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  • 1 # 紅色天空001

    謝謝邀請!透過核能理論、實驗室的前攝物和更好的太陽觀測的結合使得科學家們能夠對太陽的整體結構有一個很好的瞭解。它是一個氣體球,由大約90%的氫、9%的氦組成,只有1%的其他元素,如碳、氮、氧、矽和鐵。太陽的直徑約為1339萬公里,約為地球的109倍,太陽的質量是地球的30萬倍。 在太陽的中心,理論預測,溫度達到令人難以置信的1500萬°c,這是氫彈爆炸的溫度;熱得足以維持熱核反應,將氫原子轉化為氦,從而為太陽提供能量。以這種方式,太陽每秒鐘消耗大約50億公斤(500萬噸)的核燃料。然而,太陽如此之大,自50億年前形成以來,它一直以這樣的速度燃燒著氫氣,而且它還將持續燃燒至少40億年。 在太陽中心的核聚變釋放出來的能量最終被輻射到宇宙的各個方向。▲核結合能曲線。在鐵-56的作用下,原子核的形成會釋放出能量,而形成較重的原子核則需要能量的輸入。這是因為鐵56下面的核具有高結合能,而較重的核具有較低的結合能。 ⊙一小部分到達地球,為生命的每一個過程提供動力。即使是這個極小的部分也是巨大的。地球的太陽能發電量相當於8000億兆瓦的電力,遠遠超過我們所有電廠的發電量。總有一天,我們會學會如何有效地利用它。 ⊙太陽內部可能以穩定的速度燃燒氫氣,但仔細觀察表面和外層就會發現太陽根本不穩定。用現代技術(尤其是太空儀器)來考察太陽的大氣層,會不斷地運動和劇烈運動。不同種類的太陽干擾發生在時間尺度上,從年到千分之一秒,涉及到從整個太陽大氣層到我們最強大的望遠鏡所能看到的最小細節的區域。 ▲太陽是一顆主序星,因此它的能量是由氫原子核融合成氦而產生的。在其核心部分,太陽每秒鐘就會產生2億6千萬公噸的氫。 ⊙太陽的核心從中心延伸到太陽半徑的約20-25%。其密度為150 g/立方厘米(約為水密度的150倍),溫度接近1570萬K。相比之下,太陽表面溫度約為5800k。▲太陽及日球層天文臺(SOHO) 。 ⊙最近對SOHO任務資料的分析顯示,核心的旋轉速度比上面的輻射區域要快。在太陽的大部分生命中,透過一系列稱為p-p(質子-質子)鏈的步驟,核心區域的核聚變產生了能量;這個過程將氫轉化為氦。▲CNO迴圈圖的一部分,只是為了說明一般的核反應。 ⊙在太陽產生的能量中,只有0.8%來自CNO迴圈(碳氮氧迴圈),儘管隨著太陽年齡的增長,這一比例預計會增加。 ▲CNO-Ⅰ迴圈。 ⊙核心是太陽中唯一一個透過核聚變產生可觀的熱能的區域;99%的能量是在太陽半徑的24%以內產生的,而在半徑的30%中,聚變幾乎完全停止了。▲ 質子與原子核發生反應,導致粒子的釋放 。⊙太陽的其餘部分被這種能量加熱,因為它透過許多連續的層向外傳遞,最後到達太陽的光球,在那裡它以Sunny或粒子的動能逃逸到太空中。 ⊙質子質子鏈在核心處每秒鐘發生約9.2次,每秒鐘大約有3.7個1038個質子轉化為阿爾法粒子(氦核),每秒鐘約有1056個遊離質子在太陽中釋放,約為6.2個1011 kg/s。 ▲上圖顯示一個α粒子(α)被踢出原子的原子核。質子是紅色的,中子是藍色的。 ⊙ 融合四個自由質子(氫核)成一個單一的α粒子(氦核)釋放融合質量作為能量的0.7%左右,太陽釋放能量轉換轉化率的每秒426萬噸(這需要600噸的氫),384.6 億億億(3.846×1026 W),或9.192×1010噸TNT每秒。⊙太陽內部的理論模型顯示,其功率密度約為276.5 W/m3。 核心的融合速率是在自校正平衡中:稍微高的融合速率會使核心溫度升高,對外層的重量有輕微的膨脹,從而降低了密度,從而降低了融合速率,修正了擾動;稍微低一點的速率會導致核心冷卻和收縮,增加密度,增加融合率,再回到現在的速率。 ▲質子的夸克結構 ⊙從核心到約0.7太陽半徑,熱輻射是能量傳遞的主要手段。溫度從大約700萬下降到200萬,與核心的距離越來越遠。這個溫度梯度小於絕熱遞減率的值,因此不能驅動對流,這就解釋了為什麼透過這個區域的能量轉移是透過輻射而不是熱對流。⊙氫和氦離子會釋放出光子,光子在被其他離子重新吸收之前只會走一段短暫的距離。密度下降了100倍(從20 g/cm3到0.2 g/cm3),從0.25個太陽半徑降為0.7半徑。 ⊙輻射帶和對流區由過渡層、速斜層分開。這是一個區域,在輻射帶的均勻旋轉和對流區的差速旋轉之間的劇烈變化導致了兩種情況下的大切變,即連續的水平層滑過彼此。現在,假設(見太陽能發電機)在這一層內的磁發電機產生太陽的磁場。 ⊙從物質構成上來說,火焰、核聚變和太陽大氣有深刻的相似之處。在太陽上,核聚變只能發生在高溫高密度的太陽核心。

