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太阳结构

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太阳的内部结构(日震学)编辑本段回目录

太阳的内部中央为核心约位在0~0.25的太阳半径。密度约为水的158倍;温度约为15000000 k。在如此高温高密度的环境下,可发生核融合反应。

太阳核心之外为太阳辐射层,约为在0.25~0.86太阳半径。其底部密度约为水的20倍,温度约为8000000k;其上部密度约为水的0.01倍,温度约为500000 k。

太阳核心所发生的核融合反应,可能是氢-氢链反应,以及碳循环链反应。这些核融合链反应可放出巨大内部能量(光子)以及为微中子。其中光子需经过约两百万年的时间,才能慢慢藉著碰撞与再辐射的方式穿过緻密的太阳辐射层穿到太阳表面,而微中子却不会与太阳内部物质发生碰撞作用,因此可以自由的穿过太阳内部高密度区到达太阳表面。科学家们希望藉著测量到达地表的微中子数量,来确定理论上太阳内部核融合反应方程式的正确性。然而到目前为止,测量到地表的微中子数量仍少於理论上所预测的数值。

值的一提的是,发生核融合的反应是决定一个星球为恆星的必要条件。因为行星在生命初期,自己也会发光。巨大行星如木星,它目前所发生的能量,还是超过它所吸收的太阳能。以太阳为例,太阳就是绕著本银河中心,旋转运行。而本银河在宇宙中的位置也不断改变。

註:因太阳表面磁力缐重联所导致日珥结构的崩溃,造成日冕喷发、磁云、太阳闪焰与激震波的形成。研究此激震波的传递而发展出日震学,而探得太阳内部从内至外为核心层辐射层、对流层、光球层色球层日冕区

太阳内部的核融合反应编辑本段回目录

太阳这个大球体的直径是864,000哩,包含了33,500亿亿方哩的极高热气体,重量比10的27次方吨的两倍还多。深藏在太阳内部的各种气体密度、温度和成份都已被推测出来,使天文物理学家可以弄清令这些气体燃烧的核反应过程,以及太阳的形成年龄。

太阳核心是一切力量的中心和出发点。氢原子於2,700万度高温转化为氦。以 g 射缐形式释放出的能,向太阳表面涌出,可达300,000哩的高空中。而太阳内部每秒钟以六亿五千七百万吨之多的氢转变为六亿五千二百五十万吨氦灰--放出能为E=mc 。根据太阳质量及核融合反应速率,估计太阳的年龄至今已有49亿年,如果太阳能保持住每秒钟消耗不超过六亿五千七百万吨氢的话,还可已燃烧500亿年,或更久一些。但不幸的是:从宇宙态的发展来看,在短期之内单是太阳核心中灰烬重量所引致的温度上昇,就会引发其它更复杂的核反应,而太阳就得开始消耗比现在所耗更多得多的燃料。大约在约五十亿年内这加速程序将开始,太阳就开始膨胀。所以太阳燃烧氢而发光的寿命约为110亿年(11 billion years)。

原始太阳系星云的诞生

大约46亿年前,银河系的某个角落发生了超新星爆炸。这次爆炸的震波在星际星云中传送,导致不均匀更为严重。这么一来,星际云便朝著密度较浓的部分收缩,开始在中心形成原始太阳。原始太阳周围的气体往原始太阳掉落,距离较远的气体则开始绕著原始太阳旋转,形成圆盘状漩涡星云,称为原始太阳系星云。

进入1980年代後期之後,红外缐天文卫星IRAS在一颗年轻星球「金牛座T型星」周围实际发现了这种圆盘状星云,并藉由红外缐观测到星球周围的灰尘。1992年,又在金牛座T型星观测到圆盘状星云的气体所放出的电波,同时确定了这些气体正在旋转。

星际云中,1000分之一公釐的微尘约佔总质量的1%。据推测,原始太阳系星云在初期是处於激烈的乱流状态,微尘和气体搅和在一起。後来乱流渐渐平息,微尘互相合併成长,沈积在圆盘中心面。这段期间长达数千年之久。

微尘聚集成长为微行星

沉积於圆盘赤道面的微尘层後来发生分裂,形成无数颗微行星。地球轨道附近的微行星大小约数公里,质量约一千兆公斤。这些微行星藉著彼此尺的重力不断碰撞、合併,而逐渐成长。微行星越大成长速度越快。

现今木星领域的外侧,除了岩石物质以外,冰物质也在沈积,导致外侧原始行星的质量比内侧的原始行星大。质量一但超过现今地球的十倍,便会不断大量吸收周围原始太阳系星云的物质。等到总质量达到现今木星的程度,便会反过来排斥附近的星际云,再也不会把物质吸进来。於是大气的吸取到此为止,木星於焉诞生。木星的大气含有大量的氢和氦,正是原始太阳系星云气体的主要成分。

太阳系的形成与木星的影响

成长为巨大行星的木星,对週遭的原始太阳系星云发生潮汐力的作用。由於这个作用,位於木星内侧的星云物质往太阳靠拢,位於木星外侧的星云物质则往太阳系外飞散。另一方面,比土星更远的行星还需要一段很长的时间才能形成,但在还没有吸取到足够的气体前星云就飞散了,所以愈靠外侧的行星大气愈稀薄。

类地行星因质量太小无法吸取星云的气体,所以它的组成几乎保留微行星的原始状态,成为金属/岩石质的行星。太阳系星云在木星形成後逐渐飞散,造成今日太阳系的形貌。

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