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admin 2019-05-16 阅读:117

太阳是主序星,经过原子核的核聚变发作能量,把氢原子聚变成氦原子。在它的中心,太阳发作以每秒钟6.2亿吨氢的核聚变。


咱们是怎样知道太阳内部仍在进行核聚变的?

核聚变,又称核交融、交融反响或聚变反响,是指将两个较轻的核结合而构成一个较重的核和一个极轻的核(或粒子)的一种核反响办法。在此进程中,物质没有守恒,由于有一部分正在聚变的原子核的物质被转化为光子(能量)。核聚变是给活泼的或“主序的”恒星供给能量的进程。

核聚变的进程十分缓慢,当光子抵达传导区时,太阳最终会释放出一吨又一吨的能量。我传闻便是由于光子零散缓慢地涣散,导致这些能量大约需求100万年左右的时刻才干抵达地球。假如太阳的能量需求100万年才干抵达地球,那么太阳中止工作一小时乃至一天又有什么关系呢?依据这个理论咱们得出结论,不管太阳现在发作的能量是多少,都要等100万年后才干被观测到。



这张图显现太阳质量主序星的剖面结构。NASA的图画

咱们知道太阳现在仍在进行核聚变是由于它还没爆破,对吗?太阳还在进行核聚变而不是在一百万年前就中止了,除了太阳还没有爆破还有其他的原因能够解说吗?假如仅仅由于咱们现在能“看见”它(太阳,光子),并不足以证明太阳仍在进行核聚变,除非咱们“看见”确实实是一百万年前的它,是吧?

它会爆破确实凿依据是假如核聚变在一百万年前就中止了,这就能够证明太阳在此时此刻仍在继续进行核聚变,而不是在一百万年前,对吗?我期望关于这个进程我的了解是正确的,但这也正是我为什么我现在要问这个问题,所以请协助我一下吧。


图阐明:太阳上呈现的C-3级耀斑(在左上角的白色区域),一个太阳海啸(右上,波状的结构)和多个丝状的磁力线从恒星外表脱离。

确实,在太阳内部由核聚变反响发作的光子需求花很长的时刻逃逸来到地球。一百万年已经是我所见过的最高的预算值了,可是这确实是要花费数千年的。为什么要花费这么长时刻呢?原因很简单。太阳中心的大气密度十分大且不通明(假如你在那里的话,你就底子看不到你脸上的鼻子了!)。

因而,太阳内部的光子在被周围的等离子体以随机挑选的方向上吸收、折射、散射之前,只能传达一小段间隔。这意味着,光子假如能很幸运地逃逸到离太阳满足远间隔的当地,并且在太空中多游走8分钟抵达地球,那在这之前它将会在千年间在周围随机地进行反射。(实践咱们所看见的太阳的光子和中心发作的光子并不相同;在中心由核聚变发作的光首要是X射线和γ射线,但在核聚变的进程中,它会被更冷的物质吸收和反射很屡次,所以大多数由太阳外表发射出的,其实是一般的可见光)



太阳内部辐射带与对流带的比照图

尽管在发作光子后抵达地球会有很长一段推迟,但咱们能够坚信如今太阳内部仍在进行核聚变。对此咱们的首要依据来自太阳内部核反响中发作的中微子、元粒子,这些已被地球上的探测器观测到。

与光子不同的是,中微子能不受任何影响地穿过太阳(事实上,它们穿过任何东西根本都不受影响)。正由于如此,它们发作后要抵达地球的话,大约要八分钟今后了。其间推迟仅仅由于日地之间所需求的传达时刻。因而,从太阳方向观测到的中微子标明,直到今日,太阳仍在进行核聚变反响。

假如太阳中心的核聚变反响由于某些原因忽然“平息”,那么咱们会经过许多办法知道!事实上咱们中止承受来自太阳的中微子是最不或许的。之所以太阳本身这样大的分量没有坍缩,并能坚持稳定仅有的原因是,在其内部的核反响不断地供给支撑它所需的热量和压力。



图阐明:太阳的有用温度或黑体温度(5777K)是一个相同巨细的黑体,在发作彻底辐射的功率时所对应的温度。

假如没有核反响,太阳就会开端坍缩。可是,事实上在咱们留意到太阳坍缩之前,将会有很长一段时刻坍缩不会以“自由落体”的办法进行,由于仍有许多的潜热遗留在太阳内,这些潜热的压力能够支撑它一瞬间,直到冷却。所以其实坍缩会缓慢地进行。

可是,即便在一小时乃至一天内,我的猜测仍有些显着的改变。由于太阳中心将一切的紊乱推到它的上层,所以咱们或许会在太阳外表看到一些古怪的脉动(十分粗略地说,当太阳的内部结构遭受晃动时,它将阅历“地震”)。

因而,当太阳的核聚变中止时未必能形成任何类型的爆破,或许在一小时时刻尺度上发作严重坍缩,但我以为你们的假设是正确的,咱们能够经过许多办法看见它,不必等光子从中心传达数千年乃至数百万年后。



图阐明:这张影像是运用日出卫星的光学望远镜在2007年1月12日拍照的,显现出由于磁场极性的不同天然的等离子体连接成纤维的区域。

太阳的每一层有多热?

太阳中心:大约1500万度

辐射层:整个区域的温度约在200万到700万度之间改变。

对流层:整个区域的温度在200万到5800度之间改变.

光球层:大约5800度,太阳黑子大约3800度,这便是为什么它们这么暗。

(尽管太阳黑子的温度依然大约有3000-4500度,可是与周围5800度的物质比照之下,使它们清楚的显视为黑点,由于黑体(光球十分近似于黑体)的热强度(I)与温度(T)的四次方成正比。假如将黑子与周围的光球隔脱离来,黑子会比一个电弧更为亮堂。)

色球层:从内部边际到外部边际是4300到8300度。

日冕:大约200万度



日全食,于时间短的全食阶段能够用肉眼看见太阳的日冕。

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