我們就來聊一聊,太陽系內這顆唯一的恆星太陽,相對於月亮來說太陽我們可能更為常見,再熟悉不過了,關於太陽的常識從小我們就學過,連小朋友都知道,太陽是我們太陽系的「中心」,包括地球在內太陽系的8大行星,都在圍繞著太陽公轉,課本上還教的是9大行星,課本上還教的是9大行星,冥王星是在2006年。
才被降級成矮行星的,才被降級成矮行星的,至於冥王星的降級究竟是出於什麼原因,對天文學有什麼意義,這個後面我們有機會再說,今天我們還是先說太陽,說到太陽就不能不說太陽系,太陽系位於銀河系的一條懸臂上,銀河系一共有四條旋臂,太陽和太陽系差不多是在50億年前誕生的,當時整個太陽系還只是一片分子雲,其實這片分子雲的前身,是一顆超新星爆發留下來的殘駭,是一顆超新星爆發留下來的殘散,而且在這之前還有一次超新星爆發,我們的太陽其實已經是第三代恆星了,不過這也是最後一代了。
因為現在的太陽質量,已經不足以繼續產生超新星爆發了,回到剛才說的分子雲,當初的這片分子雲,可能受到了來自宇宙其他地方的擾動,然後在引力的作用下開始聚集在一起·,然後在引力的作用下開始聚集在一起,慢慢地形成了一個巨大的旋渦,旋渦中心的物質隨著吸積越積越多,旋渦中心的物質隨看吸積越積越多,聚集的越多引力也就越大,然後就能把更遠處的物質吸引過來,慢慢地旋渦中心就把絕大多數的物質都吸引過來了,隨著物質越積越多,當達到一個臨界值後,核心的核聚變就爆發了,至此太陽和太陽系也就誕生了,其實在大遊渦誕生的時候,周圍還有很多的小旋渦,周圍還有很多的小旋渦。
這些小旋渦慢慢形成了一批原始的行星,最開始的時候原始行星的數量還是很多的,但那個時候的太陽系整體還沒有達到穩定的狀態,小行星之間經常發生碰撞,個頭大的就會慢慢把小的吸引過來,等整體慢慢穩定下來後,才有了今天的格局,我們知道太陽相對於那些行星來說,無論是在體積還是質量,都是要大得多得多,它的直徑相當於地球直徑的100倍,體積則相當於130萬倍,太陽質量佔到整個太陽系質量的99.8%,所以說包括我們地球在內,其實所有的行星,都只是太陽誕生時剩下的那一些邊角料,從化學元素來看,構成太陽的元素大約有3/4都是氫,剩下的幾乎都是氨,此外還有一些少量的其他元素。
目前的太陽內部,基本上是靠著氫聚變成氨來發光發熱的,雖然內部的氫消耗完了,但是在它的最外層,還存在著一部分氫,這個由氫包裹的外層,因為溫度上升而加速了聚變,產生的熱量也持續增加,熱量增加也意味著亮度增加,並且聚變的能量也慢慢地向最外層傳導,從而使恆星在向外膨脹,所以從外面來看,此時的太陽在持續的變亮變大,所以叫「紅巨星」,最終它會一直膨脹到地球和火星軌道附近,其實那個時候的太陽質量比現在要小,所以行星的軌道也會比現在稍大一些,這時候的太陽已經變得不穩定了,因為它的內部已經沒有足夠的能量,來抗衡自身的引力了。
所以它的核心將發生毋縮,這會導致其核心的溫度繼續上升,這時候核心的氨已經處於電子簡併態了,這個之前我們介紹過,物質內部的粒子間的電磁力,已經不足以抗衡核心產生的引力,根據泡利不相容原理,物質結構只能靠電子簡併力來支撐了,說白了就是,氨原子已經被壓縮到極限了,此時核心的溫度差不多達到了1億度,隨後核心的氨將開始發生聚變,把氨元素進一步聚變成碳元素,由於此時的氨處於電子簡併態,隨著核反應的溫度升高,壓力並不升高,這對核反應來說就相當於「脫疆的野馬」,沒了束縛,於是就出現了所謂的「執失控」,其實就是我們說的發生了「氨閃」。
氨閃可以瞬間釋放巨大的能量,直到核心的電子簡併態被解除,其實這個階段的氨閃發生在日核部位,從外面幾乎是看不出來的,當氨閃過後,核心剩餘的氨就可以繼續進行,正常穩定的核聚變了,隨著氨的一步步減少,核心的碳越來越多,然後將再次進入「核心收縮外層膨脹」的階段,這麼反覆幾次後,太陽外層的物質已經開始不受控制了,最後通過爆發把除核心外的物質全部拋出去,注意這裡並不是超新星爆發,剛才我們說了太陽的質量還達不到條件,太陽經過紅巨星階段爆發後,只剩下一顆白矮星的內核了,說完了太陽的誕生和死亡,我們再來說說它的基本結構,太陽由外到內可以分為6層。
日冕層色球成光球層對流層輻射層和內核,內核,內核,其實太陽的主要部分除了日核外,其實太陽的主要部分除了日核外二,就是輻射層和對流層了,為什麼叫這兩個名字,輻射和對流它們可以認為是,熱量傳遞的兩種方式,「對流」在液體中很常見,液體可以流動嘛,冷熱液體之間,就會形成對流的情況,執量也會隨著液體的流動進行傳遞,熱量也會隨著液體的流動進行傳遞,「輻射」是具有溫度的物體,像外發出的電磁輻射,也叫「熱輻射」,其他物體受到輻射後,溫度也會相應的升高。
這種傳遞的方式因為是電磁波,所以無需通過介質就能傳播,在輻射層由於壓力很強,溫度對密度的影響不明顯,所以不會發生對流,所以在這裡主要是以輻射的方式進行的熱傳導,而在對流層主要是等離子體,由於壓力小了,溫度對密度佔主要影響,此時就會產生對流,從地球上來看感覺太陽還是挺平靜的,實際上太陽無時無刻不在發生著各種劇烈的活動,在太陽大氣部分也會產生各種劇烈的活動,比如我們經常聽到的太陽黑子耀斑日田等等,太陽黑子的多少每天每年都不一樣,有高峰期也有低谷期,在黑子活動的高峰期,它會對地球的磁場和電離層產生幹擾,甚至會引起地球的磁暴現象,而且地球上還能看到極光。
太陽黑子的爆發不僅能干擾無線電通訊,甚至還能直接對地球生物造成影響,另外黑子它有很多種周期,最常見的就是以11年為一個周期,根據這種周期計算,下一個活動高峰大概會在2021年左右出現,說完了「太陽黑子」再來看下什麼「耀斑?,他會向外輻射出各種波段的射線,包括衝擊波和高能粒子流,所以它也會對地球磁場產生影響,包括幹擾無線電通訊,因為它看起來就像太陽戴了個耳環一樣,除此之外陽大氣中還有很多不同類型的活動,由於太陽內部是等離子體,這使得太陽每個部分的轉速不一樣,很有可能在赤道比較快,高維度的地方就比較慢,另外它的整體磁場,所以太陽黑子也以11年為一個周期。