太陽
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第7單元：太陽系適居帶
主要教學內容：
適居帶（Habitable Zone）是指圍繞恆星的一個特定區域，在這個區域內，行星表面可能存在液態水，而液態水被認為是目前已知生命形式不可或缺的條件之一。在這個區域中，行星接收到恆星的輻射能量適中，表面溫度適宜，能夠支持液態水的存在。如果行星太靠近恆星，水可能因高溫而蒸發；太遠則可能因低溫而結冰，皆不利於生命生存。適居帶的範圍受多種因素影響，例如恆星的亮度和溫度、行星的大氣組成與質量等物理特性。隨著恆星性質的變化，適居帶的位置與範圍也會有所不同。
太陽系適居帶的範圍
太陽是一顆 G2V 型的主序星，表面溫度約為攝氏 5,500 度，輻射能量穩定，因此太陽系的適居帶（Habitable Zone）範圍相對明確。根據目前的研究，太陽系的適居帶大約介於 0.95 至 1.37 天文單位（au） 之間（1 au 約為 1.5 億公里），在此距離範圍內，行星表面有可能維持液態水的存在。
適居帶並非靜態不變，會隨著太陽亮度的變化而逐漸向外擴展。模擬研究指出，大約在 10 億年後，地球可能因太陽變亮而過熱，失去液態水；而目前稍遠於適居帶外緣的火星，則可能進入適居帶之中。
下圖示意太陽系中三顆行星與適居帶的關係，綠色帶狀區域為適居帶，表示太陽能量最適中的區域，可能支持液態水的存在。
- 金星（Venus）：距離太陽約 0.72 AU，雖接近適居帶內緣，但因濃厚二氧化碳大氣導致強烈溫室效應，表面溫度高達約攝氏 460 度，無法支持液態水。
- 地球（Earth）：距太陽 1 AU，正好位於適居帶中央，是目前唯一已知穩定擁有液態水的行星。
- 火星（Mars）：距太陽約 1.52 AU，略超出適居帶外緣，目前環境寒冷乾燥，但早期可能曾有液態水存在，具有重要研究價值。
圖說：太陽系的適居帶。（未依照行星的實際距離及大小比例繪製。）
拓展對生命可能性的認識
適居帶的研究不僅有助於我們理解地球生命形成的條件，也提供探索太陽系以外潛在宜居行星的重要依據。隨著觀測技術持續發展，未來我們有望發現更多位於其他恆星周圍適居帶內的行星與衛星，進一步拓展對宇宙生命可能性的認識。
評量 Evaluation 1: 請問太陽系適居帶的範圍?
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