恆星內部結構理論

平衡狀態

恆星是相當穩定的熾熱氣體球結構﹐處於流體靜力學平衡狀態﹐壽命在幾百萬年到上百億年之間。研究恆星內部結構要求解質量﹑動量和能量守恆的三個聯立微分方程和一個產能的微分方程。一般取向徑為自變數﹐壓力﹑質量﹑光度為因變數。在恆星內部﹐能量的傳輸主要是由輻射或對流兩種機制來完成的。當輻射溫度梯度超過絕熱溫度梯度時﹐解能量傳輸問題採用對流傳能的微分方程﹔情況相反時﹐則採用輻射傳能的微分方程。此外﹐還用物態方程聯繫壓力﹑溫度和密度。由熱核反應確定的產能率也同溫度，不透明度出現在輻射轉移微分方程中﹐控制傳能的快慢。不透明度是溫度﹑密度和化學成分的函式。建立恆星內部結構模型﹐需採用數字積分方法。通常先假定恆星質量和化學組成為已知量。數字積分可分為核心積分和包層積分兩部分。核心積分從恆星中心開始﹐向外積分到某一點﹔包層積分從恆星表面開始﹐向內積分到同一點﹐並使核心積分和包層積分在交界點處鑲合。即在鑲合點上保證各物理量的連續性﹐在鑲合過程中可以對一系列參數（如中心溫度﹑中心壓力﹑光度半徑等）的嘗試值進行調節和確定。

太陽數據

太陽是離我們最近的一顆恆星﹐它的質量﹑光度﹑半徑﹑表面溫度和化學成分已有較精確的數據。套用質子－質子反應和碳氮循環作為產能的機制﹐求解太陽的內部結構﹐得到太陽的中心溫度為1.5×10⁷K﹐中心密度為 160克/厘米³。所採取的原始的化學成分﹐按重量計﹐氫為0.71﹐氦為0.27﹐其他重元素為0.02。由於氫聚變為氦﹐從0.2半徑的層次起氫含量從 0.71向內逐層減小﹐中心值是0.36﹐在0.2半徑的球內包含總質量的60%。質子-質子反應產生總能量的90%以上。由於問題複雜﹐根據不同模型的計算結果﹐相差可達10%。