距離地球一億四千九百萬千米的太陽,無時無刻不在進行著劇烈的核聚變,為地球以及眾多星體空間源源不斷地提供能量。
核聚變主要發生在從太陽中心至四分之一半徑的核反應區,每秒400萬噸的質量損失,釋放出360000000000000000000(二十個零)千焦的能量,使得太陽核心處溫度高達1500萬度,壓力相當於3000億個大氣壓。那麼高溫高壓的太陽核心是什麼樣子的?
我們將要去太陽中心旅行。當我們乘坐宇宙飛船接近太陽表面時,已經能夠感受到太陽的強光和炙熱。大約5700攝氏度的溫度,光線明亮而刺眼。
當我們一步步靠近時,太陽表面看起來像沸騰的水一樣,不斷有類似氣泡的「東西」在翻騰。有明有暗,有大有小,較暗的氣泡比其餘的溫度稍微低一點。這裡是太陽的大氣層,分為內外兩個大氣層,內大氣層叫做色球,外大氣層叫做日冕。
深入太陽,來一場暢酣淋漓的旅行
繼續我們的旅程,穿過一個巨大的氣泡,潛入太陽表層,朝著我們的第一站前進:對流層。
我們周圍被一種叫做等離子體的熱流體包裹,由於熱物質上升和冷物質下降的不斷運動,對流層存在著強烈的對流運動,也註定這是一段艱難的旅程。
我們的宇宙飛船就像在狂浪中航行的帆船,飄搖擺動,甚至時而發出爆裂聲,好在防護措施嚴密得當,路程一直順利進行。
在向下行進了十幾萬公裡後,穿過了對流層,搖擺終於停止了。我們到達了第二站:輻射區。
現在我們的宇宙飛船外有200萬攝氏度。顧名思義,輻射區包含了各種電磁輻射和粒子流,如果我們能看到被稱為光子的粒子,我們會看到它們在構成等離子體的原子之間來回跳躍。
由於來回跳躍和不斷被吸收再釋放,一個光子可能需要幾十萬年才能走出輻射區。
相比對流層,輻射區的路程則要平靜漫長的多。上方所有等離子體的重量壓下,意味著我們周圍的等離子體密度比黃金還要大,而且溫度正在飆升至1500萬度!這一切都由宇宙飛船的外殼承受。
我們的旅程馬上就要到達最後一站:太陽的核心——核反應區。
歡迎來到核反應區
太陽的核心是億萬個氫原子的家園,氫是宇宙中最輕的元素。巨大的壓力和溫度將這些原子推得如此之近,以至於它們擠在一起,氫原子核發生聚合作用,生成新的質量更重的氦原子核。這就是核聚變。
現在我們在太陽的核心,它實際上看起來像什麼?不僅所有的東西都亮得刺眼,而且它還可能有漂亮的粉紅色!
雖然不能完全確定核反應區在人類眼中是什麼樣子,但是我們已經在地球上的實驗室裡看到氫等離子體發出粉紅色的光芒。因此,我們可以有根據地猜測,太陽核心的氫等離子體看起來也有同樣的顏色。
核聚變發生後,以光和熱的形式釋放出大量的能量。光線向上穿過核反應區,進入輻射區,在那裡經過重重反射,直到最後進入對流層。
然後光通過大量的等離子體氣泡傳播到太陽表面,並從表面不受幹擾的自由穿過天際,極小部分最終到達地球。
是時候離開太陽系最熱的地方,返回地球了。此次旅程我們深入太陽內部70萬公裡,當我們回到地球,仰望天空中的太陽時,它依然照亮著天空,直至五十億年後。