日震學是利用日震現象，研究太陽的內部結構的科學。 天文學家經由都卜勒效應技術，發現日震的現象，其表面有振幅近10公里的上下震動，而振動的周期可由數分鐘到數小時不等。 類似地質學家用地震波在地球內部反射與傳遞來推測地球的內部結構，日震學家利用日震現象來推研太陽的內部結構。日震的頻率或日震模式超過百萬種，經由日震學，太陽天文學者能推斷太陽內部的溫度、密度、壓力、組成、運動與轉動。
基本介紹
- 中文名：日震學
- 外文名：Helioseismology
- 所屬學科：太陽系學
- 所屬領域：天文學、物理學
- 定義：利用日震現象研究太陽的內部結構
- 特徵：表面有振幅近10公里的上下震動
- 涉及領域：天體學
太陽內部構造,太陽內部的核聚變反應,原始太陽系星雲的誕生,微塵聚集成長為微行星,太陽系的形成與木星的影響,
太陽內部構造
太陽的中央為核心約位在0~0.25的太陽半徑。密度約為水的158倍；溫度約為15000000K在如此高溫高密度的環境下，可發生核聚變反應
太陽核心之外為太陽輻射層，約為在0.25~0.71太陽半徑。其底部密度約為水的20倍，溫度約為8000000k；其上部密度約為水的0.2倍，溫度約為2000000 k。
太陽核心所發生的核聚變反應，可能是氫－氫鏈反應，以及碳循環鏈反應。這些核聚變鏈反應可放出巨大內部能量（光子）以及為中微子。其中光子需經過約兩百萬年的時間，才能慢慢藉著碰撞與再輻射的方式穿過緻密的太陽輻射層穿到太陽表面，而微中子卻不會與太陽內部物質發生碰撞作用，因此可以自由的穿過太陽內部高密度區到達太陽表面。科學家們希望藉著測量到達地表的微中子數量，來確定理論上太陽內部核聚變反應方程式的正確性。然而到目前為止，測量到地表的微中子數量仍少於理論上所預測的數值。
值的一提的是，發生核聚變的反應是決定一個星球為恆星的必要條件。因為行星在生命初期，自己也會發光。巨大行星如木星，它目前所發生的能量，還是超過它所吸收的太陽能。以太陽為例，太陽就是繞著銀河系中心，旋轉運行。而銀河系在宇宙中的位置也不斷改變。
註：因太陽表面磁力線重聯所導致日珥結構的崩潰，造成日冕噴發、磁雲、太陽閃焰與激震波的形成。研究此激震波的傳遞而發展出日震學，而探得太陽內部從內至外為核心層、輻射層、對流層、光球層、色球層、日冕區。
太陽內部的核聚變反應
太陽這個大球體的直徑是864,000英里，包含了33,500億億立方英里的極高熱氣體，重量超過2×10^27噸。深藏在太陽內部的各種氣體密度、溫度和成份都已被推測出來，使天文物理學家可以弄清令這些氣體燃燒的核反應過程，以及太陽的形成年齡。
太陽核心是一切力量的中心和出發點。氫原子於2,700萬度高溫轉化為氦。以 g 射線形式釋放出的能，向太陽表面湧出，可達300,000英里的高空中。而太陽內部每秒鐘以六億五千七百萬噸之多的氫轉變為六億五千二百五十萬噸氦灰－－放出能為E=mc^2 。根據太陽質量及核聚變反應速率，估計太陽的年齡至今已有46億年，如果太陽能保持住每秒鐘消耗不超過六億五千七百萬噸氫的話，還可以燃燒500億年，或更久一些。但不幸的是：從宇宙態的發展來看，在短期之內單是太陽核心中灰燼重量所引致的溫度上升，就會引發其它更複雜的核反應，而太陽就得開始消耗比現在所耗更多得多的燃料。大約在約五十億年內這加速程式將開始，太陽就開始膨脹。所以太陽燃燒氫而發光的壽命約為110億年（11 billion years）。
原始太陽系星雲的誕生
大約46億年前，銀河系的某個角落發生了超新星爆炸。這次爆炸的震波在星際星雲中傳送，導致不均勻更為嚴重。這么一來，星際雲便朝著密度較濃的部分收縮，開始在中心形成原始太陽。原始太陽周圍的氣體往原始太陽掉落，距離較遠的氣體則開始繞著原始太陽旋轉，形成圓盤狀漩渦星雲，稱為原始太陽系星雲。
進入1980年代後期之後，紅外線天文衛星IRAS在一顆年輕星球「金牛座T型星」周圍實際發現了這種圓盤狀星雲，並藉由紅外線觀測到星球周圍的灰塵。1992年，又在金牛座T型星觀測到圓盤狀星雲的氣體所放出的電波，同時確定了這些氣體正在旋轉。
星際雲中，1/1000cm的微塵約占總質量的1%。據推測，原始太陽系星雲在初期是處於激烈的亂流狀態，微塵和氣體攪和在一起。後來亂流漸漸平息，微塵互相合併成長，沉積在圓盤中心面。這段期間長達數千年之久。
微塵聚集成長為微行星
沉積於圓盤赤道面的微塵層後來發生分裂，形成無數顆微行星。地球軌道附近的微行星大小約數公里，質量約一千兆公斤。這些微行星藉著彼此尺的重力不斷碰撞、合併，而逐漸成長。微行星越大成長速度越快。
現今木星領域的外側，除了岩石物質以外，冰物質也在沉積，導致外側原始行星的質量比內側的原始行星大。質量一但超過現今地球的十倍，便會不斷大量吸收周圍原始太陽系星雲的物質。等到總質量達到現今木星的程度，便會反過來排斥附近的星際雲，再也不會把物質吸進來。於是大氣的吸取到此為止，木星就這樣誕生。木星的大氣含有大量的氫和氦，正是原始太陽系星雲氣體的主要成分。
太陽系的形成與木星的影響
成長為巨大行星的木星，對周遭的原始太陽系星雲發生潮汐力的作用。由於這個作用，位於木星內側的星雲物質往太陽靠攏，位於木星外側的星雲物質則往太陽系外飛散。另一方面，比土星更遠的行星還需要一段很長的時間才能形成，但在還沒有吸取到足夠的氣體前星雲就飛散了，所以愈靠外側的行星大氣愈稀薄。
類地行星因質量太小無法吸取星雲的氣體，所以它的組成幾乎保留微行星的原始狀態，成為金屬/岩石質的行星。太陽系星雲在木星形成後逐漸飛散，造成今日太陽系的形貌。
天文學家經由杜卜勒效應技術，發現日震的現象，其表面有振幅近10公里的上下震動，而振動的周期可由數分鐘到數小時不等。
類似地質學家用地震波在地球內部反射與傳遞來推測地球的內部結構，日震學家利用日震現象來推研太陽的內部結構。日震的頻率或日震模式超過百萬種，經由日震學，太陽天文學者能推斷太陽內部的溫度、密度、壓力、組成、運動與轉動。
