Diperkirakan bahwa panas di dalam inti Matahari di dalam sekitar 15.000 000 ° C - nilai ini sangat besar. Bagaimana para ilmuwan memperkirakan nilai ini?
the-sun
temperature
laws-of-physics
core
Zoltán Schmidt
sumber
sumber
Jawaban:
Komposisi dapat ditentukan dengan mengambil spektra. Selain itu, massa dapat ditentukan melalui dinamika. Jika Anda menggabungkan keduanya, dengan asumsi bahwa bintang berada dalam keadaan hidrostatik keseimbangan (yang berarti bahwa tekanan termal luar bintang karena fusi hidrogen menjadi helium seimbang dengan tarikan gravitasi ke dalam), Anda dapat membuat pernyataan tentang berapa suhu dan kepadatan harus di dalam inti Anda membutuhkan kepadatan tinggi dan suhu tinggi untuk memadukan hidrogen menjadi helium.
Ingat apa yang terjadi: Temperatur cukup panas untuk hidrogen pada inti terionisasi sepenuhnya, yang berarti bahwa untuk menggabungkan proton-proton ini menjadi nuklei helium, Anda perlu mengatasi tolakan elektromagnetik ketika dua proton mendekat (seperti muatan mengusir). Di bawah ini adalah diagram proses satu jenis fusi tertentu ( reaksi berantai proton-proton ).
Reaksi fusi lain yang terjadi pada inti bintang disebut siklus karbon-nitrogen-oksigen (CNO), dan merupakan sumber energi dominan untuk bintang yang lebih masif daripada sekitar 1,3 massa matahari. Di bawah ini menunjukkan proses ini.
Sunting:
Seseorang menunjukkan bahwa ini sebenarnya tidak menjawab pertanyaan yang ada - yang benar. Lupa bagaimana melakukan sendiri dasar belakang perhitungan amplop sendiri (saya akui, astrofisika bintang jelas bukan spesialisasi saya), saya telah menemukan perkiraan yang sangat kasar dan sederhana tentang bagaimana menghitung tekanan pusat dan suhu matahari. dari. Namun perhitungan tidak menunjukkan nilai yang benar dan apa yang perlu diketahui untuk mendapatkan rincian yang benar.
sumber
Model hidrodinamik Matahari memungkinkan satu metode memperkirakan sifat-sifat internalnya. Untuk melakukan ini, Massa, jari-jari, suhu permukaan, dan luminositas total (energi radiasi yang dipancarkan) / s dari Matahari harus diketahui (ditentukan secara observasi). Membuat beberapa asumsi, misalnya, bahwa Matahari berperilaku sebagai fluida dan bahwa kesetimbangan termodinamika lokal berlaku, persamaan keadaan bintang dapat digunakan. Metode numerik diterapkan pada persamaan ini untuk menentukan sifat internal Matahari, seperti suhu pusatnya.
Sebuah contoh yang bagus untuk bagaimana mengatasi masalah ini diri Anda dapat ditemukan dalam teks sarjana, 'Pengantar Astrofisika Modern' oleh Carroll dan Ostlie (Bagian 10.5). Kode FORTRAN untuk menjalankan model bintang Anda sendiri termasuk dalam Lampiran H.
Sebuah makalah tinjauan komprehensif tentang bagaimana bintang-bintang dari massa yang berbeda berevolusi secara internal (misalnya, sehubungan dengan T, P, dll.) Yang layak dibaca adalah: http://adsabs.harvard.edu/abs/1967ARA%26A...5 ..571I
Tinjauan historis yang sangat menarik tentang pengembangan Standard Solar Model: http://arxiv.org/abs/astro-ph/0209080
Makalah ini (diakui kering) memberi Anda ide bagus tentang seberapa baik model surya 'standar' memperkirakan sifat-sifat internal Matahari menggunakan helioseismologi dan pengukuran neutrino untuk membantu mengikat kondisi batas mereka: http://adsabs.harvard.edu/ abs / 1997PhRvL..78..171B Jawabannya adalah mereka sangat cocok (> 0,2% kesalahan)
Ini adalah referensi paling teknis (tapi masih diterbitkan secara akademis) yang bisa saya temukan.
Berikut ini adalah halaman komprehensif tentang state-of-the-art dalam pemodelan matahari dan mengukur matahari internal menggunakan Helioseismology: http://www.sns.ias.edu/~jnb/Papers/Preprints/solarmodels.html (sangat teknis )
sumber
Secara umum: Anda membuat model matahari, dan kemudian Anda melihat mana yang sesuai dengan semua pengamatan, dan memeriksa suhu mana yang diprediksi model ini untuk inti.
Model yang sangat sederhana yang memberikan perkiraan yang baik: fusi terjadi dalam volume kecil di inti, dan sebagian dari energi yang dilepaskan diangkut ke permukaan setelah itu sampai dapat keluar sebagai cahaya. Kami tahu berapa banyak cahaya yang dipancarkan matahari, dan Anda dapat menghitung suhu dan gradien kepadatan yang diperlukan di dalam yang diperlukan untuk mengangkut daya ini dan untuk menjaga matahari stabil. Bekerja dari permukaan ke dalam dan Anda mendapatkan perkiraan untuk suhu inti.
Pendekatan bagus lainnya adalah laju fusi - ini diketahui dari daya total juga, dan dapat dibandingkan dengan laju fusi yang dimiliki matahari pada suhu yang berbeda.
sumber
Fusi termonuklir tidak ada hubungannya dengan suhu pusat Matahari. Anda bisa mendapatkan perkiraan kasar suhu (dengan beberapa penyederhanaan yang diperlukan) mengikuti garis penalaran ini:
Bahan Matahari adalah gas yang ideal, sepenuhnya terionisasi, (semua elektron dipisahkan dari inti);
Ini berarti bahwa tekanan gas sebanding dengan suhunya dan jumlah partikel gas dalam satuan volume;
Tekanan di pusat (bagian terdalam) Matahari harus cukup besar untuk menopang berat semua lapisan di atas;
Jika Anda mengira bahwa Matahari hanya terbuat dari hidrogen, Anda mendapatkan suhu sentral sekitar 23 juta derajat.
sumber