electron và của các proton
trong vành nhật hoa. Với một phần điển hình của vành nhật hoa, mật độ khí
có thể đạt 10
-6
mật độ quang quyển, mật độ giảm dần ở phía ngoài.
Một phần khác của bức xạ từ vành nhật hoa là sự phát xạ, ở những bước
sóng xác định, từ các nguyên tử bị ion hóa cao độ, như các ion sắt mất 8 đến
12 electron. Các nguyên tử bị ion hóa cao như vậy là do nhiệt độ của vành
nhật hoa cao hơn 10
6
K. Gần như tất cả hiđrô đều bị ion hóa ở nhiệt độ này.
Ở nhiệt độ này, hầu hết các photon phát xạ là tia X. Bởi vậy hình ảnh của
vành nhật hoa có thể thu được bằng cách sử dụng một camera tia X. Vì tia X
không xuyên qua khí quyển Trái Đất nên camera tia X phải được đặt trong
vũ trụ.
Vành nhật hoa được chia thành 3 phần. Vành K (K để chỉ continuum
= liên tục) có mặt phân cách trực tiếp với quyển màu và được tạo ra bởi ánh
sáng Mặt Trời đang phân tán các electron. Vành E (E để chỉ emission = bức
xạ) chứa nhiều canxi và sắt. Vành F (F để chỉ Fraunhofer) được tạo ra bởi
ánh sáng Mặt Trời đang dồn đuổi các hạt bụi.
Các quan sát vành nhật hoa trong tia X cho thấy khí nóng ở vành nhật hoa
không được phân bố một cách đồng đều mà được sắp xếp trong các vòng.
Các khí này tồn tại trong trạng thái cân bằng giữa lực điện từ đẩy khí lên và
lực hấp dẫn hút khí vào trong lòng Mặt Trời. Lực điện từ phụ thuộc vào từ
trường Mặt Trời, do đó liên quan đến các vết đen Mặt Trời và những vùng
lân cận của chúng.
v. Nhật quyển
Nhật quyển là khoảng trống xung quanh Mặt Trời, 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 ngoài của Hệ Mặt Trời. Biên giới phía trong của nó
được xác định là lớp mà tại đó dòng gió Mặt Trời trở nên superalfvénic — có
nghĩa là nơi dòng chảy trở nên nhanh hơn tốc độ của sóng Alfvén. Sự nhiễu
loạn và các lực động lực học bên ngoài biên giới này không thể ảnh hưởng
tới hình dạng của quầng Mặt Trời bên trong, bởi thông tin chỉ có thể di
chuyển với tốc độ của các sóng Alfvén. Gió Mặt Trời đi ra bên ngoài liên tục
xuyên qua Nhật quyển, hình thành nên trường điện từ Mặt Trời bên trong
hình dạng xoắn ốc, cho tới khi nó va chạm với nhật mãn với khoảng cách
hơn 50 AU từ Mặt Trời. Tháng 12 năm 2004, tàu vũ trụ Voyager 1 đã vượt
qua một dải chấn được cho là một phần của nhật mãn. Cả hai tàu Voyager
đều ghi nhận mức độ hạt năng lượng cao khi chúng tiếp cận biên giới.
2. Hằng số mặt trời
Người ta theo dõi năng lượng bức xạ của mặt trời thông qua việc xác định
một đại lượng gọi là hằng số mặt trời.
Hằng số mặt trời là năng lượng bức xạ toàn phần của mặt trời truyền
thẳng góc đến một diện tích 1cm
2
ở khoảng cách bằng nhau khoảng cách
trung bình từ mặt trời đến trái đất trong 1 min.
Đo hằng số mặt trời rất phức tạp. Người ta phải đo nhiều lần bằng nhiều
phương pháp khác nhau thông qua hai loại dụng cụ: nhật xạ kế và quang phổ
kế. Các kết quả đo phải được hiệu chỉnh phần hấp thụ của khí quyển và quy
về khoảng cách trung bình đến trái đất.
Những lần đo gần đây bằng các dụng cụ đặt trong các tên lửa vũ trụ
khẳng định giá trị đã đo được từ vài thế kỉ qua: Q = 1,95 calo/cm
2
.phút =
4,18.1,95 J/cm
2
.phút.

