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第十章太阳内部的核反响;太阳的形成

在宇宙的原始气体云中,银河系诞生了。同时银河系中的第一代古老的恒星诞生了。那些恒星经过漫长的过程后,在各自的大爆发中死去,它们抛出大量烧剩下来的气体,这些气体在冰冷的星际空间里游荡,一团团会聚成一大团,其中的组成物质主要是氢和氦,还有其他的各种元素。

由于万有引力的作用,大团气体开始凝缩成各个高密团块。各个团块的凝聚速度各不相同,每个团块的体积非常之大。随着时间的推移,有的团块的近中央的局部开始加速凝聚,并产生旋转.由于气体的压缩,中间局部的温度上升，其中一个团块的中间局部的温度上升到了700万度到1000万度以上,终于爆发了热核反响。一颗新的恒星诞生了,它就是太阳,诞生的时间大约在50亿年前。

空间中的剩余气体,一局部继续落入太阳,一局部由较重原子组成的物质,在绕太阳旋转过程中又各自凝聚成星???,它们就是九大行星、卫星及其他。

;太阳分为宁静太阳和活动太阳两大类。宁静太阳是一个理论上假定宁静的球对称热气体球，其性质只随半径而变，而且在任一球层中都是均匀的，其目的在于研究太阳的总体结构和一般性质。在这种假定下，按照由里往外的顺序，太阳是由核心、辐射区、对流层、光球层、色球层、日冕层构成。光球层之下称为太阳内部；光球层之上称为太阳大气。

;从太阳中心至1/4太阳半径处，集中了太阳物质质量的一半，这里的温度高达1500万度，压强达2500亿个大气压，称此区域为核反响区，太阳所发射的能量的99%在这里产生。

太阳的“内脏”太阳内部结构可以分三层：太阳中心为热核反响区；核心之外是辐射层；辐射区之外为对流层；对流层之外是太阳大气层，太阳大气层从里向外分为光球、色球和日冕。;太阳的内部

核反响区:从中心到0.25R⊙〔R⊙：太阳半径〕是太阳发射巨大能量的真正源头，也称为核反响区。在这里，太阳核心处温度高达1500万度，压力相当于3000亿个大气压，随时都在进行着四个氢核聚变成一个氦核的热核反响。根据原子核物理学和爱因斯坦的质能转换关系式E=mc2，每秒钟有质量为6亿吨的氢经过热核聚变反响为5.96亿吨的氦，并???放出相当于400万吨氢的能量，正是这巨大的能源带给了我们光和热，但这损失的质量与太阳的总质量相比，却是不值一提的。根据目前对太阳内部氢含量的估计，太阳至少还有50亿年的正常寿命。;辐射区:?0.25R⊙～0.86R⊙是太阳辐射区，它包含了各种电磁辐射和粒子流。辐射从内部向外部传递过程是屡次被物质吸收而又再次发射的过程。从核反响区到太阳外表的行程中，能量依次以X射线、远紫外线、紫外线，最后是可见光的形式向外辐射。太阳是一个取之难尽，用之不竭的能量源泉。

对流层:?对流层是辐射区的外侧区域，其厚度约有十几万千米，由于这里的温度、压力和密度梯度都很大，太阳气体呈对流的不稳定状态。使物质的径向对流运动强烈，热的物质向外运动，冷的物质沉入内部，太阳内部能量就是靠物质的这种对流，由内部向外部传输。

;太阳的大气

光球层:?对流层上面的太阳大气，就是我们平时所见的太阳圆盘，称为太阳光球。光球是一层不透明的气体薄层，厚度约500千米。它确定了太阳非常清晰的边界，几乎所有的可见光都是从这一层发射出来的。

光球层上最显著的现象就是太阳黑子，所谓太阳黑子，其实只是太阳光球层上的温度相对较低的区域，其温度约为4500K，而光球其余局部的温度约为5800K。这些温度较低的区域在明亮的光球反衬下，就显得很黑。;使用光谱仪来观测太阳，可以看到太阳光展现成了一条彩色的光谱带，上面还叠加了许多暗线，这些暗线被称为“夫琅和费谱线”。研究说明，这些谱线其实是由各种化学元素造成的。

通过对这些谱线的分析，得知太阳光球中存在着90多种化学元素。太阳光谱不仅可以研究太阳大气的化学成分，还可以研究太阳的自转速度、太阳的磁场、太阳活动机制等。;色球层:色球位于光球之上。厚度约2000千米。太阳的温度分布从核心向外直到光球层，都是逐渐下降的，但到了色球层，却又反常上升，到色球顶部时已达几万度。由于色球层发出的可见光总量不及光球的1%，因此人们平常看不到它。只有在发生日全食时，即食既之前几秒种或者生光以后几秒钟，当光球所发射的明亮光线被月影完全遮掩的短暂时间内，在日面边缘呈现出狭窄的玫瑰红色的发光圈层，这就是色球层。平时，科学家们要通过单色光〔波长为6563埃〕色球望远镜才能观测到太阳色球层。;太阳质量的大约四分之三是氢，剩下的几乎都是氦，原子核质量很小，在超高温下结合成新的原子核，释放出巨大的核能，这就是核聚变。太阳内部核反响原理：氢聚变为氦〔热核反响〕。太阳内部每时每刻都在发生核聚变，太阳发出的光在真空中的传播速度是3×108m/s。;核聚变〔热核反响〕

1．核聚变是产生核能的另一种方式。核聚变是较轻的原子核结