宇宙中没有氧气，为何太阳会燃烧出火焰？ 尚萌，如今，你依然完全拥有你的勇气和你的希望 原来还是有这么多人关注我们太阳物理的，泪奔…… 我写这个答案，只是因为专业原因，碰巧能提供一个跟大家不一样的思路。既然很偶然的获得不少关注，那就借这个机会好好科普一下太阳物理吧~ 对大家评论的回复放在最后，回答中有讲的不清楚的地方欢迎提问~ 以下是正文： 太阳物理专业的怒答一记。 有答主提到，太阳不是燃烧，因此这个问题根本没有意义。 但事实上，火焰、核聚变和太阳大气有更深刻的相似之处。 如 @凌晨晓骥 所说，火焰本质上就是一团电离气体。氧化过程提供的能量使气体电离，激发态电子在向低能级跃迁的过程中发出可见光，就形成我们所看到的火焰。 太阳大气也是一团电离气体。从这个角度来说，太阳就是一团悬浮在宇宙中的超大的火焰，说太阳在燃烧并没有什么不妥。 这里，我们称这种电离气体状态为“等离子体态”。常见的等离子体见下图： 横纵坐标分别是物质密度和温度，从图中可以对这些物质的参数有一个直观的了解。 注意火焰、日冕（即太阳大气的最外层。太阳大气跟日冕的关系，做个不恰当的比喻的话，可以类比成，额，火焰和外焰的关系...）、磁约束聚变和太阳核心在图里的位置。从图中可见，日冕跟火焰的密度相近，但是温度要高 4 个数量级，达到数百万度。 那么，如何解答题主的疑问呢？火焰的能量产生机制，我们知道是氧化反应。可是，宇宙中没有氧气，太阳大气是靠什么机制来维持表面结构的能量呢？ 看到这个问题，大家的第一反应可能会觉得是核聚变。但实际上，如下图所示，核聚变只发生在太阳核心，光子从太阳核心传递到太阳表面需要经过对流区和辐射区，要上百万年的时间，根本无法直接影响太阳表面的活动。 光子在对流区的无规行走： 按照现在的主流理论，太阳表面火焰状结构的产生机制，是磁重联。（重在这里读 chóng，取磁场重新联接的意思） 先简单普及一下太阳物理的背景知识。 太阳内部是不透明的。使用光学和射电手段观测太阳的话，直接能看到的只是太阳大气。太阳大气从里到外，被人们分为光球层、色球层和日冕三层。在不考虑日震学的情况下，太阳物理其实主要就是太阳大气物理。光球层和色球层是很薄的（500 公里和 2000 公里），温度也比较低（≈6000 度），而日冕的厚度则可以达到好几个太阳半径，温度猛增至数百万度。 光球层、色球层和日冕的结构如下图所示： 太阳大气中可以产生极为复杂和剧烈的现象，如延伸数十万公里像拱门一样的日珥、相当于数百亿颗百万吨极氢弹爆炸的耀斑、对地球影响最大的日冕物质抛射等。日面上看起来像火焰的东西往往就是这些结构。 宇宙中熊熊燃烧的火球： 那么，这些火焰状结构的本质是什么？核聚变显然是要排除的。光球和色球温度太低了，不可能产生核聚变；日冕温度虽高，但过于稀薄，甚至可以用无碰撞粒子模型来描述，更加不可能产生足够的轻核汇聚。如果核聚变不可能发生，还有什么机制可以解释这些复杂剧烈的能量释放过程呢？ 还是有的，那就是我们的主角——磁重联。 我们往往倾向于忽视磁场的能量。这是合理的，因为地磁场实在太低调了。每个人每时每刻都处在地球磁场中，但对我们来说，地磁场除了使指南针偏转、让高纬度偶尔出现一次极光之外，似乎就没有其他的影响了。原因很简单，除了地磁场本身的强度比较弱之外，更重要的是，地球上的事物绝大部分都处于电中性状态。 下图是地磁场，中间的小球是地球。 与地磁场的低调不同，太阳的磁场环境完全不一样。 太阳表面的物质处于高电导率等离子体状态，受磁冻结效应的支配。这里的“冻结”不是温度低的意思，通俗的讲，是说磁感线跟物质冻结在一起，物质如何运动，磁感线就如何运动。 这是什么意思呢？为了让大家对这个概念有一个直观的印象，再放一张图。 这是太阳表面的磁拱。从图中可以清晰的看到，物质沿磁力线排布。 由于太阳不同纬度的物质自转速度不同，且太阳内部和外部大气之间总是有物质对流，太阳表面的磁场会随着物质运动不断的扭曲、缠结，像弹簧一样不断的存储能量，最终形成磁绳等极度扭曲的磁结构。见下图： 弹簧扭曲过度的话会断裂，猛地弹开把能量都释放出来，磁场也是如此。当在很狭窄的空间区域内出现方向相反的磁场时，磁场线碰到一起会发生湮灭，将原本扭曲的磁力线重新排布。在此过程中，大量的磁能释放了出来。这就是磁重联。 按照现有的理论，磁重联是太阳表面所有高能现象的来源。 不多说，上图。注意看磁力线纠缠的地方。 耀斑爆发： 日冕物质抛射： 日珥： 地磁尾重联： 太阳风磁重联对卫星的影响： 磁暴发生时，太阳风暴与输电线磁场的磁重联过程： 先写这些，还有问题的话欢迎提问。 查看知乎原文
