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太阳是怎样形成的视频

发布时间: 2022-06-19 10:55:53

1. 太阳是怎么形成的

宇宙在大爆炸后,产生的最基本的物质就是氢原子和氢分子。经过了数十亿年的积聚形成了,早期的星云团。星云团在经过100万年的时间后,中心就会形成一个密度最大、温度最高的气状圆盘,这个圆盘在自身重力的不断收缩下,温度不短升高,大约在1000万摄氏度时开始发生核聚变反映(氢、氦反应),这就形成了恒星。
简单的说,就是在一大堆气体不断向中心靠近,致使内部压力不断增大,温度也在不断增大;当压力、温度达到一定程度时氢、氦就发生核聚变反应。这使恒星就生成了。
而太阳大约在50亿年前由像上面所述的情况下形成的。

2. 太阳系是怎样形成的最好是视频

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形成和演化
艺术家笔下的原行星盘
太阳系的形成据信应该是依据星云假说,最早是在1755年由康德和1796年由拉普拉斯各自独立提出的。这个理论认为太阳系是在46亿年前在一个巨大的分子云的塌缩中形成的。这个星云原本有数光年的大小,并且同时诞生了数颗恒星。研究古老的陨石追溯到的元素显示,只有超新星爆炸的心脏部分才能产生这些元素,所以包含太阳的星团必然在超新星残骸的附近。可能是来自超新星爆炸的震波使邻近太阳附近的星云密度增高,使得重力得以克服内部气体的膨胀压力造成塌缩,因而触发了太阳的诞生。 被认定为原太阳星云的地区就是日后将形成太阳系的地区,直径估计在7,000至20,000天文单位,而质量仅比太阳多一点(多0.1至0.001太阳质量)。当星云开始塌缩时,角动量守恒定律使它的转速加快,内部原子相互碰撞的频率增加。其中心区域集中了大部分的质量,温度也比周围的圆盘更热。当重力、气体压力、磁场和自转作用在收缩的星云上时,它开始变得扁平成为旋转的原行星盘,而直径大约200天文单位,并且在中心有一个热且稠密的原恒星。 对年轻的金牛T星的研究,相信质量与预熔合阶段发展的太阳非常相似,显示在形成阶段经常都会有原行星物质的圆盘伴随着。这些圆盘可以延伸至数百天文单位,并且最热的部分可以达到数千K的高温。 一亿年后,在塌缩的星云中心,压力和密度将大到足以使原始太阳的氢开始热融合,这会一直增加直到流体静力平衡,使热能足以抵抗重力的收缩能。这时太阳才成为一颗真正的恒星。 相信经由吸积的作用,各种各样的行星将从云气(太阳星云)中剩余的气体和尘埃中诞生: 1.当尘粒的颗粒还在环绕中心的原恒星时,行星就已经开始成长; 2.然后经由直接的接触,聚集成1至10公里直径的丛集; 3.接着经由碰撞形成更大的个体,成为直径大约5公里的星子; 4.在未来得数百万年中,经由进一步的碰撞以每年15厘米的的速度继续成长。 在太阳系的内侧,因为过度的温暖使水和甲烷这种易挥发的分子不能凝聚,因此形成的星子相对的就比较小(仅占有圆盘质量的0.6%),并且主要的成分是熔点较高的硅酸盐和金属等化合物。这些石质的天体最后就成为类地行星。再远一点的星子,受到木星引力的影响,不能凝聚在一起成为原行星,而成为现在所见到的小行星带。 在更远的距离上,在冻结线之外,易挥发的物质也能冻结成固体,就形成了木星和土星这些巨大的气体巨星。天王星和海王星获得的材料较少,并且因为核心被认为主要是冰(氢化物),因此被称为冰巨星。 一旦年轻的太阳开始产生能量,太阳风会将原行星盘中的物质吹入行星际空间,从而结束行星的成长。年轻的金牛座T星的恒星风就比处于稳定阶段的较老的恒星强得多。 根据天文学家的推测,目前的太阳系会维持直到太阳离开主序。由于太阳是利用其内部的氢作为燃料,为了能够利用剩余的燃料,太阳会变得越来越热,于是燃烧的速度也越来越快。这就导致太阳不断变亮,变亮速度大约为每11亿年增亮10%。 从现在起再过大约76亿年,太阳的内核将会热得足以使外层氢发生融合,这会导致太阳膨胀到现在半径的260倍,变为一个红巨星。此时,由于体积与表面积的扩大,太阳的总光度增加,但表面温度下降,单位面积的光度变暗。 随后,太阳的外层被逐渐抛离,最后裸露出核心成为一颗白矮星,一个极为致密的天体,只有地球的大小却有着原来太阳一半的质量。最后形成暗矮星。