3. Thành phần hóa học
Mặt Trời được cấu tạo chủ yếu bởi các nguyên tố hydro và heli, các
nguyên tố này chiếm tương ứng 74,9% và 23,8% khối lượng của Mặt Trời
trong quang quyển. Các nguyên tố nặng hơn được gọi là kim loại trong thiên
văn học, chiếm ít hơn 2% khối lượng Mặt Trời. Trong 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 thừa hưởng các nguyên tố từ vật chất
giữa các sao khi nó hình thành: hydro và heli trong Mặt Trời được tạo ra từ
tổng hợp hạt nhân Big Bang. Các kim loại này được tạo ra bởi tổng hợp hạt
nhân sao khi kết thúc quá trình tiến hóa sao và trả các 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. Tuy nhiên, khi Mặt Trời hình thành, heli và các
nguyên tố nặng tích tụ trong quang quyển. Do đó, quang quyển ngày nay
chứa ít heli và chỉ có khoảng 84% các nguyên tố nặng so với sao tổ tiên; sao
tổ tiên có 71,1% hydro, 27,4% heli, và 1,5% kim loại.
Bên trong Mặt Trời, các phản ứng tổng hợp hạt nhân làm biến đổi thành
phần của nó do hidro biến thành heli, vì vậy phần trong cùng nhất của Mặt
Trời hiện tại chỉ có khoảng 60% heli, còn hàm lượng kim loại phổ biến thì
không đổi. Do phần bên trong Mặt Trời có hoạt động phóng xạ, chứ không
phải đối lưu (xem cấu trúc ở trên), nên không có sản phẩm tổng hợp hạt nhân
nào từ lõi đi vào quang quyển.
Các nguyên tố nặng phổ biến trong Mặt Trời mô tả bên trên được đo
đạc đồng thời bằng quang phổ trong quang quyển và bằng các vật chất trong
thiên thạch không bị nung chảy. Các thiên thạch này được cho 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 được nhiều người đồng ý nhất.
3.1. Các nguyên tố nhóm sắt bị ion hóa
Trong thập niên 1970, nhiều nghiên cứu tập trung vào sự phong phú của

các nguyên tố nhóm sắt trong Mặt Trời. Mặc dù các nghiên cứu này mang lại
nhiều ý nghĩa, nhưng 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 do các cấu
trúc siêu mịn của chúng.
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 vào thập niên 1960,
và được nâng cấp vào năm 1976. Năm 1978, sự phong phú về các nguyên tố
thuộc nhóm sắt bị ion hóa đã được nhận dạng.
3.2. Quan hệ sự phân tầng khối lượng giữa hành tinh và mặt trời
Nhiều tác giả 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. Tuy nhiên, 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 và
ít nhất là đến năm 1983. Năm 1983, người ta cho rằng có sự phân tầng trên
Mặt Trời, chính vì vậy 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.
4. Cách xác định nhiệt độ của mặt trời
Nếu xem quang cầu của mặt trời bức xạ như một vật đen tuyệt đối thì
nhiệt độ của nó được xác định theo các phương pháp:
• Xác định theo công thức Stefan – Bolzoman:
ɛ = σ.T
4
Với ɛ =
2
4 R
W
Π
=
2

26
4
10.9,3
R
W
Π
công suất bức xạ trên một đơn vị diện tích mặt
quang cầu.
R bán kính quang cầu ( R= 6,96.10
6
km)
⇒
T = 5760 K
• Xác định theo định luật Định Luật Vien:
=T
max
λ
b
Với
max
λ
= 0,4738
m
µ
= 4,738.10
–7
m
⇒
T = 6000 K
Gía trị nhiệt độ quang cầu thu được từ 2 phương pháp trên không hoàn bằng

nhau vì mặt trời bức xạ không hoàn toàn như 1 vật đen lý tưởng.
5. Các hoạt động của mặt trời
a. Vết đen của mặt trời
Vết đen Mặt Trời là các khu vực tối trên bề mặt Mặt Trời. Độ sáng bề
mặt của vết đen vào khoảng 1/4 độ sáng của những vùng xung quanh (độ
sáng này là rất nguy hiểm đối với mắt người). Nguyên nhân xuất hiện vết
đen là do nhiệt độ của chúng thấp hơn các vùng xung quanh (nhiệt độ vết
đen vào khoảng 4000 đến 5000 K, theo định luật Stefan-Boltzmann, trong
khi vùng xung quanh vào khoảng 6000 K), một hiện tượng gây ra bởi các
biến đổi từ trường rất mạnh trên Mặt Trời. Trong quá trình phát triển, từ
trường của vết đen cũng tăng dần.
Hình 10: Vùng hoạt động mạnh mang số hiệu 9393 chụp bởi máy MDI trên
vệ tinh SOHO cho thấy những nhóm vết đen lớn. Ngày 30 tháng 3 năm
2001, diện tích của các nhóm vết đen này trải rộng gấp 13 lần diện tích bề
mặt của Trái Đất. Chúng là nguồn phóng ra nhiều cuộn lửa, trong đó có cuộn
lửa lớn nhất từng thấy trong 25 năm trước đó, phóng vào ngày 2 tháng 4
2001. Từ trường rất mạnh nằm sâu bên dưới vết đen, làm chúng nguội hơn
so với các vùng lân cận, và do đó trông tối hơn.
Chu kỳ xuất hiện vết đen vào khoảng xấp xỉ 11 năm.
Hình 11: Số liệu đo đạc chu kỳ mặt trời thay đổi trong vòng 30 năm gần đây
Vết đen thường xuất hiện thành từng nhóm đặc biệt là các nhóm đôi, từ
trường của các nhóm đôi thường khác cực. Những vết đen rộng nhất, đường
kính vào cỡ 10
4
km, tồn tại khoảng 2 tháng, còn hầu hết các vết đen chỉ tồn
tại vài ngày sau đó được thay thế bởi các vết đen khác.
Sự phân bố vết đen chủ yếu tập trung trong phạm vi từ 8 độ đến 35 độ hai
bên đường xích đạo của Mặt trời.
Hình 12: Lịch sử quan sát các vết đen mặt trời trong vòng 250 năm gần đây,
cho thấy chu kỳ mặt trời khoảng ~11 năm

