太阳的分类在普通人眼中有一些混乱,比如有说法太阳是一颗气态恒星,又有说太阳有一颗固态内核,还有一种说法是太阳上都是极其高温的等离子态,其实这三种说法都没有错,只是都不够全面!下面我们就简单来说说太阳到底是个什么样的天体!
一般我们看到的太阳分层结构就如上图,但可能没法从根本上解释这个模型的来历!假如要搞清楚这个模型则必须从太阳的诞生开始说起!
一、恒星的诞生
现代天文理论认为太阳诞生于奥尔特云,从最初的质心(一般都是岩石质)开始聚集星际物质,当然您不要认为此时就是恒星,还早呢!只有等这个岩石质核心足够大时才能达到留住氢、氦等气体元素!因此在一颗恒星的内核100%有一颗固态内核!会形成金属核心是因为这个固态内核足够大,金属元素可以在高温下沉降到内核(早期的高温可以是放射性衰变提供,后期则是恒星内核高温!),等到开始留住气体元素时,天体的成长前途就取决于这一片星云的物质总量了,很明显诞生太阳的奥尔特云物质并不是那么丰富,因此太阳长成了一颗黄矮星!当然恒星的门槛并不是黄矮星,而是80倍木星质量的红矮星!
二、太阳的分层和恒星的类别
现代太阳的分层,核心是一颗铁镍质的固态内核!当天体质量增加到80个木星质量大小时,内核高温将开始点燃氢元素的核聚变,此时天体的发展已经达到了一颗红矮星的标准,当然天体仍然会继续增加,一直到黄矮星-蓝矮星-蓝巨星-蓝特超巨星,甚至超过爱丁顿极限(理论上恒星坍缩引力对抗辐射压的极限)的恒星出现,大麦哲伦蜘蛛星云R136星团的核心R136a1即是一颗超过太阳质量256倍的蓝特超巨星!
三、太阳的核聚变中心
也许有很多朋友会认为太阳上到处都在核聚变,其实这个说法是错误的,因为氢元素的聚变条件要求极高,只有在太阳半径1/4处的内核才有能达到这个条件,此处的条件为超过2500亿个大气压和接近1500万度的极高温!而其他区域则只是被太阳内核加热的了的等离子态物质而已!
只有中心那个蓝色区域才是真正的核聚变区,在此处每秒有超过6.5亿吨的氢元素聚变成氦元素,产生了约430万吨的质量损失,而太阳巨大的能量就来自这个430万吨的质量亏损!
四、太阳活动
太阳活动是非常剧烈的,但我们能观测到的大都是日冕层的物质抛射
上图就是等离子态的物质在磁场下重连以及断裂的过程,大量的物质在这个运动下被抛射出来,我们地球上南北极能见到到的极光就是这些带电的高能粒子进入南北极撞击高层大气中的氮原子氧原子,被激发出来而形成极光!其实就是核外电子获得能量后在可见光波段辐射出而已!不一样的颜色就是核外电子不同的能级辐射!
五、太阳的寿命
太阳质量在现代当然不用再去测量一番,各位直接查询即可,按6.5亿吨的消耗太阳可以维持约上千亿年,但事实上太阳整个寿命阶段只有100亿年左右,这是因为0.8-2.2太阳质量的恒星有一个辐射层!将内核聚变的灰烬留在了辐射层内,而外界的未燃烧的燃料却也交换不进来,因此太阳内核到辐射层之间的区域烧完,太阳的寿命就快走到头了,氢元素的利用率十分之一都不到!
当然各位也无需着急,毕竟太阳的寿命是以亿年计算的,太阳能正常发光的时间超过二十亿年,各位觉得够不?如果不够的话,那是在没话好说了,人类也太不长进了!
太阳的生命周期,各位可以参考下!
从上文所述,如果要从单一层面上来区分太阳是气态、液态还是固态还真有些困难,不过了解了这些信息之后,是什么形态还有那么重要吗?