太陽的結(jié)構(gòu)與原理

? ? ? ?太陽是一顆由等離子氣體氫氦包括少數(shù)較重的元素等離子氣體組成的恒星,距離地球1.5億公里,質(zhì)量約地球的33萬倍,體積是地球的130萬倍,表面平均溫度5800℃是顆黃矮星,光譜為:G2V,是太陽質(zhì)量體積溫度最大的太陽系中心天體,質(zhì)量達到太陽系的99.8%但他在銀河系乃至宇宙是渺小的,他只是具有和普通恒星一樣可以發(fā)光發(fā)熱的恒星,來看一下他的運作原理和結(jié)構(gòu)。
? 太陽由內(nèi)到外分為核心區(qū),輻射區(qū),對流區(qū)。
大氣由外到內(nèi)分為日冕層,色球?qū)?,光球?qū)印?/p>
?? 核心區(qū)?:核心區(qū)是太陽最重要的結(jié)構(gòu),直徑約太陽的4分之1,但它是太陽核聚變的主要場所,壓力與密度足以讓核心發(fā)生聚變,據(jù)統(tǒng)計,核心密度平均達到水的150倍 ,溫度約1500萬℃溫度最高的區(qū)域,且太陽每秒將3.6*10∧38次方的氫原子聚變成氦相當(dāng)于9.1*10∧16噸tnt爆炸的能量,并將能量傳輸?shù)酵鈱涌臻g,比如可見光和不可見光,如x射線,伽馬射線。但它們由于要經(jīng)過物質(zhì)間的傳輸問題,面臨著被其他原子吸收的風(fēng)險,因此太陽的光子們一般需要長達5000萬年才能發(fā)射到表面,就算這顆光子是dream或者足夠幸運最少也得1700萬年左右。就算是每一個從原子的電子降軌道或質(zhì)子聚變產(chǎn)生的高能電磁波粒子,到太空就成了可見光和紅外線。就好比我們的人生需要經(jīng)歷多條曲折才能達到理想的成功。這些能量加熱了核心包括外層和陽外空間。
? ? ? ?但太陽產(chǎn)生的中微子是個例外,他們幾乎不與任何物質(zhì)發(fā)生電磁作用,這意味著他們可以與費米子發(fā)生穿?,F(xiàn)象,很少會遇到物質(zhì)之間的航行問題幾乎可以很快到太陽表面!但許多年來,測量中微子數(shù)遠遠低于理論預(yù)測,便產(chǎn)生“中微子問題”知道最近才由中微子震蕩的理解才能解決這個問題。
? ? ? ? 太陽的核心與其他恒星都有一個共同的性質(zhì)他們在主序星階段,據(jù)測量每次大小收縮的變化都比較微小,但大自然需要這么做才能是恒星保持平衡:由于周圍壓力的影響,恒星核心會慢慢縮小,但密度慢慢變大,聚變率略微提高,聚變加速了恒星釋放熱量的效率,產(chǎn)生熱膨脹,這些熱膨脹將大于恒星所受自身的引力,并向外擴展當(dāng)密度略低了熱量產(chǎn)生少了,和慢慢冷卻收縮直到加速核聚變再膨脹再收縮不斷維持著太陽的動態(tài)平衡。但太陽終有一天氫燃料會耗盡,由于氦燃料本身就不比原來的氫燃料多,開始不斷收縮繼續(xù)聚變氦物質(zhì),少數(shù)情況下會聚變成鋰硼氮碳氧等物質(zhì)。
? ? ? ? 輻射區(qū):從太陽半徑0.25~0.84R算出來厚度達到太陽的61%,這個區(qū)域被稱為輻射區(qū),輻射區(qū)通過核心產(chǎn)生的能量將他們傳輸過
去,自身的重力和輻射壓將輻射區(qū)保持動態(tài)平衡。但如果恒星生命開始垂危。如果你們玩過王者榮耀,應(yīng)該很熟,相當(dāng)于拉團戰(zhàn)。大量氫轉(zhuǎn)變?yōu)楹?,雖然聚變的氦不比原來的氫多,但聚變時能量很大,導(dǎo)致輻射區(qū)出現(xiàn)異常開始熱膨脹,說白了紅方是輻射壓,藍方是重力,藍方見紅方不行就進攻紅方雙方的平衡將被打破,這可惹怒紅方,紅方開始暴走瘋狂向外擴張勢力,導(dǎo)致太陽開始大大膨脹吞噬了水星變成了紅巨星。但紅方氦聚變又不行,藍方見狀又反攻回去。不過根據(jù)黃矮星的生命周期,雙方暫時和平相處,成了紅團族局面。當(dāng)紅方不行時藍方又看見眼前利益奪回他的王位紅方也不干落后開始反擊,輻射壓變大將核心壓縮將外層空間膨脹。當(dāng)紅方又不行藍方繼續(xù)往內(nèi)退,重復(fù)這件事就是我們熟知的AGB階段,由于AGB因為恒星的慣性拋灑的物質(zhì)包括太陽風(fēng)逃逸到外層空間。太陽系剩下的7大行星受到太陽風(fēng)和其他物質(zhì)的作用被往外退。 不過金星還是離得太近被太陽吸引住被生吞。至于地球命運不得而知。恒星進一步拋灑物質(zhì)直到剩下電子原子簡并態(tài)的內(nèi)核,我們熟知的白矮星,在這華麗的表演,太陽系被籠罩在行星狀星云中。
? ? ? ? 不過好在這種平衡對于人類和生物來說會持續(xù)很久不用擔(dān)心,只要人類未來發(fā)展到二級文明不搞事情就行。一般得50億年后平衡就失效了。
? ? ? ? ?對流區(qū):對流區(qū)位于輻射區(qū)的外面在0.86~1R之間,由于巨大的溫差引起熱流動將內(nèi)部熱量傳輸?shù)教栔?。對流層產(chǎn)生的大氣的流動會產(chǎn)生低頻聲波干擾,這種干擾將機械能傳輸?shù)教柎髿廪D(zhuǎn)化熱能。
? ? ? ? ? 外部區(qū)域:
?? ? ? 太陽外部區(qū)域由內(nèi)到外分為:光球?qū)?,色球?qū)雍腿彰釋?,還有太陽大氣比較重要的區(qū)域:色球?qū)?,溫度極小區(qū),過渡區(qū),日冕層和太陽圈。
? ? ? 光球?qū)?位于對流層之外的光球?qū)雍?00KM,平均溫度約5800℃,光球底部是太陽的表面,常有太陽黑子和光斑的活動,太陽黑子平均4000℃左右,太陽黑子的活動周期約11年。
? ? ??色球?qū)?位于光球?qū)?00KM之上,厚約2500KM。溫度最低只有約4500℃。是太陽耀斑和日珥形成的所在地。
? ? ? 過渡區(qū):然而隨著高度的增長,會進入厚7500KM過渡區(qū),在過渡區(qū)溫度會迅速上漲。
? ? ? ?日冕層:在日冕層的底部溫度達到驚人的100萬℃!太陽通過日冕對外界空間進行光的傳播。
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