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灼熱的太陽,層層深入,裏面有什麼?


2022年5月18日 - 宇宙小編  
   

我們將要啟程去太陽的中心。當我們乘坐太空飛船抵達太陽表面時,這次旅程就從距離地球1.48億千米的地方開始了。炎熱的太陽表面大約有5700攝氏度,發出明亮又刺眼的光。當我們近距離觀察時,表面看起來像在冒泡,就像沸騰的水。其中有些氣泡相對更暗,它們比其它氣泡稍微冷些,但太陽的每一寸都是灼熱的。

層層深入——

我們繼續旅行,在太陽表面穿過一個巨大的氣泡,前往我們的第一站:對流層。

圍繞著我們的是一種熱流體,它叫做等離子體。隨著熱氣不斷上升和冷氣不斷下沉,等離子體裏面充滿了氣泡。氣泡在移動、變大和變小。隨著我們的宇宙飛船如同巨浪洶湧的海中劇烈搖擺的船一樣繼續向下飛行時,會發現有些氣泡甚至在爆裂。

在向下飛行了20萬公裏(相當於地球寬度的15倍)時,搖擺終於停止了。我們到達了第二站,輻射層。

太陽的這部分十分熱,飛船外是200萬度的高溫。假設我們能看到單個的光粒子,即光子,我們將會看到它們在叫做原子的微小粒子間彈來彈去。等離子體由這些原子組成。



  

這些前後左右的彈跳形成了一種叫做“隨機遊走”的“舞蹈”。一個光子要花成千上萬年隨機遊走出這一層。

但我們的飛船正在全速前進,所以用比光子少得多的時間通過了這一層。

我們上方所有等離子體的重量往下壓,使我們周圍等離子體的密度比金還大,周圍溫度也上升到了1500萬度!我們已經快到了旅程的最後一站——太陽的核心。

歡迎來到核部——在我們進入核部之前,我們必須縮小到原子的尺寸。因為這是我們了解這裏正在發生什麼的唯一途徑,而這裏都是比一粒沙子小好幾百萬倍的原子。

太陽的核部擁有不可計數的氫原子核,氫是宇宙裏最輕的元素。極高的壓力和熱量將原子推得很近,以至於它們聚合出一個新的,更重的原子。

這就是核聚變,它由聚合在一起的兩個氫原子形成一個完全不一樣的物質——氦。

既然我們已經在太陽的核部了,它究竟長什麼樣?除了極其明亮的光外,它可能還有一種相當粉的顏色。

我們不能完全確定人類眼中的核部是什麼樣的,但是我們在地球上的實驗室裏看到氫等離子體發出粉色的光。所以我們可以據此推測,太陽核部的氫等離子體也有類似的顏色。

(圖解:美國勞倫斯伯克利國家實驗室聚變實驗中的氫等離子體發出粉紅色的光。圖源:瑪裏琳·鐘(Marilyn Chung)/勞倫斯伯克利國家實驗室)

當原子合並的時候,它們以光的形式放出大量的能量。光向上運動通過核部,進入輻射層並在其中彈來彈去,直到最後成功進入對流層。接著,光穿過許多等離子體的氣泡,來到太陽的表面,從這裏出發,光能自由而不間斷地飛向太空。

是時候離開太陽系中最熱的地方,返回地球了。我們的旅行深入到太陽內部70萬千米深的地方,穿過了對流層的氣泡,輻射層數以萬計的光線,最終到神秘的進行著原子融合的核部。



  

當我們返回到地球,然後看向天空中的太陽時,仿佛是在回顧過去的時光。我們現在明白,我們看到的光是在成千上萬年前,在太陽系中最熱的地方創造出來的。

相關知識

太陽核心被認為是由中心點至0.2倍太陽半徑的區域,是太陽系內溫度最高的地方。它的密度高達150,000 kg/m³(是地球上水的密度的150倍),溫度則為15,000,000K(對比於太陽表面的溫度大約是5600攝氏度)。

太陽的能量主要來自將氫融合為氦時的核聚變反應。核心是太陽內部唯一能經由核聚變產生能量的地方,以陽光的形式釋放出熱,從核心向外傳輸的能量加熱了太陽其餘的部分。所有經由核聚變產生的能量在太陽內部必須多次遊遍各個層次之後,才能以陽光或微粒的動能形式逃離太陽。

BY: Wednesday

FY: Sara Webb

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