影响地球存亡的关键:太阳的诞生和消亡
太阳的诞生
1755年,德国哲学家康德(ImmanuelKant)提出了太阳系起源的星云假说。在大约50亿年前,星空中存在着无数气体和尘埃,其中有一种就是原始太阳星云 ,温度只有-260 ~-160 之间,黯淡无光,正开始发生 重力溃缩 。这些星际尘云可能是受到附近超新星爆炸的震波压缩,或者因为银河间的磁力或尘云之间的碰撞等,, 原始太阳星云 的密度开始增加,增加到可以靠本身的重力维持收缩,即发生 重力溃缩 (collapse)。它们的体积越缩越小,核心的温度也越来越高,密度越来越大。当体积缩小到大约百万倍之后,成为一颗原始恒星,或称为胎星,它的核心温度也升高到约1000万度,此时爆发氢融合反应,类似氢弹爆炸, 太阳 就在爆炸中诞生了。它的体积是地球的130多万倍与地球平均距离14960万千米,直径139万千米,从地球到太阳上去,坐飞机也要坐20多年。
在爆炸中刚刚诞生的 太阳 像小婴儿一样,生长并不稳定,体积涨缩不定。先前的 重力溃缩 继续向球心施加压力,为了保持平衡,球心内部的氢融合反应后释放出强大的热膨胀压力抵御 重力溃缩 。如果外部的重力大,太阳就会收缩,温度随之上升。一旦温度过高,又会使球心的热膨胀力增大,太阳又会膨胀。两种力量相互较量,达到平衡状态,太阳就进入稳定期,表面温度约为6000 ,发出的电磁波中以黄色最强,所以我们看到的太阳是一颗黄色的恒星。
科学家预测,太阳的生命力在100亿年之久,除了诞生之初和行将灭亡的不稳定期之外,大约有90亿年的时间,太阳都是稳定地释放出光和热,滋养我们的地球。科学家将这绝大部分的稳定期间,称为 主序星时期 。在 主序星时期 ,太阳的结构很完善,能量由核心向外层传递。
按照太阳的结构来分,我们大致可以将它分为内外两部分,每个部分又有三层。内部是太阳的核心区域,有三层结构,从中心到边缘分别是核反应区(日核)、辐射区、对流区;外部是太阳的大气层,也有三层结构,从里到外分别是光球、色球和日冕。
日核是太阳的中心部分,它的半径大约为0.25个太阳半径,日核虽然不算大,但太阳的大部分质量都集中在这里,约为整个太阳质量的一半以上,而且太阳的光和热也都是从这里产生的。理论研究表明,这些光和热是在氢原子核聚变为氦的过程中释放出来的,达到1500万 ,,日核也叫做 核反应区 。太阳的主要成分是氢,为氢核聚变反应提供了足够的燃料。
日核外面的一层称为辐射区,日核产生的能量通过这一区域,以辐射的形式向外传出。它的范围从0.25个太阳半径到0.86个太阳半径处。从体积来说,辐射层占整个太阳体积的绝大部分。
辐射区外面一层称为对流区。能量在对流区的传递要比辐射区快得多。这一层中的大量气体以对流的方式向外输送能量,有点像烧开水,被加热的部分向上升,冷却了的部分向下降。对流产生的气泡一样的结构就是我们在太阳大气的光球层中看到的 米粒组织 。