b. Từ trường của mặt trời
Mặt Trời là một sao có hoạt động của từ trường. Nó có từ trường biến
đổi mạnh mẽ hàng năm và đổi hướng sau mỗi 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, và các bức xạ
trong gió Mặt Trời, chúng mang vật chất vào trong hệ Mặt Trời. Các ảnh
hưởng của hoạt động bức xạ này lên Trái Đất như cực quang ở các vĩ độ
trung bình đến cao, và sự gián đoạn việc truyền sóng radio và điện năng.
Hoạt động của Mặt Trời được cho là có vai trò quan rất lớn trong sự hình
thành và tiến hóa của hệ Mặt Trời và làm thay đổi cấu trúc tầng điện ly của
Trái Đất.
Tất cả vật chất trong Mặt Trời đều ở thể khí và plasma do có nhiệt độ
cao. 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 các vĩ độ của Mặt Trời tạo ra các đường sức
từ xoắn vào nhau theo thời gian, tạo ra các vòng hoa từ tường phun ra từ bề
mặt của Mặt Trời và tạo ra các vết đen Mặt Trời và các tai lửa Mặt Trời
(xem sự nối lại từ trường). Sự xoắn vào nhau này làm tăng solar dynamo
(quá trình phát sinh từ trường của Mặt Trời) và gây ra sự đảo từ của Mặt
Trời theo chu kỳ 11 năm.
Hình 13: Nguồn plasma giao nhau giữa các vùng hoạt động từ trường mạnh
Từ trường của Mặt Trời mở rộng ra 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. Vì plasma chỉ có thể chuyển động trên
các đường sức từ, từ trường giữa các hành tinh được mở rộng xuyên tâm từ
Mặt Trời ra ngoài không gian. Do trường từ ở 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 được gọi là dải dòng điện nhật quyển
(heliospheric current sheet). Ở khoảng cách lớn, sự quay của Mặt Trời xoắn
từ trường và dải dòng này thành cấu trúc giống xoắn ốc Archimedes gọi là

xoắn ốc Parker. Từ trường giữa các 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.
Tuy nhiên, theo các thăm dò từ tàu không gian cho thấy từ trường giữa các
hành tinh ở vị trí của Trái Đất cao hơn khoảng 100 lần so với con số trên,
vào khoảng 5 nT.
6. Vị trí và chuyển động trong dải ngân hà
Sự chuyển động của Mặt Trời liên quan đến khối tâm của hệ Mặt Trời trở
nên phức tạp do các nhiễu loạn từ các hành tinh. Cứ mỗi vài trăm năm
chuyển động này lại thay đổi giữa cùng hướng và ngược hướng với các thiên
thể khác.

