太阳,是一个近乎理想的等离子球体,同时也是一颗光谱为G2V的黄矮星,它的直径是地球的109倍,体积则是地球的130万倍,质量是地球的3300****倍。
毫无疑问,太阳是太阳系中质量最高的天体,如果把整个太阳系内的所有天体质量加在一起,甚至包括小行星和宇宙尘埃,太阳占据总质量的99.86%,从这个角度来看,太阳系中除了太阳之外的天体都是“陪衬”。
那么太阳是怎么诞生的?它为什么可以持续燃烧几十亿年,太阳的燃料又是什么呢?
02 太阳的诞生
大约45.7亿年前,在一片巨大的氢分子云中,因为引力的原因,这些物质相互聚集,达到一定程度后发生了引力坍塌,大约10万后,坍塌中心区域形成了太阳,周围的区域慢慢形成了现在的星系系统。
这是一个十分缓慢的过程中,在太阳系形成的初期,整个星系都动荡不安,剧烈的碰撞不断发生,地球的卫星月球就是在碰撞中产生的,而太阳本身也在不断变化,大约在太阳诞生5000万年后,太阳内部的温度和压力达到极限,导致了内部核心中的“氢元素”开始发生核聚变,至此太阳才成为一颗“主序星”。
为什么原始的太阳系星云会发生变化,促使太阳的诞生呢?科学家认为,太阳系在诞生之前的分子云可能在一个超大质量的恒星附近,这个恒星在走到自己生命的终点后,引起了一次“超新星爆发”,恰好击中了原始太阳系星云,促使了太阳的诞生。
简单了解太阳的形成和演化后可以发现,太阳并不是宇宙中的第一批恒星,很可能是第二代或者是第三代恒星,但是太阳的稳定期很长,大约可以维持这个状态100亿年,也就是说太阳还有50亿年的寿命。
03 太阳的燃烧和“燃料”
为什么太阳可以不停的燃烧整整数十亿年呢?从构成上来看,太阳的大部分都是由“氢”和“氦”组成的,大约四分之三的氢,四分之一的氦,还有2%的重元素代表了太阳不是宇宙中第一批恒星。
太阳燃烧的燃料就是“氢”,大量的氢不断的进行“核聚变”,就是太阳可以持续燃烧数十亿年的原因,甚至太阳还会继续燃烧数十亿年,直到太阳内核中的氢被大量消耗后,才会因为引力失衡膨胀成为一颗红巨星,就算在膨胀成为红巨星后,太阳也不会停止释放热量,直到彻底冷却成为一颗黑矮星,太阳才会真正停止燃烧。
太阳燃烧的本质是原子核发生聚变,根据爱因斯坦的质能方程和质能等价理论,物质可以根据公式转化为能量,两个氢原子的原子核碰撞,聚合成为一个原子核,并且在这个过程中释放出巨大的能量。
它的核心之所以会不断的进行核聚变,是因为高温高压的极端环境,太阳内核温度高达1500万摄氏度,压力可达3000多亿个大气压,这样的环境只能用恐怖来形容,对于人类而言,这样的环境是很难直观想象的。
太阳是一个典型的主序星,虽然没有庞大的体积或者超高的质量,但是像太阳这样的恒星,通常都寿命很长。在宇宙中,越是质量高的恒星,寿命就越短暂,并且在恒星走到生命尽头的时候,会发生一次“剧烈爆炸”,也就是我们常说的“超新星爆发”。
超新星爆发是恒星最后一次“垂死挣扎”,虽然会造成强烈的爆炸,甚至是释放出“伽马射线暴”,摧毁行星的环境。但是恒星死亡时,其实整个恒星上的氦并没有消耗太多,大部分氦元素都会在超新星爆发时喷洒出去,形成新的星云,孕育出新的恒星。
恒星是宇宙中的主角,也是宇宙大尺度结构的基础单位,一个个恒星系因为引力相互组合,形成更大的星系,最终形成了宇宙的物质结构。而人类,只是一个普通的恒星系中,一个小小行星上的生物,面对太阳,我们都无比渺小,更别提面对浩瀚的宇宙了。
总结一下,恒星是从一大片分子云中诞生,太阳之所以可以燃烧数十亿年,是因为太阳内部的核聚变反应,而太阳燃烧的燃料是恒星中大量的“氢”。