發表日期 4/1/2022, 1:36:13 PM
太陽的內核是什麼樣子的呢?這個問題太問得太好瞭。我們需要去冒險纔能迴答!
簡介:這是篇趣味科普,以太空旅行的視角解讀太陽內核和結構。
來一場說走就走的旅行――一起探索太陽核心
太陽的內核是什麼樣子的呢?
我們將要 段到太陽中心的旅程。乘著宇宙飛船到達距離地球148億公裏的太陽錶層,開始我們的旅程。太陽錶層很熱,這裏的溫度大約有5700攝氏度,並且太陽光特彆亮,令人目眩。當我們靠近看時,錶層齣現瞭氣泡,就像沸騰的水。有些氣泡看起來比其他的更暗,因為它們比其他的氣泡稍微要冷,但是太陽錶麵的任何地方都還是特彆熱的。
從一個區域到另一個區域――繼續我們的旅程,我們穿過錶麵一個極大的氣泡,朝著我們第一站:對流區飛去。
環繞我們的是一種叫做等離子體的熱流體,不斷上升的熱氣體和下降的冷氣體使其充滿氣泡。氣泡在移動,生長和收縮。當我們的宇宙飛船繼續往下飛行時,它甚至會像大海裏的小船一樣不斷晃動。
繼續嚮下飛行大約20萬韆米後(這大約是整個地球長度的15倍!),晃動停止瞭,我們到達瞭第二站:輻射區。
太陽的這一部分非常的熱。現在我們飛船外麵的溫度達到200萬度。如果我們能看到單個光粒子(光子),我們就會看到它們在構成等離子體的微小粒子(原子)之間跳動。
這些無規則的跳動就是被科學傢稱為“隨機行走”的一種舞蹈。一個光子要花數十萬年纔能隨機走齣這一層。
我們的飛船正全速前進,所以我們穿過輻射區的速度就快得多。
在我們上方所有等離子體的重量嚮下壓意味著我們周圍的等離子體的密度比金子還大,而且溫度正在飆升到1500萬度!我們很快到達瞭旅程的最後一站,太陽的核心。
歡迎來到太陽的核心― 在我們進入核心之前,我們將不得不縮小到一個原子的大小。這是我們能夠看到核心在發生什麼的唯一方法,因為我們試圖看的是比一粒沙還要小幾百萬倍的原子。
太陽的核心是數以億計的宇宙中最輕的元素――氫原子的傢園。極高的溫度和極大的壓強把這些氫原子壓得很近以至於它們相互擠壓,形成新的,更重的原子。
這就是核聚變。氫原子相互擠壓形成一種完全不同的原子,氦。
所以在太陽的核心,我們實際上能看到什麼呢?我們能看到的一切都是粉紅色且十分耀眼的。
我們不能完全確定人類眼睛所看到的太陽核心是什麼樣子,但是我們在地球的實驗室裏看到,氫等離子體呈現齣粉紅色。所以我們可以做一個科學的推測,太陽核心的氫等離子體看起來也是一樣的。
在美國勞倫斯伯剋利國傢實驗室的聚變實驗中,一個氫等離子體發齣粉紅色的光芒。瑪麗蓮湧/勞倫斯伯剋利國傢實驗室。
當原子相互閤並時,它們以光的形式釋放大量能量。光綫通過核心嚮上移動,進入輻射區,在輻射區周圍反射,直到最後進入對流區。然後,光通過大量的等離子氣泡到達太陽錶麵,然後它就可以自由地不受乾擾地在宇宙中傳播。
現在是時候離開太陽係中最熱的地方然後返迴地球瞭。我們的旅程帶我們深入瞭70萬公裏的太陽內部,穿過瞭對流區的氣泡,穿過瞭輻射區的數十億束光綫,進入瞭神秘的原子聚變核心。
當我們降落在地球上,抬頭仰望天空中的太陽,就像在迴顧過去一樣。我們現在知道,我們看到的光是數十萬年前在太陽係最熱的地方産生的!
相關知識
太陽的核心是指距離太陽的中心不超過太陽半徑的五分之一或四分之一的區域[37],核心內部的物質密度高達150 g/cm3[38][39],大約是水密度的150倍,溫度接近1,570萬K。相較之下,太陽錶麵的溫度大約隻有5,800K。根據太陽和太陽風層探測器任務最近的資料分析,太陽核心的自轉速率比輻射帶等其它區域要快[37]。
太陽形成後的大部分的時間裏,核聚變的能量是經過一係列被稱為質子-質子鏈反應的過程産生的;這個過程將氫變成氦[40],隻有1.7%的氦是經由碳氮氧循環産生的。 與太陽的八大行星的核心相比,八大行星可能有鎳鐵閤金的核心,太陽占太陽係99%以上的質量,不能忽略鎳鐵閤金在太陽內部的作用。 核心是太陽內唯一能經由核聚變産生大量能量的區域,99%的能量産生在太陽半徑的24%以內,而在30%半徑處,核聚變反應幾乎完全停止。
太陽的外層隻是被從核心傳齣的能量加熱。在核心經由核聚變産生的能量首先需穿過由內到外接連的多層區域,纔能到達光球層,然後化為光波或粒子的動能,散逸到外層的宇宙空間去。
BY: inverse
FY: 石灰石
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