Pitanje:
Kako je procijenjena srčana temperatura Sunca?
Zoltán Schmidt
2013-09-26 23:04:26 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Procijenjeno je da je toplina unutar jezgre Sunca unutar oko 15 000 000 ° C - ta je vrijednost izuzetno velika. Kako su znanstvenici procijenili ovu vrijednost?

Samo želim ukazati na ovaj vrlo prosvjetljujući članak o poteškoćama u pronalaženju "jednostavnog" sredstva za izračunavanje Sunčeve strukture (a time i centralne temperature), [Sunčeva struktura bez računala] (http://adsabs.harvard.edu/abs /1986AmJPh..54..354C). To je vjerojatno razlog zašto još niste dobili odgovor s jednostavnim algebarskim izrazom za središnju temperaturu.
četiri odgovori:
#1
+15
pohuigin
2013-09-27 01:04:06 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Hidrodinamički modeli Sunca omogućuju jednu metodu procjene njegovih unutarnjih svojstava. Da biste to učinili, moraju biti poznati masa, radijus, temperatura površine i ukupna osvjetljenost (zračena energija zračenja) / s Sunca (određena promatrački). Donoseći nekoliko pretpostavki, npr. Da se Sunce ponaša kao fluid i da se primjenjuje lokalna termodinamička ravnoteža, mogu se koristiti zvjezdane jednadžbe stanja. Na ove se jednadžbe primjenjuju numeričke metode za određivanje unutarnjih svojstava Sunca, poput njegove središnje temperature.

Sjajan primjer za rješavanje ovog problema možete pronaći u dodiplomskom tekstu "Uvod u modernu astrofiziku" Carrolla i Ostliea (odjeljak 10.5). FORTRAN-ov kôd za pokretanje vašeg vlastitog zvjezdanog modela uključen je u Dodatak H.

Sveobuhvatan pregled o tome kako zvijezde različitih masa evoluiraju interno (npr. S obzirom na T, P, itd.) Koji vrijedi čitanje je: http://adsabs.harvard.edu/abs/1967ARA%26A...5..571I

Vrlo zanimljiv povijesni pregled razvoja Standarda Solarni model: http://arxiv.org/abs/astro-ph/0209080

Ovaj (doduše suhi) papir daje vam dobru ideju o tome koliko je dobar 'standard' solarni modeli procjenjuju unutarnja svojstva Sunca pomoću helioseizmologije i mjerenja neutrina kako bi pomogli vezati njihove rubne uvjete: http://adsabs.harvard.edu/abs/1997PhRvL..78..171B Odgovor jest da se nevjerojatno dobro podudaraju (> 0,2% pogreške)

To su bile najmanje tehničke (ali i dalje akademski objavljene) reference koje sam mogao pronaći.

Evo opsežne stranice o stanju -najsuvremenije u solarnom modeliranju i mjerenju unutarnjeg Sunca pomoću helioseizmologije: http : //www.sns.ias.edu/~jnb/Papers/Preprints/solarmodels.html (visoko tehničko)

#2
+6
astromax
2013-09-27 06:04:35 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Sastav se može odrediti uzimajući spektre. Dodatno, masa se može odrediti dinamikom. Ako kombinirate ovo dvoje, pod pretpostavkom da je zvijezda u stanju hidrostatske ravnoteže (što znači da je vanjski toplinski tlak zvijezde zbog fuzije vodika u helij u ravnoteži s unutarnjim navlačenje gravitacije), možete dati izjave o tome koja temperatura i gustoća moraju biti u jezgri. Potrebne su vam visoke gustoće i visoke temperature kako biste stapili vodik u helij.

Sjetite se što se događa: Temperature su dovoljno vruće da vodik u jezgri bude potpuno ioniziran, što znači da, da biste spojili ove protone u jezgre helija, morate prevladati elektromagnetsku odbojnost kad se dva protona približe ( poput naboja odbijaju). Ispod je dijagram procesa jedne određene vrste fuzije ( lančana reakcija protona i protona).

proton-proton

Druga reakcija fuzije koja koji se javlja u jezgrama zvijezda naziva se ciklus ugljik-dušik-kisik (CNO) i dominantan je izvor energije za zvijezde masivnije od oko 1,3 Sunčeve mase. Ispod je prikazan ovaj postupak.

