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太阳的三个主要部分 核心 辐射区 对流区

(2011-07-28 04:46:39)
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杂谈

图1的上半边显示了太阳的三个主要部分:核心、辐射区和对流区。

核心

核心从太阳的中心开始,向外延伸到太阳半径的25%。在这里,引力将所有的质量向内挤压,产生极强的压力。这种压力足以迫使氢原子结合在一起发生核聚变反应。通过下面的步骤,两个氢原子聚合在一起生成氦-4并释放能量:


两个质子结合生成一个氘(带一个中子的氢原子)、一个正电子(与电子相似,但带正电)和一个中微子。
一个质子和一个氘原子结合生成一个氦-3原子(两个质子和一个中子)并释放出伽马射线。
两个氦-3原子反应生成一个氦-4原子(两个质子和两个中子)和两个质子。
这些反应释放出太阳总能量的85%。其余15%的能量来源于下面的反应:
一个氦-3和一个氦-4聚合生成一个铍-7(四个质子三个中子)并释放伽马射线。
一个铍-7捕获一个电子变成锂-7(三个质子四个中子)并释放一个中微子。
这个锂-7和一个质子结合生成两个氦-4原子。
反应生成的氦-4原子的质量要比反应开始的那些氢原子的质量少。减少的质量按照爱因斯坦的相对论(E=mc2)被转化为能量。能量以各种光的形式辐射出来(紫外线、X射线、可见光、红外线、微波和无线电波)。太阳还发射高能粒子(中微子、质子),它们组成了太阳风。太阳的这些能量波及地球,使地球温暖起来,带动天气的变化,并为生命提供能量。大部分的辐射和太阳风并不会伤害到我们,因为地球的大气层在保护着我们。如图2所示,我们可以使用SOHO卫星上的特殊望远镜观察太阳发出的各种波长的光并拍摄照片供科学家研究。

 

使用SOHO全部仪器制作出的综合图。最里面的图像是用迈克尔逊多普勒成像仪(MDI)拍摄的太阳表面下的等离子体组成的河流。太阳表面是用极紫外成像望远镜(EIT)在304埃拍摄到的。这两幅照片又叠加到广角分光日冕仪(LASCO)的一幅C2照片上。日冕仪通过将太阳遮住以观察日冕。这张综合图像显示了SOHO从太阳内部到日冕的整个研究范围。
SOHO合作组织供图
使用SOHO全部仪器制作出的综合图。最里面的图像是用迈克尔逊多普勒成像仪(MDI)拍摄的太阳表面下的等离子体组成的河流。太阳表面是用极紫外成像望远镜(EIT)在304埃拍摄到的。这两幅照片又叠加到广角分光日冕仪(LASCO)的一幅C2照片上。日冕仪通过将太阳遮住以观察日冕。这张综合图像显示了SOHO从太阳内部到日冕的整个研究范围。

辐射区

辐射区从核心边缘开始,再向外延伸太阳半径的55%。在这个区域中,光子将核心产生的能量向外传送。一个光子产生以后,它前进约1微米(百万分之一米)即被一个气体分子吸收。气体分子吸收光子后被加热,随即放出一个波长相同的光子。被重新释放的光子又前进一微米,再被另一个气体分子吸收,如此循环不已。每次光子和气体分子的相互作用都需要一定的时间。在这一区域中,每个光子在到达表面以前大约要经过1025次的吸收和重新发射,所以一个光子从它在核心产生到将它送至太阳表面,这其中的时间延迟是相当可观的。

对流区

对流区占太阳半径的最后30%,其中充满着将能量携带到太阳表面的涌流。这些涌流是由相对较热气体的上升和相对较冷气体的下降形成的,很像是您将许多反光的小片投入一锅即将煮沸的水中后看到的样子。对流将光子携带到表面的速度要快于在核心和辐射区发生的辐射传递。由于在辐射区和对流区光子要与气体分子发生这么大量的相互作用,一个光子要用大约十万至二十万年才能到达太阳表面!

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