3. 太阳系是如何形成的

太阳系的形成过程
太阳系的形成和太阳自身演化密不可分,太阳的形成要经历三个时期五个过程,即星云时期、变星时期和主序星时期,五个过程是冷凝收缩过程、快引力收缩过程、慢引力收缩过程、耀变过程和氢燃烧过程,而行星的形成仅仅是太阳演化过程中的副产品,也就是太阳演化到某个阶段才形成了行星和卫星等天体。这是个非常复杂的演化过程,既有规律性,又有特殊性,还有偶然性,本文只略述太阳系的形成过程,不作理论推导和复杂的数学计算,只给出计算的结果。
1.星云时期 (包括冷凝收缩过程和快引力收缩过程)
太阳系是银河系的一部分,距银心2.5万光年,在猎户旋臂附近,太阳带领她的大家族以250公里/秒的速度绕银河中心旋转,周期约2亿年,50亿年之前若干亿年太阳系原始星云就在这个位置上。她是巨大的银河系原始气体云团(即星际云)冷缩断裂后分离出来的一小块星云,有初始速度和一定温度(不是高温),星云直径约3000天文单位,其实星云没有明显的边界,是个弥漫的氢气团,密度很低,约10_17克/厘米3,星云质量是太阳质量的1.5-2倍,温度在300K以下,有自转,但很慢,几乎和公转同步,星云主要成分是氢,占71%,其次是氦占27%,其它各种元素占2%,这里面包括从超新星爆发飞来的重元素和金属物质,还有挥发性物质和尘埃等。太阳系原始星云绕银河系中心运转,一开始就有角动量,在冷凝收缩过程中自转加快,就使自转不再与公转同步,又由于星云内侧和外侧到银心距离不等,在绕银心做开普勒运动时形成速度梯度,里快外慢,出现较差转动,星云在银心的潮汐力作用下发生湍动,并形成大大小小的涡流,各个涡流之间相互碰撞和兼并,又形成大的涡旋,最后形成一个更大的中心旋涡,由于星云继续缓慢的冷凝收缩,旋涡自转速度逐渐加快,大量物质开始向旋涡中心汇聚,致使中心区物质密度增大,引力增强,形成中心引力区,于是物质又在引力作用下加快向中心旋落,星云的冷凝收缩逐渐被引力收缩所代替,这时星云已由原来的3000天文单位缩至70天文单位,大约经过几十亿年的时间,其间星云体温度下降到几十K,物质损失较大,部分物质散逸到宇宙空间。
随着星云中心引力区的增强,加快了物质向中心旋落,形成了星云坍缩,进入快引力收缩过程。在星云内部物质从四面八方沿着涡旋方向迅速向中心下落,形成粗细不同的螺旋线式的物质流,星云也逐渐拉向扁平,形成阔边帽式的园盘,螺线状的物质流逐渐演变成四条旋臂,只要角动量不足就不会形成圆环,只能形成旋臂。从正面看犹如缩小的银河系,成旋涡结构,从侧面看类似NGC4594天体(M104),在平行总角动量轴的方向上收缩不受限制,坍缩迅速,增加的引力势能转变为物质的内能,而在赤道平面上收缩受到限制,这是因为受到离心加速度的作用削弱了引力,使收缩缓慢,才形成中央凸起四周扁平的带有旋臂的园盘,从总体看星云仍在继续收缩,角动量仍然向旋臂和中心区转移,当内旋臂收缩到距中心5.2天文单位时,转速逐渐达到13.1公里/秒,自转产生的离心力和中心区的引力相平衡,旋臂就停留在这一位置而不再收缩,但中心区的物质继续快速收缩,中心区与旋臂发生断裂,中心区继续收缩形成原太阳,占星云总质量的99.8%,而四条旋臂的质量还不到0.2%,此时原太阳对旋臂仍有很强的引力作用,同样旋臂也对原太阳有牵制作用,原太阳的自转受到滞后作用,转速渐渐减慢下来,把原太阳的角动量又转移到旋臂上,这时旋臂上物质只要角动量不足还会继续向中心旋落,但到达内旋臂处就不能再落下去了,因此内旋臂物质积累越来越多,而外旋臂物质相对减少了。当四条旋臂逐个达到开普勒轨道速度就演变成四道园环,园环位置按提丢斯—彼得定则分布,分别在木、土、天、海轨道位置上,它们的角动量占星云总角动量的99.5%,这就是太阳系角动量分布奇特的原因。以此种方式形成的拉普拉斯环不存在所需角动量不足的困难。
