太阳是离地球最近的恒星,也是太阳系中唯一发光的天体。它给地球带来光和热,是地球上所有生命的根源。那么太阳的光和热来自哪里呢?以下是边肖为大家整理的太阳的光和热源。希望你会喜欢!
太阳的光和热的来源
从化学成分来说,太阳质量的四分之三左右是氢,其余几乎都是氦,包括氧、碳、氖、铁等重元素,质量不到2%。采用核聚变向Tai 空释放光和热。
对天文学家来说,太阳只是一颗垂死的恒星。但对另一些人来说,太阳是一个炽热的火球,可以为我们提供光和热。
太阳已经燃烧了大约50亿年。是什么让太阳一直燃烧?众所周知,Tai 空中没有空气体,所以没有可供太阳燃烧的氧气。在我们的日常经验中,我们唯一熟悉的燃烧就是火焰燃烧。本质上,这是一个放出光和热的氧化反应。但这不是唯一的反应类型。太阳在燃烧是真的,但这是核反应,不是化学反应。
太阳的燃料是氢原子,太阳质量的73%由这种化学元素组成。太阳的光和热来自其中心区域,这里的温度高达1500万摄氏度,压力高达3000亿个地球大气压。在这样的极端高温高压下,四个氢原子可以汇聚成一个氦原子,释放能量。所以氢聚变不需要氧气的参与,太阳的“燃烧”也不需要氧气。
太阳每秒钟燃烧426万吨氢原子。根据爱因斯坦的质能方程E = MC ^ 2,可以计算出太阳的功率为3.85×10 ^ 26瓦,相当于每秒9.19×10 ^ 10吨TNT爆炸。
那么,太阳最终会熄灭吗?
答案是显而易见的,太阳最终会燃尽,但这需要非常长的时间,因为太阳有充足的燃料。自数十亿年前诞生以来,太阳已经消耗了一半的氢燃料。目前,太阳包含的氢燃料足够再燃烧50亿年。当氢燃料耗尽,核心坍塌,温度上升,太阳将开始燃烧氦。这时,太阳会膨胀成一颗红巨星。之后太阳外层被剥离,剩下一颗白矮星。经过数十亿次的冷却,白矮星最终完全变暗,在宇宙中彻底消亡。、
太阳的活动
太阳看起来风平浪静,其实无时无刻都有暴力活动。太阳从内到外分为核反应区、对流层和大气层。1/2亿的能量辐射到地球上,成为地球上光和热的主要来源。太阳黑子、耀斑、日冕物质抛射(日珥)等地表和大气中的活跃现象会使太阳风大大增强,从而产生许多地球物理现象,如极光的增加、大气电离层和地磁的变化等。
太阳活动和太阳风的增强还会严重干扰地球上无线电通信和空间设备的正常工作,造成卫星上精密电子仪器的损坏,地面通信网络和电力控制网络的混乱,甚至威胁航天飞机和空站宇航员的生命。因此,监测太阳活动和太阳风的强度,及时做出“空天气预报”变得越来越重要。
黑痣
4000年前的古代,祖先们用肉眼,通过普通的光学,看到了像三脚乌鸦一样的太阳黑子。
望远镜观察太阳,观察光球的活动。你经常可以在光球上看到许多黑点。他们被称为“太阳黑子”。太阳表面黑子的大小、数量、位置和形状每天都不一样。黑子是光球层物质剧烈运动形成的局部强磁场区,也是光球层活动的重要标志。对太阳黑子的长期观察发现,有些年份黑子多,有些年份黑子少,有时太阳表面甚至几天、几十天都没有黑子。天文学家早就注意到,太阳黑子从最大或最小年到下一个最大或最小年的间隔约为11年。换句话说,太阳黑子的平均活动周期为11年,这也是整个太阳的活动周期。天文学家把黑子最多的一年称为“太阳活动峰年”,黑子最少的一年称为“太阳活动谷年”。
经过几个世纪的研究,人类对太阳黑子的研究已经取得了一些成果。
分为以下几点:
1.太阳黑子是太阳表面温度相对较低并呈现黑色的区域。
2.太阳黑子会干扰地球磁场和电离层。指南针不能正确指示方向,动物迷路,无线电通信受到严重影响或中断,直接危及飞机、船舶、卫星等通信系统的安全。
在太阳黑子活动的高峰期,太阳会发出大量的高能粒子流和X射线,会在地球上引起地磁暴,导致气候异常,从而地球上的微生物大量繁殖,为流行病提供了温床。
同时,太阳黑子的活动还会引起生物物质的电离,引起感冒病毒中的遗传因子变异,或变异遗传,产生传染性强的亚型流感病毒,形成流感,或引起人体生理上其他复杂的生化反应,影响健康。
因此,当太阳黑子数量达到顶峰时,人类应及早预防流行性疾病。
有趣的是,一位瑞士天文学家发现,太阳黑子多的时候,气候干燥,农业丰收,太阳黑子少的时候,暴雨成灾。地震学家发现,当太阳黑子的数量增加时,地球上的地震就更多。植物学家发现,随着太阳黑子的出现,植物的生长也呈现出11年的周期变化。有多少黑子长得快,就有多少黑子长得慢。
太阳耀斑
太阳耀斑是一种强烈的太阳活动,是太阳能的高度集中释放。
