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绚丽多彩的宇宙——天文学与高新技术
1.4.3 3.太阳炉灶的结构

3.太阳炉灶的结构

前面已经提到,太阳的表面温度为5770K,被称为有效温度。太阳的中心温度高达1500万度,由此可想而知,物质在这样的温度下,不可能是液态,更不会是固态;整个太阳是处于等离子态。在这种状态下的物质,原子全部电离,即是说原子的核外电子脱离外层电子成为离子,外层电子成为自由电子,如氢原子电离成为带正电荷的质子和带负电荷的自由电子。因此,可以说太阳是庞大的气体球,而这气体处于等离子态,它的温度由外面的5770K到中心部分升高到1.5×107K。

太阳大致可分为外部和内部两大部分,外部分为三层。我们所看到的那个明亮夺目的圆面,被称为光球,它是太阳大气层的底层,大约有500km厚,相当于太阳半径的万分之七。在太阳光球的上面是色球,大约有几千千米厚,是太阳大气的中层。色球的上面是日冕,有几个至十几个太阳半径那么厚,是太阳大气层的外层。太阳的色球层和日冕,只有在日全食的时候才可以看到,平时是看不到的。这是由于色球和日冕不及光球那样亮。

太阳的内部大致分为两层。在光球的下面大约有几万千米厚的区域叫对流层,在对流层下面深入到中心区域是太阳能的转移区,叫辐射转移区。再向里面是太阳核心区域。我们把太阳内部大致分为:核心区约占0.25R(R指太阳半径),从太阳中心到0.86R是辐射转移区,由此向外到一个太阳半径是对流层和光球(如图3-3)。

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图3-3 太阳的内部结构

太阳的核心就像是原子炉灶,以氢核作为燃料,以“质子-质子反应”聚变释放出大量的核能。核能经辐射区转移到上层的对流层。由于来自辐射区的物质温度很高,对流层顶层紧连着光球的物质温度低,因而,能量在这一层以对流的方式进行交换,太阳的能量就这样传递到太阳的表面——光球,然后再以辐射的方式散布太阳系行星际空间。太阳能的辐射转移是个非常复杂的问题,在能量转移过程中,由于受到种种因素的影响,如太阳自转、磁场等物理因素,会使太阳的某一些区域出现异常,表演出许多有声有色的剧目来,如黑子、耀斑等太阳活动。