中心区坍缩成原太阳,物质密度增大,分子间相互碰撞频繁,产生的内部压强逐渐增大,使核心处物质挤压在一起形成星核,并释放大量能量,中心温度升高,增加的热能通过对流方式向外传播,星体呈现微微放热状态,整个星云体类似猎户座KL红外源区一样的天体。星云时期的快引力收缩过程历时很短,大约几千年,我们常说太阳有50亿年的历史,大概就从这时算起吧。
2.变星时期(包括慢引力收缩过程和耀变过程)
星云形成四道园环后,绝大部分质量都集中在中心区百分之一天文单位范围内,物质密度大增,分子间相互碰撞更加频繁,温度升高,压强增大。当内部辐射压和自吸引力接近相等时出现准流体平衡,星体不再收缩或者仅有微小脉动收缩,太阳的雏型基本形成,中心是快速旋转的坚实星核,核外是辐射区,再往外到表面是对流层,原太阳逐渐转入慢引力收缩过程。
原太阳内部物质运动非常复杂,因物质是气态流体,与刚体大不一样,在自转中出现了许多复杂的运动状态,因惯性离心力的作用赤道物质有拉向扁平的趋势,两极处物质必向赤道方向流动,极处物质减少了,但引力的作用是维持球形水准面,所以也必有物质向两极处流去,以补充那里的物质不足,于是在赤道两侧形成旋转方向不同的涡流,并随物质流动渐渐靠近赤道,这就是有名的蝴蝶图,这种状态直保持到现在,如太阳黑子运动。随物质对流和自转相互作用,角动量向赤道转移,从而形成星体的较差自转。核心处高密高压和高温不断增加,扰乱了热平衡梯度,通过混合长把动能和热量向外传输,温度较低的物质向下沉,形成对流,并发展为从内到外的湍流。当中心温度上升到2000K时,氢不能保持分子状态,而变成原子,并吸收大量热能,促使压力骤降,抵不住引力,中心区崩陷为体积更小密度更大的内核,并产生强烈的射电辐射,这些能量辐射可从星体稀薄处穿过而到达星体表面,因而可形成一些亮条,这就是H-H式天体。
星体内部不仅有高速运动分子产生的热能,还有原子级释放的电磁能,核心温度更高,星体自转虽然减慢下来,但星核还是快速自旋,核区附近的等离子体也随之快速旋转,星体磁场产生了,磁力线从两极附近穿出,星体这时产生了射电辐射,而内部热能不断传送到表面,表面温度可达1000K,并放射红光,这种能量传递时起时伏,表面温度也就忽高忽低,表现的星等就是忽大忽小的变化。有时能量积累到一定程度还会发生猛烈地喷发,抛出物质,在几天之内星等可上升5、6个等级,这个时期相当于金牛T型变星期或者类似鲸鱼座UV型耀星期,即为耀变过程。
原太阳中心区的温度逐渐升高,当达到80万K时,氢被点燃发生核聚变,首先是氢和氘聚变为一个氦核,产生光子并释放大量核能,突然猛增千百倍能量,必将产生猛烈地喷发,星体亮度也就突然增亮好多倍,这就是耀星或新星爆发,原太阳进入耀变过程,在这期间内发生过多次猛烈地喷发,释放大量能量和抛射物质,并带走一部分角动量,比较大的喷发有四次。因太阳质量不算太大,就没有更大的全面爆发,仅仅是局部喷发而已。
喷发是从星体内部核反应区开始的,那里的星核自转非常快,可达每秒数百公里。物质具有极高的能量,因此喷出物高温高速,第一次喷出物的质量约是太阳质量的百万分之三,温度一万多度,喷出速度高达每秒616.5公里,呈熔融半流体状态,高速自旋,在飞离原太阳过程中边降温边减速,当它到达目前金星轨道处速度刚好与开普勒轨道速度同步,便留在轨道上绕原太阳运转。仅过几十年,原太阳又发生第二次喷发,喷出物比前次略多些,仍是高温熔融状态,高速自旋,初速度比前次略大,当它进入到现今的地球轨道处便绕原太阳运行。又过数百年,原太阳又发生第三次喷发,这时的星核温度进一步增高,达300万度,发生氘、锂、铍、硼等核反应,释放能量更大,喷出物质没有前两次多,但初速度却大些,其中最大的一个团块进入到现今的火星轨道上,更多的碎块遍布在木星和火星轨道之间,经过三次喷发,原太阳处于暂时休顿状态,持续几千年,但星体中心温度仍在继续升高,当达到700万度时发生四氢聚变氦的质子-质子反应,释放大量光子和能量,原太阳发生第四次猛烈喷发,这次喷发物是太阳质量的千万分之二,初速度比前三次都大,因此飞出更远,其中一块较大的喷出物撞击在天王星边缘,溅起的物质碎块抵达海王星轨道处,更多的碎块遍布太阳系空间,有的飞出海王星的外侧。这时原太阳表面温度上升到数千度,放热发光。一个光芒四射的恒星即将诞生。原太阳在变星时期大约有4亿年。
