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1 # 丶SoLa
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2 # 知足常樂0724
太陽裡沒有氧氣,它是怎麼燃燒的?
★太陽這顆恆星會發光,是因為內部具有高達1500萬攝氏度,核心物質密度約為150000kg/m³,高溫高壓使內部的氫原子核聚變為氦,每秒鐘有質量為6億噸的氫熱核被為5.96億噸的氦。內部壓力使內部結構發生核聚變,反應過程中,恆星會損失一部分質量。同時釋放出巨大的能量。這能量以輻射的方式從恆星的表面發射至空間,使它們長期在宇宙中閃閃發光。
♥太陽起源於46億年前,一直透過內部核聚變向太陽系和宇宙發出能量。這顆恆星會發光(光是能量的一種形式),是因為內部具有高達1500萬攝氏度,核心物質密度約為150000kg/m³,高溫高壓使內部的氫原子核聚變為氦,每秒鐘有質量為6億噸的氫熱核被為5.96億噸的氦。內部壓力使內部結構發生核聚變,反應過程中,恆星會損失一部分質量。同時釋放出巨大的能量。這能量以輻射的方式從恆星的表面發射至空間,使它們長期在宇宙中閃閃發光。
在太陽內部,存在4個氫原子核聚變成1個氦原子核的熱核反應。天文學家把這種熱核反應稱為“氫燃燒”,不過,這與氫的化學燃燒是兩回事,化學燃燒不改變原子核的結構,只是不同的原子結合成了一種化合物分子。
★首先,太陽的光和熱都是由內部熱核聚變產生的, 這種核反應把4個氫原子核聚合成1個氦原子核。這種核反應每秒鐘所能釋放出的能量可以透過物理實驗和理論計算得到。太陽的內部結構,應該能夠保證在它內部進行的核反應每秒鐘釋放的能量,恰好等於每秒鐘透過太陽表面向外輻射的總能量。另外,太陽表面輻射的能量主要是以可見光、紫外光和紅外光的形式向外輻射, 太陽的內部結構也要能夠滿足這個要求。
一個是氣體的重力,它是由氣體自身物質之間的萬有引力作用產生的,方向指向太陽中心。氣體在重力的作用下會發生壓縮,於是就會產生壓力,抵抗重力產生的壓縮作用。另一方面氣體在高溫下要膨脹,這種膨脹作 用也會產生壓力。壓力的方向與重力方向相反,因為太陽目前處於穩定狀態,兩者的大小應該相等。因此,太陽內部的溫度、壓強、密度等物理條件,必須要能夠滿足這個要求。
早在1870年,英國物理學家累恩就開始考慮恆星結構問題。20世紀20年代,英國理論天體物理學家愛丁頓為這個問題的解決奠定了基礎。後來,在20世紀中期, 印裔美國天體物理學家錢德拉塞卡進一步為這個問題的基本解決做出了傑出的貢獻。現在,我們對於包括太陽 在內的恆星的內部結構,從總體上說已經基本上得到很好的解決,當然還有不少細節問題有待進一步探索。
恆星的內部結構,因恆星質量的不同而有所不同。一顆恆星的質量,小的不到太陽的十分之一,大的可以達到太陽的幾十倍。因此,太陽是一顆質量偏小的恆星。對於像太陽這樣的恆星,其內部可以分為核反應區、輻射區和對流區三個層次。
太陽的核心區域是核反應區,這個區域很小,其半徑大約只是太陽半徑的1/4,太陽核心區域的物質處在外層物質重力所造成的巨大壓力之下,這一壓力達到地球表面大氣壓的3300億倍。巨大的壓力使得核心區域內氣
體的密度可達水密度的160倍, 因此核反應區的質量可達整個太陽總質量的大約一半。核反應區的溫度高於700萬攝氏度,在中心可達1500萬攝氏度。正是在這樣的高溫高壓條件下,熱核聚變反應才能夠穩定地進行。
核反應區的外面一層稱為輻射區,範圍從太陽半徑的1/4處延伸到半徑的80%處。按體積而言,這一層約佔太陽的一半,但因為密度已經急劇下降,質量與核反應區相當。
輻射區內的溫度仍然很高,壓 力仍然很大。在輻射區的外邊 緣,溫度約為70萬攝氏度, 壓力約為地球表面大氣壓的150萬倍,然而密度已經只有水密度的18%。
在核反應區內,透過核反應所產生的光子都是能量極高的高的能光子,屬於伽馬射線。這些高能光子不可能直接射到外面來,它們被輻射區內的物質吸收,然後以較低的頻率再輻射。在輻射區內,透過這種對光子不斷地吸收和再輻射實現能量的傳遞,把核反應區產生的大量能量向外傳送,同時光子的頻率逐步降低,由伽馬射線變為x射線,再變為紫外光,最後變為可見光。太陽核反應區產生的能量,透過輻射區傳輸到太陽表面要20萬年。
輻射區之外是對流區。對流區一直延伸到光球層的底部,厚度約為14萬千米。在對流區內,溫度、壓力和密度都向外急劇降低,到與光球的分界處,溫度已降低到6000多攝氏度,壓力與地球表面大氣壓差不多,密 度不到地球表面大氣密度的千分之一。物理條件的急劇變化使得這一層次處在不穩定狀態,其中的物質上下對流運動十分強烈,內部的巨大能量透過這種對流的形式, 傳送到光球的底層,並透過光球向外輻射。
知足常樂2021.9.24日於上海
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太陽上發生的是氫-氦聚變反應,原理和氫彈爆炸一樣。太陽上的氫,還能繼續約50億年的聚變反應。我是這麼聽的傳說,具體.....人類都搞不明白...還...且扯且聽,不定哪天又改了