中国科普博览 2017-12-06
火焰的能量产生机制,我们知道是氧化反应,可是宇宙中没有氧气,那太阳表面,是靠什么机制,来维持太阳表面火焰状结构的能量呢?
看到这个问题,大家的第一反应,可能会觉得是核聚变。确实,太阳核心的核聚变,是太阳能够维持几十亿年,发热发光的最终能量源。
但是具体的恒星表面的火焰结构的形成机制,则不可能跟核聚变产生关系。光球和色球温度太低,根本不可能达到产生核聚变的温度。
日冕温度虽高,但过于稀薄。甚至可以用无碰撞粒子模型来描述。更加不可能产生足够的轻核汇聚。在太阳上,核聚变,只能发生在高温高密度的太阳核心。光子从太阳核心,传递到太阳表面,需要经过太阳内部的对流区和辐射区。
传递时间长达上百万年,无法直接影响太阳表面的活动。如果不是核聚变的,这些火焰状结构的本质,究竟是什么?
我们的主角磁重联出场了。我们往往倾向于忽视磁场的能量。这是合理的,因为我们在地球,所感受到磁场实在太低调了。
我们每个人每时每刻,都处于地球磁场,可是对普通人来说,地磁场除了使指南针偏转。和让高纬度偶尔出现一次极光之外。也就没有其他的影响了。
原因呢?很简单,除了地球磁场的强度本身比较小之外,更重要的,地球上的物质,绝大部分处在电中性状态,无法被磁场影响。
太阳表面的物质处于高电导率等离子状态。受磁冻结效应的支配,这里的冻结不是温度低的意思。通俗的,是说磁感线跟物质冻结在一起。物质如保运动,磁感线就如何运动。
所以按照现有的理论,磁重联是太阳表面所有高能现象的来源。