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沸腾的恒星物质

2019-11-09 河外星系

沸腾的恒星物质
 
 
有时恒星内部由内向外的辐射流很强,而物质的透过率很小,使得能量在恒星内部被阻塞。于是恒星会借助其他方式把能量由内部带到外部去。这种过程在地球上早已为人们所知道。如果将一个炉底板加热,它将辐射出一部分能量到空间中去,与此同时人们还发现另一种传能方式。炉底板上部的空气被加热后膨胀,使得它的密度下降,热空气上升,因而它原来的位置又被冷的空气所占据。被加热的空气就从炉底板处带走一部分能量到空间的其他位置上去。这种能量传输方式称为对流。如果我们用一个加热器来使房间变热,这时能量就是通过辐射和对流两种方式传输的。在一个露天的火炉上面,在一条被太阳照射而变热的柏油马路上面,热的空气团上升并向上带走热量。而冷的空气则由上向下降落,然后经过一定时间被加热后,又再向上升去。对流在地球大气的能量传输中起着重要的作用,因此气象学家比天体物理学家更早地研究了对流问题。
 

 
有很多恒星,当辐射不能转移其全部能量而必须有对流存在时,它们内部的物质会陷入沸腾的运动之中。在太阳的外表层内不仅有辐射方式进行能量传递,而且有被加热的气团向外传递能量。我们只需一架小型望远镜并配备一个滤光片以挡住耀眼的光线,就能看到太阳的沸腾气体。太阳表面的光亮是不均匀的,我们可以看到直径约为 1000 公里的高温发亮的上升气团,在它们的旁边则是温度低而发暗的下降气体物质。图 4-1 为太阳表面某一瞬间的照片。由图可看到不断变化着的斑状结构,天文学家称它们为米粒组织。它说明在地球上早已为人们所熟知的对流现象在恒星内也同样存在。