恒星在太阳系中运动吗(探究恒星的活动现象必须要了解太阳内部的物理过程)

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太阳的整体结构

太阳内部:

  • 核心区:太阳中心的区域是进行核反应的区域。
  • 辐射区:能量以光子的方式向外传输这就是“辐射区”。
  • 对流区:接近太阳表面的时候能量开始以对流的方式进行传输这就是“对流区”。

太阳大气:

在太阳表面分布着太阳的大气,太阳的大气又可以分为“光球层”、“色球层”、“过渡区”、“日冕层”这样一些区域,同时太阳的物质还在不断地向周围的空间流失,这个称为“太阳风”。

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探究太阳的活动现象必须要了解太阳内部的物理过程

太阳的活动现象反映的是太阳大气里面的一些物理过程,但是它的根源是在太阳内部的对流区,在太阳表面附近由于能量是以对流的方式来进行的,所以在太阳表面的大气里面可以明显地表现出“米粒组织”的结构,这个结构实际上就是气体源在太阳内部循环地上升下降所造成的一种沸腾现象,这个仅仅是太阳表面气体的运动方式所表现的一个观测特征。

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图解:太阳的表面——“米粒组织”结构

太阳表面下是一个 「对流区 」,在对流区里面物质主要是以「离子」和「电子」的方式来存在的,由于太阳本身在转动,根据电磁学的知识,当带电的粒子在运动的时候会产生电场和磁场,由于转动而产生了一个偶极的磁场,这个磁场叫“极向磁场”,太阳的自转并不是一个“刚体”的转动,在不同的区域、不同的位置太阳的转动角速度是不一样的。

不同的纬度,太阳自转的角频率也是不同的,在赤道面的区域太阳自转是最快的,在高纬度的区域,太阳的自转速度也相对地变慢了,这就意味着太阳的转动是“角差”转动的。

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图解:不同纬度太阳自转的角频率

由于这个特点就使得太阳内部的磁场会发生变化,这种变化就表现为由极向的磁场演变为环向的磁场。

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图解:太阳磁场示意图

太阳由于转动产生了一个极向的磁场,在电离的状态下磁场和带电的粒子可以形象的说是冻结在一起的,粒子的运动会改变磁场的位型,当太阳在自转的时候由于它的赤道面的自转角速度更快一些,这就使得“极向磁场”就慢慢地产生“环向磁场分量”,并且随着转动和次数的增加,环向的分量会越来越强,在这个过程里面有些磁场可能会由于一些不稳定会从表面会突出出来,这样突出的磁场在表面看来就像一个拱形的结构,在太阳表面会形成两个相对低温的区域,这两个区域就是所谓的“太阳黑子”。

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图解:太阳磁场形成示意图

太阳黑子下方的磁场阻碍了物质对流,使得热量难以到达两个相对低温的区域

在太阳磁场比较强的区域里面,能量的传输被磁场阻碍了,所以热量没法有效地从里面到达两个相对低温的区域,在外界看来这两个区域就相对变暗了,变暗的区域又可以分为“本影”与“半影”,温度大约在3000~4500K,太阳表面的平均温度大约在5700K,所以温度的差异造成了颜色的变化。

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图解:“本影”与“半影”

太阳磁场的变化导致“黑子”、“耀斑”、“日珥”、“物质抛射”等现象

“太阳黑子”只是太阳活动的一个表观的特征之一,除了黑子之外,还有一些其他的太阳活动现象,譬如“耀斑”、“日珥”、“物质抛射”等等,这些现象都是由于磁场的活动所造成的,磁场突出太阳表面之后形成了拱形的结构。

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图解:“物质抛射”

当太阳大气的物质沿着磁力线运动的时候,就产生了一个类似于耳朵状的形态,称为“日珥”,当磁力线最终破裂流失与外界的磁力线发生“磁重联”的时候,往往会伴随着磁能转变为粒子的动能和热能,这个时候会产生大量的能量释放,这就是所谓的“耀斑”以及“物质抛射”,无论是“耀斑”还是“物质抛射”它们都会使太阳能向周围的星际空间辐射大量的带电粒子,这些带电的粒子会严重地影响地球的磁场、地球的气候,特别是对人类的星际活动有非常重要的影响,所以太阳的活动现象不仅仅是太阳自身的关系特征,还对整个太阳系的生态都有很重要的影响。

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图解:“耀斑”

【作者:

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