太空|烧了46亿年,太阳每秒消耗420万吨物质,为何到现在还没烧完?( 二 )


太阳的外部结构 , 也叫做太阳大气层 , 相当于太阳的表皮部分 。 从里到外 , 太阳大气层可以分为光球层、色球层、日冕层这三个部分 。
光球层是我们用肉眼就可以看见的 , 也就是我们通常说的太阳表面 , 几乎所有的可见光都是从光球层上发射出来的 。 光球层上有个特殊的区域叫做太阳黑子 , 这部分的温度较低 。
但是 , 太阳黑子却能影响地球 , 会对地球磁场产生影响 。 当太阳黑子大量出现时 , 指南针会出现剧烈抖动 , 信鸽会迷失方向 , 无线电通讯也会受到阻碍 。
光球层的上面是色球层 , 人的肉眼没办法观察到这个部分 , 只能通过专业的色球望远镜来观测 。 色球层的上面是日冕 , 这是太阳的最外层 , 相对来说 , 它也需要用专业的仪器才能观测到 。
从里到外 , 太阳的内部结构又可以分为核反应区、辐射区、对流层 。 核反应区位于太阳最核心的部分 , 这个区域的有高温度、高气压的特点 。
而且这个区域每时每刻都在发生热核聚变反应 , 使得太阳能够持续向太阳系释放能量 , 这也是太阳“燃烧”的源头 。 太阳的辐射区包含着大量不同的电子流和电磁辐射 。
对流层位于太阳辐射区的外层 , 是一个非常活跃的区域 。 据天文学家的推算 , 太阳的体积和质量都很大 。 一百三十万个地球体积加在一起才相当于一个太阳的体积 。
三十三万个地球质量之和等于一个太阳的质量 。 而且 , 太阳还是太阳系中当之无愧的质量担当 , 占据了太阳系中百分之九十九以上的质量比例 。
从化学角度来看 , 太阳中包含了就是多种化学元素 , 氢元素含量大约占太阳质量的71% , 这是太阳中含量最多的元素 。 此外 , 太阳质量中还包含了27%的氦元素以及2%的钠、钙、铝、钾等其他元素 。
太阳一直在燃烧太阳主要由氢和氦两种元素组成 , 它能够发出光和热 , 还能源源不断地释放能量 , 太阳主要通过电磁波向外释放能量 。 我们把太阳释放出来的能量叫做太阳辐射 。
x射线、y射线、红外线、可见光、紫外线等等都是太阳辐射的一种类型 。 其中 , 可见光是太阳辐射的主要方式 。 据科学家们计算 , 太阳每分钟向地球发射的太阳辐射相当于同时燃烧四亿吨煤炭所产生的热量 。
太阳内部的核聚变反应是太阳能够释放巨大能量的真正动力来源 。 核聚变反应需要在高温高压的条件下才能发生 , 太阳内部的核反应区恰好满足了这一条件 。
发生核聚变反应的时候 , 会把一种原子核转换成另外一种原子核 , 这个转换的过程伴随着能量的释放 。 科学家们根据原子核物理学和爱因斯坦的质能转换公式E=mc2推算 。
在核聚变反应的作用下 , 太阳内部每秒钟都有六亿吨的氢转化为氦 , 会把四个氢原子转化成一个氦原子 , 并在这个过程中释放出巨大的能量 。
在核聚变反应中 , 太阳每秒钟所释放的能量相当于九百亿吨TNT炸药爆炸所产生的能量 。
为什么太阳还没烧完?到目前为止 , 太阳大约已经燃烧了46亿年了 , 而它每秒钟消耗的物质总量能够达到420万吨 。 那么为何到现在太阳都没有因为能量的释放而被“烧完”呢?
第一 , 太阳的质量很大 。 太阳的质量大概是2×103?千克 , 是地球质量的三十三万倍 。 据专家推算 , 在太阳进行核聚变反应时 , 平均每秒钟会损失掉0.7%×3.7×1038千克的质量 。
所以 , 即使经过了46亿年 , 太阳因为核聚变反应而损失掉的质量也是很微小的 , 只相当于消耗掉了一百多个地球的质量 , 而太阳还剩下三十三万个地球可供继续消耗 。
这样对比下来 , 核聚变反应消耗掉的质量只是九牛一毛 , 根本不会对太阳产生“威胁” 。
第二 , 太阳核聚变反应产生的能量与自身的万有引力形成了动态平衡 。 太阳的核聚变反应发生在太阳内部的核反应区 , 这是太阳最核心的区域位于太阳的中间位置 , 它释放出来的能量只能向外发射 。
根据牛顿的万有引力定律 , 任何两个物体之间都是会相互吸引的 , 太阳释放出来的能量和太阳的重力也会相互吸引 , 但是太阳的质量很大 , 能量的质量又很小 。
所以这个吸引的方向刚好是从外到内的 。 这就使得太阳虽然会产生核聚变反应却不会像氢弹、原子弹那样剧烈爆炸 , 而是与太阳的引力达到一个动态平衡 。
当然 , 太阳并不是一个永动机 , 太阳的质量再大也有耗尽的那一天 , 它并不会一直发光发热 。 据科学家们预测 , 太阳还有五十亿年的生命 。