  • 2 # 東城觀星

    我想題主把“燃燒”兩個字用引號引起來,說明你是大概知道答案的。對這個事情有些瞭解的人都知道太陽在發生核聚變反應,從而產生大量的能量,併發光,就像燃燒一樣。但是任何燃燒都需要點燃,太陽同樣需要點燃,那麼到底是什麼點燃了太陽呢?

    首先,必須說明,太陽是有大氣的,它的外層物質中有氫、有氦、有氧、有氮、甚至有地球上所有的元素。但是太陽上的這些元素髮生的仍然不是化學燃燒,他們多數是等離子體狀態存在。即使他們能燃燒,也不能點燃太陽本身的核聚變反應核聚變的點燃需要近百萬度的高溫,化學燃燒是難以達到如此高溫的,因此地球上的氫彈需要原子彈來點燃。

    其次,太陽是怎麼點燃的,人類只能靠推測,但根據大量天文觀測結果,現在對恆星的點燃有了比較統一的認識。恆星主要不是靠高溫點燃的,而是靠壓力點燃的,其實這一點跟氫彈的爆炸一樣,大家都以為是原子彈產生的高溫點燃了氫彈,其實是原子彈爆炸產生的巨大壓強與高溫一起點燃了氫彈,其中壓強的作用比高溫更大。

    最後,點燃恆星的壓強怎麼來的?恆星在被點燃之前,是從星雲裡聚集起來的巨大氣體星球,類似木星要比木星大很多。這個氣態星球足夠大(至少是13倍木星質量,因此木星也被稱為失敗的恆星),產生巨大的“地心”引力,把氣體往中心壓縮,核心的壓強足夠大,大到可以把核聚變給點燃。點燃以後產生巨大的能量,然後星球又開始膨脹,在引力和核聚變產生的膨脹作用的平衡下,恆星維持較大的體積。一旦核聚變反應終止,巨大的引力可以把恆星壓縮到很小,形成白矮星、中子星或黑洞。

  • 3 # 壹點科譜

    地球上需要氧氣參與的燃燒,其化學反應只能止步於分子。但太陽釋放的巨大熱能,可不是燃燒來的。它是原子核融合釋放。稱為核聚變。

    根據質能守恆定律,能量不會平白無故產生,也不會平白無故消失,丟失的質量將轉化能量。賦予物質質量的原子核蘊含著驚人的能量。不管是核裂變和核聚變,在產生反應的同時都伴隨質量虧損,虧損的質量將轉化能量釋放。核裂變的原子彈和核聚變的氫彈有如此威力就是這個原因。

    但凡屬於天體,在自身引力下,物質都會對中心造成擠壓,產生高壓高溫。地球也不例外,噴發的岩漿就是最好證明。

    相對33萬倍地球質量的太陽,內部的壓力溫度是如此的恐怖,在巨大的高溫高壓下,核外電子脫離原有軌道,變成自由電子,原子核在沒有電子排斥情況下發生融合。恆星早期由四個氫原子聚變一個氦原子。聚變同時釋放巨大能量。待氫消耗差不多後,又由氦發生聚變。

    由於重原子相對穩定,越到後面恆星聚變的原子越穩定,也就不容易聚變,最終的結果就是恆星塌縮,產生一個穩定的核心,最終“死亡”。

  • 4 # 使用者創維

    嚴格來講,人類對太陽的原理至今未弄清,一切都是猜測。至於太陽的發光發熱原理,常見理論是太陽內部氫氦反應產生的,那問題來了,太陽已經存在幾十億年了,太陽的氫氦反應能夠持續幾十億年那麼漫長的時間嗎?

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