3.主序星时期(包括氢燃烧过程和未发生的氦燃烧过程)
原太阳经过几次耀变逐渐趋于稳定状态,进入氢燃烧过程,释放核能,星核中心核反应区温度可达1500万度,核反应出现碳氮循环反应,但大量的还是质子-质子反应,核中心密度达160克/厘米3,中心压力3.4×1016帕,抵住星体的引力收缩,达到新的热平衡梯度,不再发生喷发现象,进入相对稳定期。这时星体表面温度达5770 K,成为G型星,太阳辐射主要是电磁辐射和带电粒子流,外层大气不断发射的稳定粒子流-即太阳风,驱散星周物质,使太阳更加明朗了,成为一颗年轻的主序星。太阳在主序星期已有46亿年了。太阳活动仍在继续中,表现为11年一个周期,说明太阳还在继续演化中。当太阳中心温度达到1亿度,氦核聚变为碳核和氧核反应,进入氦燃烧过程。
现今太阳系形成理论是en:Emanuel Swedenborg在1734年提出的星云假说。熟悉该着作的康德(Immanuel Kant)于1755年将该理论再发展了一下. 拉布拉斯(Pierre-Simon Laplace) 于1796年独立提出了一个相似的理论.
2。星云假说声称, 46亿年前, 一团巨型分子云的引力崩塌形成了太阳系. 这团原初的云很可能有数光年宽, 并诞生了数颗恒星.
3。虽然原先的看法认为这个过程是比较平静的, 但最近研究发现, 古彗星含有一些只在较大型的爆炸恒星中心形成的元素, 显示太阳形成的场境附近有数个超新星. 这些超新星的震荡波可能在星云中制造了过高密度的区域, 引致崩塌, 从而触发了太阳的形成.
4。在晚期间19世纪 康德-拉普拉斯星云假说被詹姆斯干事麦克斯韦批评了, 谁表示,如果知道的行星的问题在附近曾经被分布了太阳以盘的形式,力量有差别的自转将防止各自的行星的结露。另一反对是太阳拥有较少角动量比康德-拉普拉斯模型表明了。在几十年,多数天文学家更喜欢近碰撞假说 (詹姆斯牛仔裤),行星被认为被形成的由于一些其他星方法到太阳。这个近乎理想的结果将画很多问题在太阳外面和另一个星由他们的相互潮力,可能然后凝聚了入行星。 异议近碰撞假说也提出,并且,在期间40年代,星云模型被改进了这样它变得宽广地接受。 在修改过的版本,原物的大量原恒星假设是更大和角动量差误是归因于的磁力。即年轻太阳通过转移了一些角动量到原恒星盘和星子 Alfvén波浪,像被了解发生T Tauri星。 因为它是只那个已知直到中间90年代,被提炼的星云模型根据我们自己的太阳系的观察整个地被开发了。它未确信地被假设广泛是可适用的对其他星球系统,虽然科学家渴望通过发现原恒星盘甚至行星测试星云模型在其他星附近,所谓的extrasolar行星 。 星星云或原恒星盘 在猎户座大星云和其他现在被观察了星形成区域,通过天文学家使用哈伯太空望远镜。 其中一些是一样大像直径的1000 AU。 自2006年11月,发现在200上exoplanets出现许多惊奇,并且必须校正星云模型占这些被发现的星球系统或者被考虑的新的模型。 没有公众舆论关于怎样解释被观察的‘热木星’, 但一种主导思想是那 星球迁移 。 这个想法是行星一定能从他们最初的轨道移居到一个近他们的星,由任何几个可能的物理过程,例如轨道摩擦,当原恒星盘是充分的氢和氦气气体时。近年来,一个备选模型为太阳系,捕获理论的形成,被开发了。这种理论保持一个通过的对象的重力画了材料在太阳外面,然后冷却并且凝聚形成行星。它被要求这个模型解释太阳星云理论没解释的太阳系的特点。然而,捕获理论被批评了,当它根据广泛被接受的模型预言不同的年龄为太阳比对于行星,而证据表明太阳和太阳系的其余大致形成了在同一时间。