Mặt Trời nằm gần rìa trong của nhánh Orion của Ngân Hà, trong
đám mây liên sao Địa phương hoặc vành đai Gould, với khoảng cách giả
thuyết 7,5–8,5 kpc (25.000–28.000 năm ánh sáng) tính từ tâm Ngân Hà, 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 Perseus 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 Hercules, 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
Alph Centauri, hệ sao gần nhất, Mặt Trời sẽ xuất hiện trong chòm sao
Cassiopeia.
Quỹ đạo của Mặt Trời xung quanh Ngân Hà được cho là dạng elip có
một chút nhiễu do các nhánh xoắn ốc và sự phân bố khối lượng không đồng
nhất của thiên hà. Thêm vào đó, Mặt Trời dao động lên và xuống so với mặt
phẳng thiên hà khoảng 2,7 lần trong một quỹ đạo. Đều này tương tự với một
dao động điều hòa đơn giản không có lực kéo nào. Đã từng có trang 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). Hệ Mặt Trời mất khoảng 225–
250 triệu năm để hoàn thiện một vòng quỹ đạo của nó trong Ngân Hà (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. Vận tốc quỹ đạo của hệ Mặt
Trời so với tâm của Ngân Hà 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.
7. Nguồn gốc năng lượng mặt trời
Năng lượng Mặt Trời là năng lượng của dòng bức xạ điện từ xuất phát
từ Mặt Trời, cộng với một phần nhỏ năng lượng của các hạt hạ nguyên tử
khác phóng ra từ ngôi sao này. Dòng năng lượng này sẽ tiếp tục phát ra cho
đến khi phản ứng hạt nhân trên Mặt Trời hết nhiên liệu, vào khoảng 5 tỷ năm
nữa.
Năng lượng bức xạ điện từ của Mặt Trời tập trung tại vùng quang phổ nhìn
thấy. Mỗi giây trôi qua, Mặt Trời giải phóng ra không gian xung quanh
3,827×10
26
joule.
8. Vấn đề notrino của mặt trời
Trong một vài năm số lượng nơtrino electron Mặt Trời được phát hiện
trên Trái Đất từ
1
⁄
3
đến
1
⁄
2

so với số lượng dự đoán bằng Mô hình Mặt Trời
tiêu chuẩn. Kết quả bất thường này được đặt tên là vấn đề nơtrino Mặt Trời.
Các giả thuyết đưa ra để giải quyết vấn đề này hoặc là sự giảm nhiệt độ bên
trong Mặt Trời làm cho dòng nơtrino thấp hơn, hoặc là khẳng định rằng các
nơtrino electron có thể dao động liên quan đến các nơrino tau và nơtrino
muon, mà hai loại này không thể nhận biết được khi chúng chuyển động giữa
Mặt Trời và Trái Đất. Một vài quan sát về nơtrino đã bắt đầu thực hiện trong
thập niên 1980 để đo dòng nơtrino Mặt Trời với độ chính xác có thể, bao
gồm Đài quan sát Neutrino Sudbury và Kamiokande. Các kết quả cho thấy
các nơtrinos có khối lượng tĩnh rất nhỏ và thực tế là có sự dao động. Ngoài
ra, vào năm 2001 dự án Đài quan sát Neutrino Sudbury đã có thể nhận dạng
3 loại nơtrino một cách trực tiếp, và thấy rằng tốc độ phát xạ tổng số các
nơtrino của Mặt Trời phù hợp với Mô hình Mặt Trời tiêu chuẩn, mặc dù nó
phụ thuộc vào năng lượng nơtrino làm cho có 1/3 nơtrino được phát hiện trên
Trái Đất là loại nơtrino 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.
9. Vòng đời của mặt trời
Mặt Trời được hình thành cách đây khoảng 4,57 tỉ năm khi đám mây
phân tử hydro sụp đổ. Sự hình thành Mặt Trời được định tuổi theo 2 cách:
tuổi chuỗi sự kiện chính hiện tại của Mặt Trời được xác định thông qua các
mô hình máy tính của sự kiện tiến hóa sao và niên đại học phóng xạ hạt nhân
vào khoảng 4,57 tỉ năm. Trong khi phương pháp định tuổi bằng đồng vị
phóng xạ của các vật liệu cổ nhất từ hệ Mặt Trời vào khoảng 4,567 tỉ năm.
Mặt Trời hiện đã tồn tại nửa vòng đời của nó theo các tiến hóa của chuỗi sự
kiện chính, trong khi các phản ứng tổng hợp hạt nhân trong lõi của nó
chuyển hydro thành heli. Mỗi giây có hơn 4 triệu tấn vật chất trong lõi của
Mặt Trời được chuyển thành năng lượng, tạo ra neutrino và các dạng bức xạ
năng lượng Mặt Trời. Với tốc độ này cho đến nay, Mặt Trời đã chuyển đổi

