พื้นผิวดวงอาทิตย์หรือดาวพฤหัสบดี ฯลฯ [ซ้ำกัน]

Aug 17 2020

ฉันมักจะได้ยินและอ่านข้อความที่กล่าวถึง "พื้นผิวดวงอาทิตย์" (พื้นผิวดวงอาทิตย์ร้อนเพียงใด) หรือ "พื้นผิวของดาวพฤหัสบดี" (เมื่อดาวหาง Shoemaker ชนดาวพฤหัสบดี) ฉันพบว่าสิ่งนี้สับสนและไม่เป็นไปตามหลักวิทยาศาสตร์ (โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อนักดาราศาสตร์ระบุไว้)

ถ้าโดยพื้นฐานแล้วดวงอาทิตย์และดาวพฤหัสบดีเป็นลูกบอลก๊าซก็จะไม่มีพื้นผิว เปรียบเสมือนการบอกว่าพื้นผิวโลกอยู่ที่ไหนสักแห่งในบรรยากาศชั้นบน

ใครช่วยฉันเข้าใจว่าลูกบอลแก๊สมีพื้นผิวได้อย่างไร

คำตอบ

peterh-ReinstateMonica Aug 18 2020 at 15:27

ใช่ไม่มีพื้นผิวใดในความหมายเหมือนที่เรามีบนโลก

แต่มีเป็น/ สูตรความกดดันของบรรยากาศสูง กล่าวว่าในก๊าซในอุดมคติของบรรยากาศความหนาแน่น (และความดัน) จะเพิ่มขึ้นอย่างมากเมื่อความสูงลดลง สาเหตุของมันคือ understable แม้จะไม่มีความแตกต่าง: ทุกชั้นแนวนอนของชั้นบรรยากาศถือมวลของชั้นทั้งหมดมากกว่านั้น

ผลก็คือในชั้นบรรยากาศของโลกมันเป็นการประมาณความกดดันได้ดีซึ่งจะลดลงครึ่งหนึ่งกับทุกๆ $\approx$ความสูง 5 กม. ดังนั้นความสูง 5 กม. เรามีประมาณครึ่งหนึ่งของความหนาแน่นของบรรยากาศพื้นผิวความสูง 10 กม. เรามีประมาณหนึ่งในสี่และอื่น ๆ

ในดาวเคราะห์ก๊าซหรือดาวฤกษ์ที่ร่างกายทั้งหมดเป็นก๊าซสูตรความกดอากาศนี้จะคงอยู่จนกว่าก๊าซจะสูญเสียความเป็นอุดมคติกล่าวคือความหนาแน่นของมันจะไม่เติบโตเป็นเชิงเส้นมากขึ้นตามความดัน ในแง่ของคนธรรมดาหมายความว่าโมเลกุลของมันอยู่ใกล้กันมากการเพิ่มความดันเป็นสองเท่าจะไม่ทำให้ปริมาตรลดลงครึ่งหนึ่งอีกต่อไป

สิ่งนี้มักเกิดขึ้นในความกดดันสูงมาก (ประมาณพันบาร์) ณ จุดนี้ก๊าซมีความหนาแน่นมากจนสามารถพูดได้ว่าเราอยู่ใน "ภายในร่างกาย" แล้ว หากก๊าซมีการแผ่รังสี (ตัวอย่างเช่นการแผ่รังสีความร้อนเนื่องจาก$\approx$ อุณหภูมิ 6000K ของดวงอาทิตย์) ก็หมายความว่ามันไม่โปร่งใสอีกต่อไปเราจึงมองไม่เห็นข้างใน

ในขณะที่ไม่มีพื้นผิวบนดวงอาทิตย์ (ดาวพฤหัสบดี ฯลฯ ) ความแตกต่างของความสูงระหว่างสุญญากาศใกล้รวมและระหว่างจุดที่บรรยากาศไม่ใช่ก๊าซในอุดมคติอีกต่อไปนั้นมีขนาดเล็กอย่างน่าตกใจเนื่องจากเลขชี้กำลังของสูตรบรรยากาศ . ตัวอย่างเช่นโฟโตสเฟียร์ของดวงอาทิตย์มีความสูงประมาณหลายร้อยกม. นี่คือเลเยอร์

  • ซึ่งมีความหนาแน่นไม่เพียงพอที่จะทำให้พื้นที่ด้านล่างจางลงได้
  • แต่ก็มีความหนาแน่นเพียงพอที่จะมีแสงสว่างเพียงพอที่จะมองเห็นได้

ในขณะที่ไม่มีพื้นผิวทึบบางช่วงหลายร้อยกม. นี้ถือได้ว่าเป็น "พื้นผิวของดวงอาทิตย์" โดยเฉพาะอย่างยิ่งถ้าเราเปรียบเทียบกับ $\approx$ เส้นผ่านศูนย์กลาง 1.4 ล้านกม.