太阳为什么能一直燃烧发光发热?太阳燃烧需要氧气吗?太阳是怎么燃烧的?
发表于:2017年07月29日  分类:知识科普  评论关闭 

太阳是目前地球天空中最亮的天体,也是地球上几乎所有能量的来源。日常经验告诉我们,热的东西会发光。太阳表面温度约6000度。目前太阳已经发光发热了几十亿年,那么太阳是靠什么来发光发热的呢?支持太阳这个“大火球”燃烧的,并不是什么“神秘物质”,而是非常常见的元素:氢。但是宇宙中没有氧气,太阳大气是靠什么机制,来维持太阳表面火焰状结构的能量呢?太阳燃烧需要氧气参与吗?

太阳为什么能一直燃烧发光发热?

太阳为什么能一直燃烧发光发热?

在日常生活中,我们见到的火焰,其实本质上是一团电离气体。在适当的条件下,可燃物发生氧化反应,氧化反应提供的能量使气体电离。电离气体中激发态电子向低能级跃迁,跃迁过程发出可见光,形成我们所看到的火焰。太阳大气,也同样是一团电离气体。我们称这种电离气体状态为“等离子体态”。

但是宇宙中,没有氧气参与,自然也就没有氧化反应。那么太阳是靠什么来维持表面的火焰能量呢?大家第一想到的可能会觉得是核聚变。确实,太阳核心的核聚变,是太阳能够维持几十亿年发光发热的最终能量来源。但是,具体到恒星表面火焰状结构的形成机制,则不可能跟核聚变产生关系。

在太阳中心区的高温条件下,发生氢聚合成氦的热核反应,这个反应类似于威力强大的氢弹爆炸。不过在太阳巨大的引力控制下,这种热核反应并不会把太阳炸飞巨大的内核虽然温度高达1500万度,但是还没有达到氢核发生聚变的温度。但是在这样的高温高压下,质子可以经由波函数的隧道,穿过排斥障碍而在比传统预测为低的温度下进行融合反应。但是由于这个反应十分的缓慢,所以太阳才不会像氢弹一样瞬间炸毁。

在太阳核反应区之外,四分之一到五分之四太阳半径的范围称为辐射区。在这个区域,密度和温度都很快的向外减少。核反应区产生的能量经此区以辐射转移方式向外传输,将核反应区放出的高能射线逐步降低能量。直到太阳表面将核反应的能量释放出来。

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