为什么太阳的密度小于内行星?


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太阳的密度为而水星的密度为,但是太阳不应该更密集吗?因为当太阳系形成时,有大量的碎片,根据碎片的密度,它离中心的距离更近或更远,然后形成了行星,但是太阳位于中心,而太阳的中心位置要少比水星浓密,为什么呢?1410 公斤35430 公斤3

Answers:


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一直以来,太阳的密度都不一样。

根据MSFC的太阳能内部网页,太阳中心的核心密度高达150,000 kg / m。围绕它的辐射区约为20,000-200 kg / m(已经比水密度低)。最终在边缘处是对流区-我们所看到的部分的密度远比我们自己的空气低...33

因此,尽管太阳的平均密度不是很显着,但核心是太阳系中最密集的地方。

太阳剖视图(来自Wikipedia.org的 Sun截面)


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这是另一个好处。我考虑自己提到它,但我决定解释为什么平均密度如此之低。
称为2voyage

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@Nayuki:“高温进一步降低了温度”
与Monica赛跑

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附加说明:在太阳核心之外,大多数外壳只是热氢气。我们知道氢比固体行星中的物质密度低,并且高温进一步降低了密度。
纳希希(Nayuki)

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@Nayuki:哇,你不能仅仅从“它是氢”变成“它不如岩石那么稠密”。废话 在标准条件(1atm,293K)下,氢的密度小于空气。堆芯外部条件下的氢气仍然比空气浓得多。参见安迪的答案。敢于跟随链接。
AtmosphericPrisonEscape

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我不确定这是否真的回答了两个问题之一
kd88

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恒星内部的聚变会影响太阳的密度(行星不会发生)。它产生的向外压力与重力的吸引力保持平衡,从而在恒星燃烧时降低密度。一旦一颗恒星不再能够承受太阳质量的融合,剩下的就是一颗白矮星,实际上它比水星要密得多。


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物质的密度不仅取决于其组成,还取决于温度和压力。如果没有指定进行比较的条件,则说物质A比物质B稠密是没有意义的。

举一个简单的日常示例,在室温(和压力)下,水的密度比空气大得多。但是将它们加热到100°C 以上,即使在相同的温度和压力下,水也会蒸发,并且密度实际上远低于空气。

(根据理想气体定律,在给定温度和压力下,不同气体的密度大约与其平均分子量成正比。水的分子质量仅为空气中主要成分双原子氧和氮的分子量的一半左右在相同的温度和压力下,水蒸气的密度仅为空气的一半。)

水星的表面温度低于1000°C(内部温度不应高得多),并且主要由在这些温度下为固体或液体的金属和硅酸盐矿物(即岩石)组成。太阳的温度,同时,在表面(光球)超过5000°C,以及许多更深层次的内部热。如果您可以将水银加热到与太阳相同的温度,则其组成的大部分岩石和金属都会蒸发,密度会降低很多。因此,许多密度差异只是归因于以下事实:水星比太阳凉爽很多,因此能够保持固态。

太阳比水星密度低的另一个原因是,太阳含有许多轻量级的氢气(分子量非常低且蒸发点非常低),而水星几乎根本没有氢。这样做的主要原因是,太阳的热量和太阳风有效地吹走了水星曾经拥有的氢和其他挥发性低密度物质(或者在太阳系形成时可能已经存在于其整个区域) )。

太阳本身由于其巨大的重力而可以保留氢(但即使如此,它每秒也会损失约10亿公斤;这基本上就是我上面提到的太阳风的主要成分)。但是,汞要小得多,因此它的引力还不够强,无法保持如此接近太阳的自身氢。

(金星,地球和火星基本上发生了相同的事情,这就是为什么这些内行星没有像木星和土星那样变成巨大的氢气球的原因。但是,地球和金星都足够大,并且距离太阳,它们可以挂在水和空气等挥发性较小的物质上火星距离太阳更远,但比地球小很多,这是今天火星只有很薄的主要原因大气中的二氧化碳,很少如有水。)


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关于氢被太阳风吹走的极好独特点。因为人们确实希望太阳系在形成过程中会沿着像行星这样的单个实体的行为运行:因此,较轻的元素应该倾向于在外部,因此太阳由更重的元素组成。也许所有物体的成分都应该相似。不了解太阳系的历史就无法理解它。
彼得-恢复莫妮卡

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我想说的最重要的答案是,与(内部)行星的恒星计算数量不同
对于前者,致密核周围的大部分气体都被计算在内。后者的数量不足。

对于较大的恒星,这一点更为明显。
VY Canis Majoris:“ 恒星的平均密度为0.000005至0.000010 kg / m3,其密度比海平面上的地球大气低十万倍。它的外层也经历了巨大的质量损失恒星不再受到重力的约束
是的,密度比国际空间站外面的空气小,仍然是恒星体积的一部分。
在此处输入图片说明这颗恒星散发着无人问津的气体,其中很大一部分仍在其直径中。太阳没有什么不同。

显然,我们没有使用相同的指标,因此比较这些值没有意义


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您提出了一个很好的观点-我们在可见光(光球)中所看到的“太阳”被认为是行星上的大气层,而不是计算出行星密度的部分体积。

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所有其他答案都解决了太阳的密度问题,但我觉得它们都没有解决OP的误解。OP似乎认为较稠密的材料会下沉,但事实并非如此。因此,冥王星比天王星更密集,但轨道更远。这没有什么奇怪的。

原因是除非存在某种相互作用,否则轨道能量将无限期守恒。行星就像空间站中的宇航员一样感到“失重”,因为它可以自由下落到太阳系的质心。除非它与另一个物体相互作用,否则由于能量守恒,无论其密度如何物质都将继续在距太阳系质心相同距离的轨道上运行

仅当物体发生物理接触并且一个物体受到另一个物体的推动时,密度才成为问题。

因此,在轨道飞行器中,稠密的物体只是“失重”地漂浮着,而没有“坠落”到“底部”。宇宙飞船中的空气和物体都在承受重力,但是它们以相同的速度下落,因此它们不会互相推动。

当航天器在地面上时,地球表面会向上推动航天器,并阻止其向着地球中心加速。在这种情况下,如果不受约束,则较稠密的物体将掉落到航天器的地板上,从而排挤密度较小的空气。当他们撞到地板上时,会受到它的推动,以防止其继续跌落。

在太空中,物体不会通过物理接触彼此推动,因此密度没有区别。一万亿吨的铁和一万亿吨的二氧化硅可能具有不同的体积,但它们具有相同的质量,因此,只要它们与太阳系其余部分的相互作用纯粹是重力作用,两者的行为便相同。

另一方面,聚结为行星,太阳或月亮的物质将因密度而分层。在月球或岩石行星的情况下,这几乎完全是由于较稠密的物质沉没并迫使更多的物质上升所致。在太阳或天然气巨人的情况下,由于压缩,岩心也将更致密。除了接触力之外,还存在摩擦。还要注意,摩擦是轨道衰减所必需的:没有它,卫星将无限期地在相同的高度轨道上运行。


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简单的答案。太阳主要是氢,原子量为1。汞主要是(70%)金属,例如铁(原子量为55)。铁在密度上有领先优势。为了使氢的密度等于铁,必须在单个铁原子的空间中压缩55个氢原子。这发生在太阳的核心,而不是整个太阳。

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