太阳的演化史.doc

河瀚讀書會
江玉燕2002.11.11導讀
太陽的演化史
導讀資料：千億個太陽【第五章】
一、 今日太陽
1. 太陽內部模型
對流層底溫度高達106度，約比表層溫度高170倍。
2. 太陽外層的氦含量（代表原始太陽的物質成分）～270克氦/1000克物質；但中心區域的氦含量～590克氦/1000克物質。
3. 太陽核心以質子-質子鏈的方式進行核融合反應。
4. 自然界的重氫含量少，星際介質中有少部分含量，太陽形成之初應會有，但目前太陽的外層大氣卻沒有發現～太陽表層的重氫會隨對流下降，在未達到底層就會和一個正常氫原子融合成氦的同位素（當溫度達50萬度）。

二、 太陽在赫羅圖中的演化歷程：
（計算機推演模型）：
1. 原始太陽核心區氦元素的形成速度～
10-7克氦/103克氫/年。
2. 今日太陽的性質是反映核心區域氦含量變大的狀況～約經歷45億年。
3. 未來的太陽～
A. 原始太陽經過100一年後，光度及體積都會增加一倍左右；中心區域為一個氦核（氫已耗盡），唯有在氦核邊界與外層氫物質接觸之處，還有一個可以發生氫融合的殼層。
B. 130億年之後，太陽在赫羅圖中移到紅巨星區域。此時太陽將比現今大100 倍，光度增大2000倍，但表面溫度卻只有4000度左右。
三、 從球狀星團的赫羅圖對照太陽的演化
（圖中黑線為類似太陽恆星的演化軌跡）
四、 太陽計算機模型不能解決的問題：
1. 太陽的鋰元素含量較地球或地球上的流星物質相比，只有其含量的1/100，有可能是～在太陽形成後及尚未開始氫核融合前，太陽對流層延伸到比現在更深的深度，鋰沉落經過高達300萬度高溫區域時被破壞了（氫與鋰融合成兩個氦）。
2. 太陽中微子的測得量只有理論值的1/4
A. 太陽微中子來源～
Ø 質子-質子鏈反應中，兩個氫原子融合時釋出的（低能量的中微子）。
Ø 質子-質子鏈相關的附加反應中會產生放射性同位素Be8，會放出一個高能量的中微子。此中微子可以氯同位素Cl37稍做阻擋作用，反應會產生亞同位素Ar37（只能存在35天）。

B. 雷蒙德‧戴維斯的太陽中微子實驗～戴維斯將39萬生的四氯乙烯冠入地下1500公尺深的池子（池子微很後的水層所包圍），四氯乙烯每個分子所含的四個氯原子中有一個Cl37，可以和中微子作用。假如太陽模型正確，整個池子應會有35個Ar37子，但四天的總測得量財等於原先推測的一天總量。
C. 除了Cl37之外，質量數71的鎵同位素也會在吸收一個中微子後形成鍺。此種方式可直接測到質子-質子鏈反應的低能量的中微子；但是要使太陽中微子流量造成每天至少有一個鎵原子變為鍺原子，那麼池子中至紹要有37噸的鎵，此數量和全世界純鎵的總量相比不是一個小數量（一噸鎵的價格約為100萬馬克）。
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