年龄估算

根据放射性定年法en:radiometric dating,太阳系最少有46亿年历史。

首先,科学家在地球上找到最古老岩石的历史有39亿年,但由于地球表面不断受到风化侵蚀、火山活动及大陆漂移影响,如此古老的岩石已经非常罕见。而科学家再参照太阳系早期星云冷却形成的陨石,最古老的(例如en:Canyon Diablo)已有46亿年历史,所以科学家推论太阳系的年龄也最少如此。.

星云假说

原太阳星云
原恒星盘在猎户座大星云,一个轻的年范围内的“星托儿所”的哈伯影像可能非常相似与我们的太阳形成的原始星云盘在猎户座大星云,一个轻的年范围内的“星托儿所”的哈伯图像可能非常相似与我们的太阳形成的原始星云
原恒星盘在猎户座大星云,一个轻的年范围内的“星托儿所”的哈伯影像可能非常相似与我们的太阳形成的原始星云盘在猎户座大星云,一个轻的年范围内的“星托儿所”的哈伯图像可能非常相似与我们的太阳形成的原始星云

星云理论主张46亿年前,从巨人的重心崩溃形成的太阳系分子云彩。这朵最初的云彩是可能的几个光年和被演奏的主人对几个星诞生。虽然过程最初被观看了如相对地平静,古老陨石的最近研究显露在非常大爆炸的星的心脏只形成的元素踪影,表明被形成的太阳在一定数量附近的超新星之内的范围的环境。冲击波从这些超新星也许通过创造overdensity的地区触发了太阳的形成在周围的星云,反过来造成他们崩溃,并且可以修改了早期的太阳系的构成。

