距离地球一亿四千九百万千米的太阳,无时无刻不在进行着剧烈的核聚变,为地球以及众多星体空间源源不断地提供能量。
核聚变主要发生在从太阳中心至四分之一半径的核反应区,每秒400万吨的质量损失,释放出360000000000000000000(二十个零)千焦的能量,使得太阳核心处温度高达1500万度,压力相当于3000亿个大气压。那么高温高压的太阳核心是什么样子的?
我们将要去太阳中心旅行。当我们乘坐宇宙飞船接近太阳表面时,已经能够感受到太阳的强光和炙热。大约5700摄氏度的温度,光线明亮而刺眼。
当我们一步步靠近时,太阳表面看起来像沸腾的水一样,不断有类似气泡的“东西”在翻腾。有明有暗,有大有小,较暗的气泡比其余的温度稍微低一点。这里是太阳的大气层,分为内外两个大气层,内大气层叫做色球,外大气层叫做日冕。
深入太阳,来一场畅酣淋漓的旅行
继续我们的旅程,穿过一个巨大的气泡,潜入太阳表层,朝着我们的第一站前进:对流层。
我们周围被一种叫做等离子体的热流体包裹,由于热物质上升和冷物质下降的不断运动,对流层存在着强烈的对流运动,也注定这是一段艰难的旅程。
我们的宇宙飞船就像在狂浪中航行的帆船,飘摇摆动,甚至时而发出爆裂声,好在防护措施严密得当,路程一直顺利进行。
在向下行进了十几万公里后,穿过了对流层,摇摆终于停止了。我们到达了第二站:辐射区。
现在我们的宇宙飞船外有200万摄氏度。顾名思义,辐射区包含了各种电磁辐射和粒子流,如果我们能看到被称为光子的粒子,我们会看到它们在构成等离子体的原子之间来回跳跃。
光子的吸收和释放
由于来回跳跃和不断被吸收再释放,一个光子可能需要几十万年才能走出辐射区。
相比对流层,辐射区的路程则要平静漫长的多。上方所有等离子体的重量压下,意味着我们周围的等离子体密度比黄金还要大,而且温度正在飙升至1500万度!这一切都由宇宙飞船的外壳承受。
我们的旅程马上就要到达最后一站:太阳的核心——核反应区。
太阳的核心是亿万个氢原子的家园,氢是宇宙中最轻的元素。巨大的压力和温度将这些原子推得如此之近,以至于它们挤在一起,氢原子核发生聚合作用,生成新的质量更重的氦原子核。这就是核聚变。
现在我们在太阳的核心,它实际上看起来像什么?不仅所有的东西都亮得刺眼,而且它还可能有漂亮的粉红色!
虽然不能完全确定核反应区在人类眼中是什么样子,但是我们已经在地球上的实验室里看到氢等离子体发出粉红色的光芒。因此,我们可以有根据地猜测,太阳核心的氢等离子体看起来也有同样的颜色。
核聚变发生后,以光和热的形式释放出大量的能量。光线向上穿过核反应区,进入辐射区,在那里经过重重反射,直到最后进入对流层。
然后光通过大量的等离子体气泡传播到太阳表面,并从表面不受干扰的自由穿过天际,极小部分最终到达地球。
是时候离开太阳系最热的地方,返回地球了。此次旅程我们深入太阳内部70万公里,当我们回到地球,仰望天空中的太阳时,它依然照亮着天空,直至五十亿年后。