从原始太阳演变到今天的太阳
如果构造一个主序星的模型，就可以知道，在它中心区域的每一点通过氢的聚变能产生多少能量，同时还可以知道，在那里每秒能有多少氦产生。在原始太阳中心，每 1 千克物质能够在一年时间内新生产出一千万分之一克的氦。如果能计算出经过 100 万年后在恒星的每一个点可以产生多少氦，那么我们就可以知道从有氢的聚变开始，经过 100 万年后的太阳模型的化学组成情况。
现在我们让计算机来计算一个新的恒星模型，这个模型的中心区域化学组成略有变化。在氦的含量变大的区域内，物质特性也随着发生变化。例如辐射透过率相应产生变化，而热核反应也不能像原始太阳那样还有那么多氢作为燃料。这样计算出的恒星模型可以反应出从有热核反应开始，经过 100 万年以后的太阳的情况。这个模型与原始太阳相比区别很小。因为太阳耗尽它的燃料需要数 10 亿年，而对于数 10 亿年来说，100 万年是太短了，因此这个模型的表面温度和原始太阳的表面温度几乎相同，而光度略微大一点。虽然在新模型的中心氢略微少一些，但中心的温度还略有升高，并且那里产生的能量比原始太阳略有增多。
新的太阳模型同样可以告诉我们，什么地方会产生能量，以及在那里每秒钟有多少氢转变为氦。这样一来，我们又可以确定再经过 100 万年以后的新的化学组成。并且可以利用新的化学元素的混合比来计算新的恒星模型。
于是我们就能得到一个接一个的太阳模型。由于我们可以得到每一个恒星模型的表面温度和光度，就可以在赫罗图中将一个个的恒星模型用相应的点标出来。用这种方法我们得到了在赫罗图中从原始太阳开始的一系列的点。它们显示了太阳在演化过程中是怎样在赫罗图中运动的。这样我们就了解到了太阳演化过程，这个过程如图 5-1 所示。图中的许多地方还标注了自有氢的聚变开始，演化到该处所经历的时间。图中由计算机得到的太阳的演化过程要经过赫罗图中代表今天太阳所在的点。由此可知，正如我们在原始太阳模型那一节中已经指出的，原始太阳的性质和今天的太
阳的性质有所不同是由于演化原因造成的。今天的太阳的性质是反映了中心区域内氦的含量变大以后的性质。这使我们有勇气相信，我们对太阳的计算是正确的。因而我们也知道了太阳的实际年龄。从原始太阳演变到今天的太阳的一系列模型共经历了 45 亿年，这就是我们的太阳的年龄，也就是它由原始太阳演变到今天的太阳所需要的时间。在深入研究它的未来之前，我们将再讨论一下现在的太阳。
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借助于计算机构造的太阳，我们可以知道太阳内部的情况。图 5－2（b）给出一个表示现今太阳的模型。可以将它和图 4-2（a）所表示的原始太阳相比较。它们相互之间没有本质的区别，两个模型都有外部对流层，而内部的能量是通过辐射方式向外转移的。氢的聚变是通过质子-质子-链进行。与原始太阳不同的地方是，在今天的太阳的中心区域内，由于有新的氦产生而使得氦的含量变大。在它的外层，每 1 千克物质中只含有 270 克氦，但在中心，每 1 千克物质中就含有 590 克氦。也就是说，从氢的聚变开始以来大约新产生了 300 克氦。
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恒星物质在外部层内不断地被混合着。瞬间内处于表面的每一克物质，在一段时期前曾经停留在这个沸腾层次的底部。那里的温度高达 100 万度，比表面温度高 170 倍。我们还可以从其他方面得到提示，以说明表面对流层确实可以向内延伸到如此高温的区域。
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