崩溃的气体(以着名前太阳星云 的)这些地区之一[6] 将形成什么成为了太阳。 这个地区有直径在7000和20,000AU之间 并且质量太阳(在1.001和1.1太阳质量之间)。它的构成今天认为是与太阳相同: 大约98% (由大量) 氢和氦气礼物从大轰隆和2% 死星的早期世代创造的重元素,抛出这些重元素入星际空间(参见nucleosynthesis)。
太阳系的最丰富元素 同位素 核电子 以
百万
氢1 705,700
氢2 23
氦4 275,200
氦3 35
氧16 5,920
碳12 3,032
碳13 37
氖20 1,548
氖22 208
铁56 1,169
铁54 72
铁57 28
氮14 1,105
矽28 653
矽29 34
矽30 23
镁24 513
镁26 79
镁25 69
硫32 396
氩36 77
钙40 60
铝27 58
镍58 49
钠23 33

星云崩溃了,保护角动量意味它快速地转动了。 随着频率的增加,材料在浓缩的星云之内,原子在它里面开始碰撞,造成他们发布能量作为热。 中心,收集的大多数大量,比周围的圆盘变得越来越热。 当竞争的力量联合重力,气体压力,磁场,并且自转行动了对此,收缩的星云开始铺平入一粗砺转动原恒星盘与200AU直径并且热,密集超新星在中心。

T Tauri星,年轻人的研究,预熔共晶太阳许多星这时认为是相似的于太阳在它的演变,表示,他们由前星球问题圆盘经常伴随。这些圆盘延伸到几百AU并且是相当凉快的,到达只一千个绝对温度在他们最热。 在100百万年以后,温度和压力在太阳的核心变得很伟大它的氢开始熔化,创造抵抗重心收缩力量的内部能源,直到流体静力的平衡达到了。 这时太阳成为了一个完全的星。

行星的形成

原行星盘

从这朵云彩和它的气体和尘土(“太阳星云”),各种各样的行星被认为形成了。 行星形成的当前被接受的方法通认作为累积,行星在轨道开始当尘粒在中央超新星附近,由直接联系在逐渐增加由进一步碰撞的大小最初形成入丛在直径的一和十公里之间,反之碰撞对形式更大的身体(星子),大致5公里大致15 cm每年在下几百万年中。

内在太阳系为挥发性分子是太温暖的像水,并且凝聚的甲烷,如此形成那里的星子是相对地小的(包括只有0.6%圆盘的大量)并且主要组成由化合物与难熔点,例如硅酸盐和金属。 这些岩石身体最终成为了类地行星。 更远,重心作用的木星做它不可能为原行星对象提出一起来,忘记小行星带。

远仍然,在之外冻深线,更加挥发性的冰冷的化合物可能保持坚实的地方, 木星和土星比类地行星能会集更多材料,因为那些化合物是更加共同的。 他们成为了气体巨星,而天王星和海王星夺取较少材料和通认作为冰巨星,因为他们的核心应该被做主要冰(氢化合物)。

年轻太阳的太阳风在然后清除了所有气体和尘土原行星盘,吹它入星际空间,因而结束行星的成长。 T-Tauri星比更加稳定,更旧的星有更强的星风。

“===星云假说的问题=== 一个问题以这个假说是那角动量。以积累在转动的云彩的中心的系统的大量的大多数,假说预言系统的角动量的大多数应该积累那里。然而,太阳的自转比期望慢和行星,尽管会计”为少于系统的大量的1%,因而帐户为超过它的角动量的90%。这个问题的一个决议是尘粒在原始的圆盘创造了在中心减速自转的阻力。

行星在“错误地方”为太阳星云模型是一个问题。天王星和海王星存在区域,他们的形成高度难以置信归结在他们的区域于太阳星云减少的密度和更久的轨道时代。此外,在其他星附近现在被观察的热木星在他们的当前位置不可能形成了,如果他们从“太阳星云”也是形成了。这些问题应付通过假设,互作用与星云和残余星子可能发生星球迁移。 行星的详细的特点是另外问题。 太阳星云假说预言所有行星在黄道飞机将确切地形成。 反而,轨道古典行星有各种各样(但诚然小)倾向关于黄道。 此外,为了气体巨星它被预言他们的自转和月亮系统也不会是倾斜的关于黄道飞机。 然而多数气体巨人有坚固轴向掀动关于黄道,以天王星有98°掀动。 月亮是相对地大关于在不规则的轨道关于他们的行星的地球和其他月亮是另外问题。 它现在被相信这些观察解释的是用在太阳系的最初的形成以后发生的事件。

