太阳的结构由内向外依次是哪四部分(太阳的结构分为哪三层)

从地球上看,太阳像一个光滑的光球。在伽利略发现太阳黑子之前,天文学家甚至认为它是一个完美的球体。然而,通过改进的仪器和几个世纪的研究,我们知道太阳与我们太阳系的

从地球上看,太阳像一个光滑的光球。在伽利略发现太阳黑子之前,天文学家甚至认为它是一个完美的球体。然而,通过改进的仪器和几个世纪的研究,我们知道太阳与我们太阳系的行星非常相似。

太阳的结构(太阳的结构及其特征)

除了表面的不完美,太阳是由几层组成的,每一层都有自己的用途。正是太阳的这种结构为这个巨大的引擎提供动力,并为行星提供它们接收到的光和热。在地球上,它为所有生命形式提供繁荣和生存所需的能量。

构成:

如果你把太阳拆开,把它的各种元素堆起来,你会发现太阳是由氢(74%)和氦(24%)组成的。天文学家认为,任何比氦重的东西都是金属,太阳的其余部分由铁、镍、氧、硅、硫、镁、碳、氖、钙和铬组成。其实太阳只有1%的氧气,其他的都来自最后的1%。

这些元素从何而来?氢和氦来自大爆炸。在宇宙的早期,第一种元素氢是由基本粒子形成的。而且压力和温度还是那么高,整个宇宙都有和星核一样的条件。

氢变成氦,直到宇宙冷却到不再发生这种反应的程度。我们今天在宇宙中看到的氢氦比是在大爆炸后的最初几分钟产生的。其他元素在其他恒星中产生,恒星的内核不断将氢凝结成氦。

一旦核心中的氢耗尽,它们将融合越来越重的元素,如氦、锂和氧。我们在太阳上看到的大多数较重的金属是在其他恒星生命末期形成的。最重的元素,如金和铀,是在比太阳大许多倍的恒星在超新星爆炸中爆炸时形成的。

不到一秒钟,随着黑洞的形成,各种元素在高温高压下被挤压在一起,形成了最重的元素。通过爆炸将这些元素分散在该区域,它们可能有助于新恒星的形成。

我们的太阳是由大爆炸遗留下来的元素、垂死恒星形成的元素和超新星产生的元素组成的,这很神奇。

结构:

虽然太阳基本上只是一个由氢和氦组成的球,但它实际上被分成了不同的层。太阳层的形成是因为温度和压力会随着向太阳中心移动而增加,氢和氦在变化的条件下表现不同。

核心:先说太阳最里面的一层,也就是太阳的核心。这是太阳的中心,这里的温度和压力非常高,可以发生聚变。太阳结合氢原子和氦原子,这种反应释放出我们在地球上看到的光和热。地核的密度是水的150倍,温度达到1360万开尔文。

天文学家认为,太阳的核心从中心向外延伸到大约0.2个太阳半径。在这个区域,温度和压力如此之高,以至于氢原子被撕裂成独立的质子、中子和电子。有了这些自由漂浮的粒子,太阳可以将它们重组为氦原子。

这个反应是放热的,也就是说这个反应每秒钟释放大量的热量——3.89×10 ^ 33尔格(即3.89×10 ^ 26焦耳)的能量。来自太阳核心的所有这些能量的光压阻止了它向内坍缩。

辐射层:太阳的辐射层从太阳核心边缘(0.2太阳半径)开始,延伸到0.7半径左右。在辐射层,太阳物质的温度和密度足够高,热辐射可以穿过太阳,将核心热量向外传递。

太阳的核心是核聚变发生的地方——质子融合在一起形成氦原子。这个反应会产生大量的伽马射线。这些能量光子被辐射层中的各种粒子发射、吸收,然后再发射出去。

光子所走的路径被称为“随机行走”。它们不是沿着一条笔直的光束行进,而是沿着一个曲折的方向,最终到达太阳表面。事实上,一个光子穿过太阳的辐射层需要20多万年。

插图:太阳中辐射区和对流区的比较。

当光子从一个粒子转移到另一个粒子时,它们会失去能量,这是一件好事,因为我们不希望太阳只发出伽马射线。这些光子一旦到达Tai 空,只需8分钟就能到达地球。

大多数恒星都有辐射层,但其大小取决于恒星的大小。小恒星的辐射层更小,对流层会占据恒星内部更大的部分。最小的恒星可能根本没有辐射层,对流层一直延伸到核心。最大的恒星可能会有相反的情况,辐射区域会延伸到表面。

