恆星結構與核能

輻射壓力

光看上去毫無重量,卻並非毫無壓力。每一個光子都攜帶極微小的動量,所以當光撞上物質或穿過物質時,會施加一記輕輕的推力——就像一串乒乓球去頂一面牆。在地球上這種推力微弱得無從察覺。但在熾熱明亮的恒星深處,那裡的輻射比陽光強上幾百萬倍,這一記輕推累加起來便成為一股真實的向外之力,稱為輻射壓力,它能與普通氣體壓力一道幫忙撐起恒星。

輻射壓力對溫度的依賴極為陡峭——它隨溫度的四次方增長,所以溫度翻一倍,輻射壓力就漲十六倍。在太陽這樣的恒星裡,核心雖熱,輻射壓力仍只是個次要夥伴,貢獻的支撐遠不到百分之一。而在質量是太陽十幾二十倍的熾烈大質量恒星裡,核心要熱得多,輻射壓力便成為對抗重力的主要乃至主導份額。這正是大質量恒星在構造與行為上與太陽大相逕庭的原因之一。

在輻射壓力主導之處,恒星會失去一部分氣體壓力所提供的穩定恆溫作用,使最大質量的恒星變得臃腫、躁動,並傾向於以強勁的星風拋掉外層。輻射壓力還為一個天體在自身光線開始把外層物質吹散之前能有多亮設下了上限——這就是愛丁頓光度——它既限制了恒星能長到多大,也限制了物質能以多快的速度落向緻密天體。

彗星的尾巴總是背向太陽,而不是拖在彗星運動的後方,部分原因正是陽光的輻射壓力把微小的塵粒往外推。同樣的效應放大幾百萬倍,便能幫忙撐起最重恒星的核心。

陽光確實會推;在大質量恒星中,這種推力成為一根支撐的柱子。

輻射壓力主要在極熱、極亮的恒星中才重要。在類太陽恒星裡它只是微小的修正——說輻射壓力「撐起了太陽」是嚴重誇大。

又稱
light pressurephoton pressure辐射压光压