4. 太阳从哪来的

在宇宙发展到一定时期,宇宙中充满均匀的中性原子气体云,大体积气体云由于自身引力而不稳定造成塌缩。这样恒星便进入形成阶段。在塌缩开始阶段,气体云内部压力很微小,物质在自引力作用下加速向中心坠落。当物质的线度收缩了几个数量级后,情况就不同了,一方面,气体的密度有了剧烈的增加,另一方面,由于失去的引力位能部分的转化成热能,气体温度也有了很大的增加,气体的压力正比于它的密度与温度的乘积,因而在塌缩过程中,压力增长更快,这样,在气体内部很快形成一个足以与自引力相抗衡的压力场,这压力场最后制止引力塌缩,从而建立起一个新的力学平衡位形,称之为星坏。
星坯的力学平衡是靠内部压力梯度与自引力相抗衡造成的,而压力梯度的存在却依赖于内部温度的不均匀性(即星坯中心的温度要高于外围的温度),因此在热学上,这是一个不平衡的系统,热量将从中心逐渐地向外流出。这一热学上趋向平衡的自然倾向对力学起着削弱的作用。于是星坯必须缓慢的收缩,以其引力位能的降低来升高温度,从而来恢复力学平衡;同时也是以引力位能的降低,来提供星坯辐射所需的能量。这就是星坯演化的主要物理机制。
下面我们利用经典引力理论大致的讨论这一过程。考虑密度为 ρ、温度为T、半径为r的球状气云系统,气体热运动能量:
ET= RT= T
(1) 将气体看成单原子理想气体,μ为摩尔质量,R为气体普适常数
为了得到气云球的的引力能Eg,想象经球的质量一点点移到无穷远,将球全部移走场力作的功就等于-Eg。当球质量为m,半径为r时,从表面移走dm过程中场力做功:
dW=- =-G( )1/3m2/3dm
(2) 所以:-Eg=- ( )1/3m2/3dm= G( M5/3
于是: Eg=- (2),
气体云的总能量: E=ET+EG (3)
热运动使气体分布均匀,引力使气体集中。现在两者共同作用。当E>0时热运动为主,气云是稳定的,小的扰动不会影响气云平衡;当E<0时,引力为主,小的密度扰动产生对均匀的偏离,密度大处引力增大,使偏离加强而破坏平衡,气体开始塌缩。由E≤0得到产生收缩的临界半径 :
(4) 相应的气体云的临界质量为:
(5) 原始气云密度小,临界质量很大。所以很少有恒星单独产生,大部分是一群恒星一起产生成为星团。球形星团可以包含105→107个恒星,可以认为是同时产生的。
我们已知:太阳质量:MΘ=2×1033,半径R=7×1010,我们带入(2)可得出太阳收缩到今天这个状态以释放的引力能
太阳的总光度L=4×1033erg.s-1如果这个辐射光度靠引力为能源来维持,那么持续的时间是:
很多证明表明,太阳稳定的保持着今天的状态已有5×109年了,因此,星坯阶段只能是太阳形成像今天这样的稳定状态之前的一个短暂过渡阶段。

