輻射層是恒星內部的一個區域,它通過輻射而非對流的方式向外傳遞能量。在太陽這樣的恒星中,輻射層位于核心和對流層之間,占據從0.2至0.71太陽半徑的區間。輻射層中的物質密度很高,導致光子在這里只能自由旅行很短的距離,然后被吸收或散射。這個過程中,光子的波長逐漸變長,從太陽核心發出的γ射線平均需要171,000年才能穿越輻射層。
簡介
輻射層外為對流層,對流層之外是太陽大氣層。在太陽內部,從0.2至約0.7太陽半徑,物質雖然熱且黏稠,能夠將熱輻射向外傳輸,但在這個區域內沒有熱對流的運動。由于溫度梯度低于絕熱下降率,物質不會流動,熱能的傳輸主要依靠氫和氦的輻射-離子發射的光子,但光子在傳遞過程中會被其他離子吸收,因此只能傳遞很短的距離。核心外緣的密度約為20g/ml,至輻射層頂的密度則只有0.2g/ml,遠小于地球上水的密度。在相同的距離中,溫度從7,000,000K降至2,000,000K。電漿的溫度從核心的1,500萬K下降,抵達對流層底部時大約是150萬K。
結構
輻射層是恒星結構的一部分,在恒星結構上屬于外三層。對于主序星,輻射層的位置取決于恒星的質量。質量低于0.3太陽質量的主序星整個都是對流層,沒有輻射層。從0.3至1.2太陽質量的恒星,圍繞核心區域的是輻射層,上面覆蓋著差旋層,將它與對流層分隔開來。輻射層的半徑隨著質量增加而增加,大約1.2太陽質量的恒星幾乎整個都是輻射層。超過1.2太陽質量的恒星,核心區域會成為對流層,在上面覆蓋著輻射層,對流層的質量會隨著恒星總質量的增加而增加。
作用
輻射層的主要功能是幫助恒星進行氫與氦核融合能量的傳輸區。在輻射層內,溫度梯度是溫度變化與半徑的函數。
位置
對主序星─以氫核心的核聚變產生能量的恒星,輻射層的位置取決于恒星的質量。質量低于0.3太陽質量的主序星,整個都是對流層,意思是它們并沒有輻射層。從0.3至1.2太陽質量,圍繞著核心區域的是輻射層,上面覆蓋著差旋層,將它與對流層分隔開來。輻射層的半徑是質量的函數,半徑只會隨著質量增加而增加,大約1.2太陽質量的恒星,整顆幾乎都是輻射層。超過1.2太陽質量的恒星,核心區域會成為對流層,在上面覆蓋著輻射層,在對流層的質量會隨著恒星的總質量的增加而增加。
參考資料 >