CNO

Uredi:
Netko je naglasio da ovo zapravo ne odgovara na pitanje koje je u pitanju - što je istina. Zaboravivši kako ću sam izvesti neke od osnovnih izračuna stražnje strane omotnice (priznajem, zvjezdana astrofizika definitivno nije moja specijalnost), nabasao sam na vrlo sirovu i jednostavna procjena kako izračunati središnji tlak i temperaturu sunca iz. Izračun ipak ukazuje na točne vrijednosti i ono što treba znati kako bi detalji bili točni.

Ovaj odgovor zapravo ne odgovara na pitanje kako se određuje vrijednost temperature od ~ 10 ^ 7 K.
@ Guillochon Da, u pravu si. Bio sam malo preopćenit. Pokušat ću ažurirati s konkretnijim odgovorom.
@Guillochon Dodao sam vezu. Slobodno izmijenite / uredite moj odgovor ako imate pri ruci bolje informacije.
Temperatura na Suncu NIJE dovoljna da se svlada Coulomova barijera samo za fuziju vodika, već zahtijeva kvantno tuneliranje.
#3
+3
Leos Ondra
2019-05-23 23:32:50 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Termonuklearna fuzija nema nikakve veze sa središnjom temperaturom Sunca. Grubu procjenu temperature možete dobiti (uz neko potrebno pojednostavljenje) slijedeći ovu liniju razmišljanja:

  1. Materijal Sunca je idealan, potpuno ioniziran plin (svi elektroni su odvojene od jezgri);

  2. To znači da je tlak plina proporcionalan njegovoj temperaturi i broju čestica plina u jedinici zapremine;

  3. Pritisak u središtu (unutarnjem dijelu) Sunca mora biti dovoljno velik da podnese težinu svih gornjih slojeva;

  4. Ako pretpostavljate da Sunce se pravi samo od vodika, a središnja temperatura je oko 23 milijuna stupnjeva.

Pretpostavljam da razumijem što želite reći, ali prva rečenica je sporna. Da nema nuklearnih reakcija, Sunce bi sa svojim sadašnjim radijusom imalo istu unutarnju temperaturu. Međutim, ne bi tako ostalo i postalo bi vruće i manje.
Mislim da se razumijemo. Moj odgovor se bavi samo hidrostatičkom ravnotežom (s negeneriranim plinom, temperatura ulazi u otopinu), što daje odgovor na pitanje kako spriječiti kolaps Sunca u mjerilu dana. Zapravo, Sunce zrači - to jest, unutarnja energija plina istječe u svemir, a zvijezda se u skladu s tim mora prilagoditi vremenskom rasponu od milijun godina - zapravo se smanjuje i središnja temperatura raste. U nekom trenutku temperatura je dovoljno visoka da omogući fuziju i zvijezda se stabilizira (energija zračenja generira se fuzijom).
Da, tako da u tom smislu nuklearna fuzija * određuje * središnju temperaturu Sunca ili barem sprječava da postane još vruća. Ali slažem se da ne morate znati o fuziji da biste izračunali trenutnu središnju temperaturu Sunca - s obzirom na trenutnu masu, radijus i sastav.
Slažem se. Izvorno sam samo želio naglasiti da fuzija nije postupak koji održava unutrašnjost Sunca vrućim (gravitacija i zakon o plinu su sve što trebamo). Zapravo, fuzija sprječava da unutrašnjost bude * pre * vruća :-)
#4
+2
Murtuza Vadharia
2014-07-20 23:28:53 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Općenito: izrađujete modele sunca, a zatim vidite koji se slaže sa svim opažanjima i provjeravate koju temperaturu ovaj model predviđa za jezgru.

Vrlo jednostavan model koji daje dobru aproksimacija: fuzija se događa unutar malog volumena u jezgri, a dio oslobođene energije nakon toga se transportira na površinu dok ne može pobjeći kao svjetlost. Znamo koliko sunca emitira svjetlost, a možete izračunati potrebne gradijente temperature i gustoće koji su potrebni za prijenos ove snage i održavanje sunca stabilnim. Radite od površine prema unutra i dobit ćete procjenu temperature jezgre.

Još jedan lijep pristup je brzina fuzije - to je poznato i iz ukupne snage, a može se usporediti sa brzinom fuzije sunce bi imalo na različitim temperaturama.



Ova pitanja su automatski prevedena s engleskog jezika.Izvorni sadržaj dostupan je na stackexchange-u, što zahvaljujemo na cc by-sa 3.0 licenci pod kojom se distribuira.
Loading...