对流层:辐射区之外是另一层,称为对流层,太阳内部的热量由热气柱携带。大多数恒星都有对流层。以太阳为例。它从大约太阳半径的70%开始,到达外表面(光球层)。

恒星深处的气体受热后上升,就像熔岩灯里的蜡球。当气体到达表面时,它失去了一部分热量,冷却下来,然后下沉到中心,吸收更多的热量。另一个类似的例子是炉子上的一壶开水。

太阳表面看起来呈颗粒状。这些粒子是热气柱,将热量带到地表。它们的直径可以超过1000公里,通常会持续8到20分钟才会消散。天文学家认为,红矮星等低质量恒星有一个一直延伸到核心的对流层。与太阳不同,它们根本没有辐射层。

光球层:我们从地球上看到的太阳层叫做光球层。在光球层下,太阳对可见光变得不透明,天文学家不得不使用其他方法来探测其内部。光球的温度约为6000开尔文,发出我们看到的黄色和白色的光。

光球层上方是太阳的大气层,也许其中最引人注目的是日冕,在日全食时可以看到。

图示:图中显示了太阳每一层的模型以及每一层的大概里程范围(来源:NASA)

图表:

下面是一个关于太阳的表格,最初是由美国宇航局出于教育目的开发的。

可见光、红外光、紫外光——我们从太阳上看到的光是可见光,但如果你闭上眼睛只感觉到温暖,那就是红外光,或者说是红外辐射。能让你晒伤的光是紫外线辐射。太阳同时产生所有这些波长。

光球6000K-光球是太阳的表面。在这个区域中,来自内部的光最终到达Tai 空。这里的温度是6000k,也就是5700摄氏度。

图示:太阳的有效温度或黑体温度(5777K)是同样大小的黑体产生完全辐射功率时对应的温度。

无线电辐射——除了可见光、红外线和紫外线,太阳还会发出无线电辐射,可以用射电望远镜探测到。这些辐射的增减取决于太阳表面黑子的数量。

日冕洞-太阳区域有一个寒冷、黑暗的日冕和低等离子体密度。

20万度——太阳辐射层的温度。

对流层/湍流对流-这是太阳核心的热量通过对流传递的区域。热等离子体柱以柱的形式上升到表面,释放其热量,然后落回表面再次升温。

日冕环——这是太阳大气中的等离子环,它沿着磁力线运动。它们看起来像大拱门,从太阳表面延伸数十万公里。

图示:日全食时,肉眼可以看到日冕。

核心——太阳的核心,这里的温度和压力足够高,足以发生核聚变反应,来自太阳的所有能量都源于核心。

450万K——太阳核心的温度。

辐射层——太阳的能量只能通过辐射传递的区域。一个光子从核心穿过辐射层,到达地表,进入Tai 空需要20万年。

中微子-中微子几乎是无质量的粒子,作为聚变反应的一部分从太阳中爆发出来。每秒钟有数百万个中微子穿过你的身体,但它们之间并不相互作用,所以你感觉不到它们。

彩球耀斑——太阳的磁场会被扭曲,然后突然变成另一种形式。当这种情况发生时,太阳表面可能会发出强大的X射线耀斑。

图示:这幅图像是使用日出卫星的光学望远镜于2007年1月12日拍摄的,显示了由于磁场极性不同,天然等离子体连接成纤维的区域。

磁场-太阳的磁场延伸到其表面以上。之所以能看到,是因为大气中的热等离子体沿着磁力线运动。

太阳黑子——太阳黑子,这些是太阳表面被磁力线穿透的区域。他们的温度相对低于周围地区。

日珥-在太阳表面延伸的明亮特征,通常呈环状。

高能粒子——可能有高能粒子从太阳表面爆炸产生太阳风。在太阳风暴中,高能质子可以加速到接近光速。

X射线——除了我们能看到的波长,还有看不见的来自太阳的X射线,尤其是在耀斑期间。地球的大气层可以保护我们免受这种辐射。

亮点和瞬变磁区——由于温度的变化,太阳表面出现许多亮点和暗点,温度随着磁场的不断变化而变化。

是的,太阳就像洋葱。剥开一层,你会发现更多。但是在这种情况下,每一层负责不同的功能。他们带来的是一个巨大的熔炉和光源,让我们地球上的生物温暖而明亮!

参考资料

1.WJ百科全书

2.天文术语

3.第谷大学

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