这个过程。一般发生在色球层,所以也叫“色球层爆发”。主要观测特征是太阳上突然出现的亮点(往往在黑子群空),其寿命只有几分钟到几十分钟,亮度上升快,下降慢。特别是在太阳活动高峰期,耀斑频繁出现,并变得更强。
虽然只是亮点,但是一旦出现,那简直就是惊天动地的爆炸。这种亮度增强所释放的能量相当于10万到100万次强烈火山爆发的总能量,或者是数百亿颗百吨级氢弹的爆炸;然而,一个大耀斑可以在20分钟内释放10倍的25次方焦耳。
耀斑除了太阳表面局部突然变亮之外,主要表现为射电波段到X射线的辐射通量突然增强。耀斑发出的辐射有很多种,包括紫外线、X射线和伽马射线、红外线和射电发射、冲击波和高能粒子流,甚至还有能量极高的宇宙射线。
耀斑对地球空之间的环境影响很大。色球层发生了爆炸,地球大气层立刻出现了余音。耀斑爆发时会发射出大量高能粒子到达地球轨道附近,严重危及航天器内宇航员和仪器的安全。当耀斑辐射靠近地球时,会与大气分子发生剧烈碰撞,破坏电离层,使其失去反射无线电波的功能。无线电通信,尤其是短波通信,以及电视和广播都会受到干扰,甚至中断。耀斑发出的高能带电粒子流与地球高层大气发生反应,产生极光,扰乱地球磁场,从而引起磁暴。
此外,耀斑对气象和水文也有不同程度的直接或间接影响。正因为如此,人们越来越关注耀斑爆发的探测和预测,并试图揭开耀斑的神秘面纱。
光斑
光球上比周围亮的斑点组织。用天文望远镜观测时,经常可以发现光球表面有明有暗。这种亮点和暗点是由于这里的温度不同而形成的。较暗的点称为“黑子”,较亮的点称为“黑子”。光点经常“表演”在太阳表面的边缘,很少出现在太阳表面的中心区域。由于太阳表面中心区域的辐射属于光球层的深层气体层,边缘光主要来自光球层较高的部分,光斑高于太阳表面,因此可以视为光球层上的“高原”。
光点也是太阳上的强烈风暴,天文学家称之为“高原风暴”。但相对于乌云翻滚、暴雨大风的地面风暴,“高原风暴”的性质要温和得多。光斑的亮度只比安静的光球层稍强,一般只大10%;温度比宁静的光球层高300℃。很多黑子与黑子有着不解之缘,经常围绕着黑子“表演”。少数黑子与黑子无关,活跃在70°高纬度地区,面积相对较小。斑的平均寿命在15天左右,较大的斑寿命可达三个月。光点不仅出现在光球层,而且在色球层也有它活跃的地方。当它在色球层上“表演”时,其活动的位置大致与它在光球层上的出现相吻合。但是,色球上出现的不叫“光斑”,叫“光谱斑”。其实光点和光谱点是同一个整体,只是它们的“居所”高度不同而已。就像一栋楼,光点住楼下,光谱点住楼上。
米粒组织
米粒是太阳光球层上的一种太阳表面结构。
它呈多边形粒子状,只有天文望远镜才能观测到。米粒的温度比米粒之间的区域高300℃左右,所以明亮可见。虽然是小颗粒,但实际直径是1000 km ~ 2000 km。
亮米粒很可能是从对流层上升到光球层的热气团,不随时间变化,分布均匀,表现出强烈的波动性。米粒上升到一定高度,很快就会变冷,立刻沿着上升的热气流之间的空缝隙下降;寿命也很短。从它的出现到消失,几乎比地球大气层中的云还要快。平均寿命只有几分钟。此外,发现的超颗粒化规模约3万公里,寿命约20小时。[13]
太阳风
太阳风是一种来自太阳,以200-800 km/s的速度运动的连续等离子体流,虽然这种物质不同于地球上的空气体,但它不是由气体分子组成,而是由比原子小一个级别的更简单的基本粒子——质子和电子组成。但是,它们流动产生的效果与空气体非常相似。
当然,太阳风的密度与地球上的风相比是非常非常稀薄和微不足道的。一般在地球附近的行星际空间空每立方厘米有几个到几十个粒子。地球上的风的密度是每立方厘米2687亿个分子。虽然太阳风非常稀薄,但它比地球上的风吹得更猛烈。在地球上,12级台风的风速超过每秒32.5米,而太阳风在地球附近的风速往往维持在每秒350 ~ 450公里,是地球风速的数万倍,最猛烈时可达每秒800多公里。
太阳从太阳大气最外层日冕向空连续喷射的物质粒子流。这种粒子流是从冕洞喷射出来的,主要成分是氢粒子和氦粒子。太阳风有两种:一种是持续辐射的,速度低,粒子含量少,称为“持续太阳风”;另一种是太阳活动时辐射的太阳风,速度快,粒子含量高。这种太阳风被称为“扰动太阳风”。扰动太阳风对地球影响很大。当它到达地球时,往往会引起巨大的磁暴和强烈的极光,以及电离层扰动。
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