在太陽系,太陽是絕對的主宰,它占據(jù)了整個太陽系99.86%的質(zhì)量,在質(zhì)量為王的宇宙中,太陽憑借著這個優(yōu)勢牢牢地把握著太陽系的控制權(quán)。
能力越大,責(zé)任越大,太陽統(tǒng)治著太陽系,也作出了它該有的貢獻(xiàn),那就是成為了萬物之源,也是地球能夠孕育生命的最重要因素。那么,太陽到底為什么會發(fā)光呢?
我們現(xiàn)在知道,太陽的主要組成元素就是氫和氦,其他的元素只占了極少的一部分。太陽的總質(zhì)量大約是2000億億億噸,是地球的33萬倍,這意味著它包含了數(shù)不勝數(shù)的物質(zhì)。這些物質(zhì)在引力的作用下,形成了一顆半徑約69.6萬公里的巨大恒星,這個半徑是地球的109倍,如果地球是一枚一元錢硬幣,太陽就有10層樓那么高。換算成體積,太陽內(nèi)部能裝下整整130萬個地球!
這個巨大的身軀,可以分為幾個不同的結(jié)構(gòu):
- 核反應(yīng)區(qū):從最中心到0.25個太陽半徑處,是核聚變發(fā)生的位置;
- 輻射區(qū):0.25-0.86個太陽半徑的范圍內(nèi)都是輻射區(qū),包含各種輻射和粒子流,核聚變的能量要從這里傳遞出去;
- 對流層:厚度大約十幾萬公里,是太陽內(nèi)部對流最劇烈的區(qū)域;
- 大氣層:又分為五個區(qū)域,依次是溫度極小區(qū)、色球?qū)印⑦^渡區(qū)、日冕、和太陽圈。
天文學(xué)家在特殊波段下拍攝的太陽
科學(xué)家指出:太陽的核心區(qū)域溫度高達(dá)1500萬攝氏度,并且壓力也達(dá)到了大氣壓的3000億倍。在這樣的恐怖的環(huán)境下,原子也無法抵抗,被相互壓縮在一起,就這樣,氫原子核(也就是質(zhì)子)聚變?yōu)楹ぴ雍耍⑶疫€有中微子和正電子等產(chǎn)物,同時釋放出驚人的熱量。
每秒鐘,太陽核心處都有6億噸氫聚變?yōu)?.96億噸氦,其余部分都以愛因斯坦質(zhì)能方程E=mc2的形式轉(zhuǎn)化為能量釋放出來,照耀著整個太陽系,以及輻射出大量的電磁波和高能粒子。不過,除了中微子之外,包括能量在內(nèi)的其他產(chǎn)物都無法馬上從太陽核心處釋放出來,它們會在太陽的輻射區(qū)碰撞到外面的粒子,將能量傳遞過去,最終最外面的粒子被釋放出去。因此,雖然太陽表面釋放的光經(jīng)過8分20秒就能傳到地球,但是產(chǎn)生它的能量在幾萬甚至幾十萬年前就在太陽核心處產(chǎn)生了。
(圖片說明:太陽內(nèi)部進(jìn)行的質(zhì)子-質(zhì)子鏈反應(yīng)示意圖)
太陽的恐怖體積和質(zhì)量都讓我們震驚,但是在銀河系中,它也只不過是一顆普通的恒星。據(jù)科學(xué)家推測,銀河系內(nèi)一共有1000-4000億顆恒星,這些恒星根據(jù)光譜可以分為O、B、A、F、G、K、M等,其中太陽屬于G型星,也就是黃矮星。
據(jù)推測,太陽比銀河系中80%的恒星都要巨大,但是和更加巨大的恒星相比不值一提。比如最大的恒星盾牌座 UY,直徑可能達(dá)到了太陽的1709倍,體內(nèi)足以放下50億個太陽!這顆迄今為止人類已知最大的恒星,質(zhì)量是太陽的7-10倍,光度也超過了太陽的80000倍。在它面前,太陽大概就是這樣的——
盾牌座 UY和太陽的對比示意圖
這樣的——
或者是這樣的——
不過,體積巨大也未見得就是一件好事。由于內(nèi)部壓力更加巨大,溫度更高,所以這種巨大的恒星內(nèi)部的核聚變也更加劇烈,這就導(dǎo)致它們的壽命非常短,甚至可能只有幾千萬年。相比之下,我們的太陽則更加長壽一些,可以燃燒100億年。算上它已經(jīng)形成的46億年,它還有超過50億年的壽命。
當(dāng)然,如果體積比太陽更小,那么恒星的壽命就會更長久。宇宙中最小的恒星是M型星,也就是通常所說的紅矮星。這種恒星體積比太陽小得多,溫度也更低,相反的,壽命卻更長。根據(jù)天文學(xué)家的分析,宇宙中最長壽的紅矮星,壽命甚至可以高達(dá)10000億年。要知道,我們的宇宙才只有138.2億年的歷史。