5. 太阳是怎么产生的

在宇宙中,存在着许多星际弥漫物质。密度较大的地方就象一团团云块,因此被称为星际云。太阳就是由星际云形成的。在星际云中,由于万有引力的作用,它要发生收缩,同时,分子和原子的热运动会产生膨胀压力。在质量较大、温度不太高的情况下,万有引力大于膨胀压力,于是星际云在自吸作用下收缩。起初,星际云收缩很快。由于引力势能转化为热运动的动能,温度升高。当密度达到每立方米10-9克时,云内出现涡流,因而出现自转。同时周围物质仍不断向中心聚集。 随着太阳的不断增大,中心温度和密度不断增加,并通过对流方式把能量传出来。当中心温度达到一万度,表面温度二、三千度时,就发出红光、形成原始太阳。太阳刚成为一颗恒星,体积比现在大得多,辐射的总能量也大几倍。太阳成为恒星后收缩过程变慢,当中心温度达一千多万度时,太阳中就开始发生强烈的聚变反应,释放出巨大的能量。由于温度极高,膨胀压力与万有引力达到平衡,这时太阳就达到了稳定阶段。现在太阳就处在稳定阶段的中期。

6. 太阳是怎样形成的

太阳是一颗十分普通的恒星。太阳只是浩瀚宇宙中无数恒星中的一颗,很多恒星与太阳类似,但也有一些恒星较之太阳而言或大或小,或冷或热。总之太阳是恒星中适中的一颗。

在3.5亿年前,地球上生命初开时,太阳与现在有所不同。从表面上看,太阳是浅黄色,比现在小8%~10%,亮度只有现在的70%~75%。此后太阳慢慢变大、变热、变亮,持续了3.5亿年,但比不上仅持续了1~2个世纪的“温室效应”。

今后50亿年,太阳仍然保持稳定。太阳以后可能会由于氢的燃烧比现在略大、略热、略亮,此后,地球会有很大变化。50亿年后,太阳的氦核越来越大,最后坍塌,燃烧成为碳元素,表层的氢继续转化为氦。氦燃烧反应产生的能量将把光球层外推,太阳变为一颗红巨星,吞并水星和金星,并到达地球轨道。太阳红色的表面依然,但会越来越冷。地球仍会被太阳的热量熔化。

太阳变为红巨星以后,还有更多的变化。太阳晚期,光球层也被推开。变成一圈气体和尘埃,又叫行星状星云。随着核反应的停止,太阳变为一颗地球大小的白矮星。太阳的直径将从现在的129万千米变为红巨星时的32190万千米,再变为白矮星时的12800多千米。随着核燃料的耗尽,太阳逐渐冷却,由白依次变为黄、红,最后成为一颗暗星。

7. 太阳的发光原理

太阳的发光原理是其内部时刻都在发生着核聚变。

组成太阳的物质中氢约占71.3%,氦约占27%,其他元素约为2%,太阳由内向外分别为核反应区、辐射区、对流区,太阳中心区域即核反应区,温度高达1500万℃,压力也极大。

因此使得氢聚合成氦的热核反应持续发生,产生巨大的能量,通过辐射区和对流区传递到太阳的表面,通过光球像四周辐射出去,最终到达地球,给地球供给持续不断的能量。

虽然氦聚变产生的能量比氢聚变产生的能量少,但温度也更高,因此太阳的外层将膨胀,并且把一部分外层大气释放到太空中。

当转向新元素的过程结束时,太阳的质量将稍微下降,外层将延伸到地球或者火星目前运行的轨道处(这时由于太阳质量的下降,这两颗行星将会离太阳更远)。

(7)太阳是怎样形成的视频扩展阅读

太阳是磁力活跃的恒星,它支撑一个强大、年复一年在变化的磁场,并且大约每11年环绕着太阳极大期反转它的方向太阳磁场会导致很多影响,称为太阳活动,包括在太阳表面的太阳黑子、太阳耀斑、和携带着物质穿越太阳系且不断变化的太阳风。

太阳活动对地球的影响包括在高纬度的极光,和扰乱无线电通讯和电力。太阳活动被认为在太阳系的形成和演化扮演了很重要的角色,太阳因为高温的缘故,所有的物质都是气体和等离子体。

这使得太阳的转速可能在赤道(大约25天)较快,而不是高纬度(在两极约为35天)太阳因纬度不同的较差自转造成它的磁场线随着时间而纠缠在一起,造成磁场圈从太阳表面喷发出来。

随着太阳每11年反转它本身的磁场,这种纠缠创造了太阳发电机和11年的太阳磁场活动太阳周期。