khoảng 100 lần khối lượng vật chất Trái Đất thành năng lượng. Mặt Trời sẽ
mất tổng cộng khoảng 10 tỉ năm để kết thúc sự tồn tại của nó trước khi trở
thành sao lùn trắng.
Kết quả của sự tăng cường nguyên tử heli một cách từ từ trong lõi của Mặt
Trời, độ sáng của ngôi sao này đang từ từ tăng lên. Độ sáng của Mặt Trời sẽ
tăng 10% trong 1,1 tỷ năm tới, 40% sau 3,5 tỷ năm.
Mặt Trời không có khối lượng đủ lớn để kết thúc vòng đời bằng một vụ nổ
tung như siêu tân tinh. Ngược lại, trong vòng 4-5 tỷ năm tới nó sẽ đi tới trạng
thái sao khổng lồ đỏ của mình, diễn ra khi nguồn hiđrô trong lõi cạn kiệt.
Sau đó nó bắt đầu phun trào hêli 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. Các 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. Tuy nhiên, theo thời gian, khi đạt tới gần một sao
khổng lồ đỏ, Mặt Trời sẽ mất đi khoảng 30% khối lượng hiện tại do gió Sao,
vì thế các quỹ đạo của các hành tinh sẽ dần chuyển động ra xa. Nếu như thế
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 Trái Đất sẽ bị Mặt
Trời "nuốt chửng" do các tương tác thủy triều.
Thậm chí nếu Trái Đất thoát khỏi ảnh hưởng của Mặt Trời, tất cả nước sẽ bị
bốc hơi và hầu hết khí trong khí quyển sẽ thoát vào không gian. Trong
trường hợp Mặt Trời còn nằm trong chuỗi sự kiện chính, nó sẽ tỏa sáng hơn
một cách từ từ (khoảng 10% mỗi một tỉ năm), và nhiệt độ bề mặt của nó sẽ
tăng một cách chậm chạp. Mặt Trời từng là một yếu tố mờ nhạt trong quá
khứ của nó, đó cũng là lý do có thể hợp lý để giải thích sự sống trên Trái Đất
chỉ tồn tại khoảng 1 tỉ năm trên đất liền. Nhiệt độ Mặt Trời gia tăng đã diễn
ra trong khoảng 1 tỉ năm, bề mặt Trái Đất sẽ trở nên rất nóng để nước có thể
tồn tại ở dạng lỏng và kết thúc tất cả sự sống trái đất.
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. Mặt Trời sau đó sẽ trở
thành sao lùn trắng, nguội dần đi vĩnh viễn. Kịch bản tiến hóa sao này là rất
điển hình đối với những 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 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.
1. 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.
2. Hình thành Mặt Trời:
1. 0 - 0,1x10
6
năm: Loạt bức xạ siêu tân tinh lân cận kích hoạt tạo ra các vùng
đậm đặc vật chất trong đám mây phân tử
2. 0,1x10
6
- 50x10
6
năm: Mặt Trời lúc này có dạng khởi thủy sao T-Tauri
1. 0,1x10
6
- 10x10
6
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.
2. 10x10

6
- 100x10
6
triệu năm: Hình thành các hành tinh kiểu
đất đá vòng trong. Xuất hiện các va chạm lớn. Nước hình thành trên Trái Đất
3. Tiến trình chính: Mặt Trời bắt đầu ổn định
1. 200x10
6
năm: Đá cổ xưa nhất trên Trái Đất (đã quan sát thấy) hình
thành.
2. 500 - 600x10
6
năm: Cộng hưởng hấp dẫn do Sao Mộc và Sao Thổ
đã kéo sao Hải Vương về phía đĩa Kuiper. Một loạt các vụ va chạm giữa các
thiên thể đã xảy ra thời kỳ này
3. 800x10
6
năm: Mầm mống sự sống xuất hiện trên Trái Đất.
4. 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.
5. 6 tỉ năm: Biên bề mặt Mặt Trời có thể mở rộng vượt quá quỹ đạo
Trái Đất tới quỹ đạo sao Hỏa.
6. 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.
4. Hậu tiến trình chính, từ năm 10 tỉ - 12 tỉ: Giai đoạn sao khổng lồ đỏ theo
tiến trình Hertzsprung-Russell.
1. 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 2600 K). Với kích thước cực kì lớn, Mặt
Trời sẽ nuốt trọn sao Thủy và có thể cả sao Kim và Trái Đất.
2. 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
5. Tàn dư: Giai đoạn sao lùn trắng
1. Ngoài 12 tỉ năm: Sao lùn trắng cạn kiệt dần năng lượng, nguội đi và
trở thành sao lùn đen
2. 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.
B. Các Sao
1. Giới thiệu chung
Một ngôi sao là một thiên thể chứa chủ yếu vật chất ở trạng thái plasma, khối
lượng khoảng từ 1029 đến 1040 kg, duy trì ở nhiệt độ hàng nghìn độ K, do
đó tỏa ra bức xạ vật đen tương ứng có cực đại trong phổ nhìn thấy đến UV