太陽是由什么構成的

太陽是目前被天文學家研究得最細致,最深入的一顆恒星 。我們平時看到的太陽似乎十分平靜,其實太陽上的劇烈活動遠遠超過我們的想象 。太陽是由核心、輻射區、對流層、光球層、色球層、日冕層構成 。今天就帶大家去認識一下太陽吧!
1.太陽的內部
核反應區從中心到0.25R⊙(R⊙:太陽半徑)是太陽發射巨大能量的真正源頭,也稱為核反應區 。在這里,太陽核心處溫度高達1500萬度,壓力相當于3000億個大氣壓,隨時都在進行著四個氫核聚變成一個氦核的熱核反應 。根據原子核物理學和愛因斯坦的質能轉換關系式E=mc2,每秒鐘有質量為6億噸的氫經過熱核聚變反應為5.96億噸的氦,并釋放出相當于400萬噸氫的能量,正是這巨大的能源帶給了我們光和熱,但這損失的質量與太陽的總質量相比,卻是不值一提的 。根據目前對太陽內部氫含量的估計,太陽至少還有50億年的正常壽命 。
輻射區0.25R⊙~0.86R⊙是太陽輻射區,它包含了各種電磁輻射和粒子流 。輻射從內部向外部傳遞過程是多次被物質吸收而又再次發射的過程 。從核反應區到太陽表面的行程中,能量依次以X射線、遠紫外線、紫外線,最后是可見光的形式向外輻射 。太陽是一個取之難盡,用之不竭的能量源泉 。
對流層對流層是輻射區的外側區域,其厚度約有十幾萬千米,由于這里的溫度、壓力和密度梯度都很大,太陽氣體呈對流的不穩定狀態 。使物質的徑向對流運動強烈,熱的物質向外運動,冷的物質沉入內部,太陽內部能量就是靠物質的這種對流,由內部向外部傳輸 。
取一定數量的食用油,并放在鍋里加熱后,在沸騰的油上放一些細鉛粉,仔細觀察是否會在一定的溫度下產生類似于太陽米粒組織的對流花樣 。想一想其中的科學道理 。
2.太陽的大氣
光球層對流層上面的太陽大氣,就是我們平時所見的太陽圓盤,稱為太陽光球 。光球是一層不透明的氣體薄層,厚度約500千米 。它確定了太陽非常清晰的邊界,幾乎所有的可見光都是從這一層發射出來的 。
光球層上最顯著的現象就是太陽黑子,所謂太陽黑子,其實只是太陽光球層上的溫度相對較低的區域,其溫度約為4500K,而光球其余部分的溫度約為5800K 。這些溫度較低的區域在明亮的光球反襯下,就顯得很黑 。
除此之外,太陽光球層上還有以下一些現象:
(1)光斑,即在日面邊緣背景亮度較小的部分可以看到一些比周圍亮的斑點;
(2)臨邊昏暗,即日面亮度向邊緣逐漸減小的現象;
(3)米粒組織,即在比較好的大氣寧靜條件下,通過高分辨率的太陽望遠鏡仔細觀測,可以看到光球表面的亮度并不均勻,存在著均勻分布的米粒狀的結構,稱為米粒組織 。這其實是對流層里對流現象在光球表面的一種表現形式,它和太陽活動區關系密切 。
[小知識]太陽光譜
使用光譜儀來觀測太陽,可以看到太陽光展現成了一條彩色的光譜帶,上面還疊加了許多暗線,這些暗線被稱為“夫瑯和費譜線” 。研究表明,這些譜線其實是由各種化學元素造成的 。通過對這些譜線的分析,得知太陽光球中存在著90多種化學元素 。太陽光譜不僅可以研究太陽大氣的化學成分,還可以研究太陽的自轉速度、太陽的磁場、太陽活動機制等,為我們提供許多重要的天體物理信息 。
色球層色球位于光球之上 。厚度約2000千米 。太陽的溫度分布從核心向外直到光球層,都是逐漸下降的,但到了色球層,卻又反常上升,到色球頂部時已達幾萬度 。由于色球層發出的可見光總量不及光球的1%,因此人們平常看不到它 。只有在發生日全食時,即食既之前幾秒種或者生光以后幾秒鐘,當光球所發射的明亮光線被月影完全遮掩的短暫時間內,在日面邊緣呈現出狹窄的玫瑰紅色的發光圈層,這就是色球層 。平時,科學家們要通過單色光(波長為6563埃)色球望遠鏡才能觀測到太陽色球層 。

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