太陽(yáng)結(jié)構(gòu)
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  • 基本解釋

     太陽(yáng)的中央為核心約位在0~0.25的太陽(yáng)半徑。密度約為水的158倍;溫度約為15000000K在如此高溫高密度的環(huán)境下,可發(fā)生核聚變反應(yīng)。太陽(yáng)核心之外為太陽(yáng)輻射層,約為在0.25~0.86太陽(yáng)半徑。其底部密度約為水的20倍,溫度約為8000000k;其上部密度約為水的0.01倍,溫度約為500000 k。

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     太陽(yáng)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)(日震學(xué))

    太陽(yáng)核心所發(fā)生的核聚變反應(yīng),可能是氫-氫鏈反應(yīng),以及碳循環(huán)鏈反應(yīng)。這些核聚變鏈反應(yīng)可放出巨大內(nèi)部能量(光子)以及為微中子。其中光子需經(jīng)過(guò)約兩百萬(wàn)年的時(shí)間,才能慢慢藉著碰撞與再輻射的方式穿過(guò)致密的太陽(yáng)輻射層穿到太陽(yáng)表面,而微中子卻不會(huì)與太陽(yáng)內(nèi)部物質(zhì)發(fā)生碰撞作用,因此可以自由的穿過(guò)太陽(yáng)內(nèi)部高密度區(qū)到達(dá)太陽(yáng)表面。科學(xué)家們希望藉著測(cè)量到達(dá)地表的微中子數(shù)量,來(lái)確定理論上太陽(yáng)內(nèi)部核聚變反應(yīng)方程式的正確性。然而到目前為止,測(cè)量到地表的微中子數(shù)量仍少于理論上所預(yù)測(cè)的數(shù)值。

    值的一提的是,發(fā)生核聚變的反應(yīng)是決定一個(gè)星球?yàn)楹阈堑谋匾獥l件。因?yàn)樾行窃谏跗冢约阂矔?huì)發(fā)光。巨大行星如木星,它目前所發(fā)生的能量,還是超過(guò)它所吸收的太陽(yáng)能。以太陽(yáng)為例,太陽(yáng)就是繞著本銀河中心,旋轉(zhuǎn)運(yùn)行。而本銀河在宇宙中的位置也不斷改變。

    注:因太陽(yáng)表面磁力線重聯(lián)所導(dǎo)致日珥結(jié)構(gòu)的崩潰,造成日冕噴發(fā)、磁云、太陽(yáng)閃焰與激震波的形成。研究此激震波的傳遞而發(fā)展出日震學(xué),而探得太陽(yáng)內(nèi)部從內(nèi)至外為核心層、輻射層、對(duì)流層、光球?qū)?、色球?qū)?、日冕區(qū)。

    太陽(yáng)內(nèi)部的核聚變反應(yīng)

    太陽(yáng)這個(gè)大球體的直徑是864,000哩,包含了33,500億億方哩的極高熱氣體,重量比10的27次方噸的兩倍還多。深藏在太陽(yáng)內(nèi)部的各種氣體密度、溫度和成份都已被推測(cè)出來(lái),使天文物理學(xué)家可以弄清令這些氣體燃燒的核反應(yīng)過(guò)程,以及太陽(yáng)的形成年齡。

    太陽(yáng)核心是一切力量的中心和出發(fā)點(diǎn)。氫原子于2,700萬(wàn)度高溫轉(zhuǎn)化為氦。以 g 射線形式釋放出的能,向太陽(yáng)表面涌出,可達(dá)300,000哩的高空中。而太陽(yáng)內(nèi)部每秒鐘以六億五千七百萬(wàn)噸之多的氫轉(zhuǎn)變?yōu)榱鶅|五千二百五十萬(wàn)噸氦灰--放出能為E=mc^2 。根據(jù)太陽(yáng)質(zhì)量及核聚變反應(yīng)速率,估計(jì)太陽(yáng)的年齡至今已有49億年,如果太陽(yáng)能保持住每秒鐘消耗不超過(guò)六億五千七百萬(wàn)噸氫的話,還可已燃燒500億年,或更久一些。但不幸的是:從宇宙態(tài)的發(fā)展來(lái)看,在短期之內(nèi)單是太陽(yáng)核心中灰燼重量所引致的溫度上升,就會(huì)引發(fā)其它更復(fù)雜的核反應(yīng),而太陽(yáng)就得開始消耗比現(xiàn)在所耗更多得多的燃料。大約在約五十億年內(nèi)這加速程序?qū)㈤_始,太陽(yáng)就開始膨脹。所以太陽(yáng)燃燒氫而發(fā)光的壽命約為110億年(11 billion years)。

