太陽系起源于地球的多萬倍
太陽之生
1755年,德國哲學(xué)家康德(Immanuel Kant)首先提出了太陽系起源的星云假說。在大約50億年前,星空中存在著無數(shù)氣體和塵埃,其中有一種就是“原始太陽星云”,溫度在-260℃~-160℃之間,黯淡無光,正開始發(fā)生“重力潰縮”。這些星際塵云可能是受到附近超新星爆炸的震波壓縮,或者因?yàn)殂y河間的磁力或塵云之間的碰撞等,總之,“原始太陽星云”的密度開始增加,增加到可以靠本身的重力維持收縮,即發(fā)生“重力潰縮”(collapse)。它們的體積越縮越小,核心的溫度也越來越高,密度越來越大。當(dāng)體積縮小到大約百萬倍之后,成為一顆原始恒星,或稱為胎星,它的核心溫度也升高到約1000萬度,此時爆發(fā)氫融合反應(yīng),類似氫彈爆炸,“太陽”就在爆炸中誕生了。它的體積是地球的130多萬倍,與地球平均距離14960萬千米,直徑139萬千米,從地球到太陽上去,坐飛機(jī)也要坐20多年。
在爆炸中剛剛誕生的“太陽”像小嬰兒一樣,生長并不穩(wěn)定,體積漲縮不定。先前的“重力潰縮”繼續(xù)向球心施加壓力,為了保持平衡,球心內(nèi)部的氫融合反應(yīng)后釋放出強(qiáng)大的熱膨脹壓力抵御“重力潰縮”。如果外部的重力大,太陽就會收縮,溫度隨之上升。一旦溫度過高,又會使球心的熱膨脹力增大,太陽又會膨脹。兩種力量相互較量,最后達(dá)到平衡狀態(tài),太陽就進(jìn)入穩(wěn)定期,表面溫度約為6000℃,發(fā)出的電磁波中以黃色最強(qiáng),所以我們看到的太陽是一顆“黃色”的恒星。
德國哲學(xué)家康德
胎星
科學(xué)家預(yù)測,太陽的生命力在100億年之久,除了誕生之初和行將滅亡的不穩(wěn)定期之外,大約有90億年的時間,太陽都是穩(wěn)定地釋放出光和熱,滋養(yǎng)我們的地球??茖W(xué)家將這絕大部分的穩(wěn)定期間,稱為“主序星時期”。在“主序星時期”,太陽的結(jié)構(gòu)很完善,能量由核心向外層傳遞。
按照太陽的結(jié)構(gòu)來分,我們大致可以將它分為內(nèi)外兩部分,每個部分又有三層。內(nèi)部是太陽的核心區(qū)域,有三層結(jié)構(gòu),從中心到邊緣分別是核反應(yīng)區(qū)(日核)、輻射區(qū)、對流區(qū);外部是太陽的大氣層,也有三層結(jié)構(gòu),從里到外分別是光球、色球和日冕。
日核是太陽的中心部分,它的半徑大約為0.25個太陽半徑,日核雖然不算大,但太陽的大部分質(zhì)量都集中在這里,約為整個太陽質(zhì)量的一半以上,而且太陽的光和熱也都是從這里產(chǎn)生的。理論研究表明,這些光和熱是在氫原子核聚變?yōu)楹さ倪^程中釋放出來的,達(dá)到1500萬℃,因此,日核也叫做“核反應(yīng)區(qū)”。太陽的主要成分是氫,為氫核聚變反應(yīng)提供了足夠的燃料。
日核外面的一層稱為輻射區(qū),日核產(chǎn)生的能量通過這一區(qū)域,以輻射的形式向外傳出。它的范圍從0.25個太陽半徑到0.86個太陽半徑處。從體積來說,輻射層占整個太陽體積的絕大部分。
太陽的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖
輻射區(qū)外面一層稱為對流區(qū)。能量在對流區(qū)的傳遞要比輻射區(qū)快得多。這一層中的大量氣體以對流的方式向外輸送能量,有點(diǎn)像燒開水,被加熱的部分向上升,冷卻了的部分向下降。對流產(chǎn)生的氣泡一樣的結(jié)構(gòu)就是我們在太陽大氣的光球?qū)又锌吹降摹懊琢=M織”。
日冕洞
米粒組織
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