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太阳的结构与原理

2022-07-20 13:15 作者:Anomaly-666  | 我要投稿


太阳结构

       太阳是一颗由等离子气体氢氦包括少数较重的元素等离子气体组成的恒星,距离地球1.5亿公里,质量约地球的33万倍,体积是地球的130万倍,表面平均温度5800℃是颗黄矮星,光谱为:G2V,是太阳质量体积温度最大的太阳系中心天体,质量达到太阳系的99.8%但他在银河系乃至宇宙是渺小的,他只是具有和普通恒星一样可以发光发热的恒星,来看一下他的运作原理和结构。

  太阳由内到外分为核心区,辐射区,对流区。

大气由外到内分为日冕层,色球层,光球层。


   核心区 :核心区是太阳最重要的结构,直径约太阳的4分之1,但它是太阳核聚变的主要场所,压力与密度足以让核心发生聚变,据统计,核心密度平均达到水的150倍 ,温度约1500万℃温度最高的区域,且太阳每秒将3.6*10∧38次方的氢原子聚变成氦相当于9.1*10∧16吨tnt爆炸的能量,并将能量传输到外层空间,比如可见光和不可见光,如x射线,伽马射线。但它们由于要经过物质间的传输问题,面临着被其他原子吸收的风险,因此太阳的光子们一般需要长达5000万年才能发射到表面,就算这颗光子是dream或者足够幸运最少也得1700万年左右。就算是每一个从原子的电子降轨道或质子聚变产生的高能电磁波粒子,到太空就成了可见光和红外线。就好比我们的人生需要经历多条曲折才能达到理想的成功。这些能量加热了核心包括外层和阳外空间。


       但太阳产生的中微子是个例外,他们几乎不与任何物质发生电磁作用,这意味着他们可以与费米子发生穿模现象,很少会遇到物质之间的航行问题几乎可以很快到太阳表面!但许多年来,测量中微子数远远低于理论预测,便产生“中微子问题”知道最近才由中微子震荡的理解才能解决这个问题。


        太阳的核心与其他恒星都有一个共同的性质他们在主序星阶段,据测量每次大小收缩的变化都比较微小,但大自然需要这么做才能是恒星保持平衡:由于周围压力的影响,恒星核心会慢慢缩小,但密度慢慢变大,聚变率略微提高,聚变加速了恒星释放热量的效率,产生热膨胀,这些热膨胀将大于恒星所受自身的引力,并向外扩展当密度略低了热量产生少了,和慢慢冷却收缩直到加速核聚变再膨胀再收缩不断维持着太阳的动态平衡。但太阳终有一天氢燃料会耗尽,由于氦燃料本身就不比原来的氢燃料多,开始不断收缩继续聚变氦物质,少数情况下会聚变成锂硼氮碳氧等物质。



        辐射区:从太阳半径0.25~0.84R算出来厚度达到太阳的61%,这个区域被称为辐射区,辐射区通过核心产生的能量将他们传输过

去,自身的重力和辐射压将辐射区保持动态平衡。但如果恒星生命开始垂危。如果你们玩过王者荣耀,应该很熟,相当于拉团战。大量氢转变为氦,虽然聚变的氦不比原来的氢多,但聚变时能量很大,导致辐射区出现异常开始热膨胀,说白了红方是辐射压,蓝方是重力,蓝方见红方不行就进攻红方双方的平衡将被打破,这可惹怒红方,红方开始暴走疯狂向外扩张势力,导致太阳开始大大膨胀吞噬了水星变成了红巨星。但红方氦聚变又不行,蓝方见状又反攻回去。不过根据黄矮星的生命周期,双方暂时和平相处,成了红团族局面。当红方不行时蓝方又看见眼前利益夺回他的王位红方也不干落后开始反击,辐射压变大将核心压缩将外层空间膨胀。当红方又不行蓝方继续往内退,重复这件事就是我们熟知的AGB阶段,由于AGB因为恒星的惯性抛洒的物质包括太阳风逃逸到外层空间。太阳系剩下的7大行星受到太阳风和其他物质的作用被往外退。 不过金星还是离得太近被太阳吸引住被生吞。至于地球命运不得而知。恒星进一步抛洒物质直到剩下电子原子简并态的内核,我们熟知的白矮星,在这华丽的表演,太阳系被笼罩在行星状星云中。

        不过好在这种平衡对于人类和生物来说会持续很久不用担心,只要人类未来发展到二级文明不搞事情就行。一般得50亿年后平衡就失效了。



         对流区:对流区位于辐射区的外面在0.86~1R之间,由于巨大的温差引起热流动将内部热量传输到太阳之外。对流层产生的大气的流动会产生低频声波干扰,这种干扰将机械能传输到太阳大气转化热能。



          外部区域:

       太阳外部区域由内到外分为:光球层,色球层和日冕层,还有太阳大气比较重要的区域:色球层,温度极小区,过渡区,日冕层和太阳圈。

      光球层:位于对流层之外的光球层厚500KM,平均温度约5800℃,光球底部是太阳的表面,常有太阳黑子和光斑的活动,太阳黑子平均4000℃左右,太阳黑子的活动周期约11年。


      色球层:位于光球层500KM之上,厚约2500KM。温度最低只有约4500℃。是太阳耀斑和日珥形成的所在地。


      过渡区:然而随着高度的增长,会进入厚7500KM过渡区,在过渡区温度会迅速上涨。


       日冕层:在日冕层的底部温度达到惊人的100万℃!太阳通过日冕对外界空间进行光的传播。



       好以上就是本期文章的内容希望多多支持。




       


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