    原始太陽(yáng)系星云的誕生

    大約46億年前,銀河系的某個(gè)角落發(fā)生了超新星爆炸。這次爆炸的震波在星際星云中傳送,導(dǎo)致不均勻更為嚴(yán)重。這么一來(lái),星際云便朝著密度較濃的部分收縮,開始在中心形成原始太陽(yáng)。原始太陽(yáng)周圍的氣體往原始太陽(yáng)掉落,距離較遠(yuǎn)的氣體則開始繞著原始太陽(yáng)旋轉(zhuǎn),形成圓盤狀漩渦星云,稱為原始太陽(yáng)系星云。

    進(jìn)入1980年代后期之后,紅外線天文衛(wèi)星IRAS在一顆年輕星球「金牛座T型星」周圍實(shí)際發(fā)現(xiàn)了這種圓盤狀星云,并藉由紅外線觀測(cè)到星球周圍的灰塵。1992年,又在金牛座T型星觀測(cè)到圓盤狀星云的氣體所放出的電波,同時(shí)確定了這些氣體正在旋轉(zhuǎn)。

    星際云中,1000分之一公釐的微塵約占總質(zhì)量的1%。據(jù)推測(cè),原始太陽(yáng)系星云在初期是處于激烈的亂流狀態(tài),微塵和氣體攪和在一起。后來(lái)亂流漸漸平息,微塵互相合并成長(zhǎng),沉積在圓盤中心面。這段期間長(zhǎng)達(dá)數(shù)千年之久。

    微塵聚集成長(zhǎng)為微行星

    沉積于圓盤赤道面的微塵層后來(lái)發(fā)生分裂,形成無(wú)數(shù)顆微行星。地球軌道附近的微行星大小約數(shù)公里,質(zhì)量約一千兆公斤。這些微行星藉著彼此尺的重力不斷碰撞、合并,而逐漸成長(zhǎng)。微行星越大成長(zhǎng)速度越快。

    現(xiàn)今木星領(lǐng)域的外側(cè),除了巖石物質(zhì)以外,冰物質(zhì)也在沉積,導(dǎo)致外側(cè)原始行星的質(zhì)量比內(nèi)側(cè)的原始行星大。質(zhì)量一但超過(guò)現(xiàn)今地球的十倍,便會(huì)不斷大量吸收周圍原始太陽(yáng)系星云的物質(zhì)。等到總質(zhì)量達(dá)到現(xiàn)今木星的程度,便會(huì)反過(guò)來(lái)排斥附近的星際云,再也不會(huì)把物質(zhì)吸進(jìn)來(lái)。于是大氣的吸取到此為止,木星于焉誕生。木星的大氣含有大量的氫和氦,正是原始太陽(yáng)系星云氣體的主要成分。

    太陽(yáng)系的形成與木星的影響

    成長(zhǎng)為巨大行星的木星,對(duì)周遭的原始太陽(yáng)系星云發(fā)生潮汐力的作用。由于這個(gè)作用,位于木星內(nèi)側(cè)的星云物質(zhì)往太陽(yáng)靠攏,位于木星外側(cè)的星云物質(zhì)則往太陽(yáng)系外飛散。另一方面,比土星更遠(yuǎn)的行星還需要一段很長(zhǎng)的時(shí)間才能形成,但在還沒有吸取到足夠的氣體前星云就飛散了,所以愈靠外側(cè)的行星大氣愈稀薄。

    類地行星因質(zhì)量太小無(wú)法吸取星云的氣體,所以它的組成幾乎保留微行星的原始狀態(tài),成為金屬/巖石質(zhì)的行星。太陽(yáng)系星云在木星形成后逐漸飛散,造成今日太陽(yáng)系的形貌。