太阳会反射光线吗？

太阳动力天文台拍摄的伪彩色太阳图片。图片来源：NASA/SDO/AIA

假如光子击中一颗恒星，是否会被吸收进恒星的内循环，直至它再次逃离这颗恒星？

我们仰望星空时，眼睛会吸收来自繁星的光子，并把它们转换成大脑能够处理的能量。这些光子通常飞行了数十年甚至数百万年，最后变成了进入我们大脑的电信号。

理论上，光子会被任何东西吸收掉，而不仅仅是我们的眼睛。不过，某些东西的吸光能力会更强一点。最善于吸收光线的物体被称为“黑体”，它们几乎能够吸收全部光线，且只通过它们自身的热发光。比如——恒星。恒星几乎是一种完美的黑体——它们是自然界中最接近黑体的东西。假如一束光击中太阳，它会立即被太阳吸收。

要对此作进一步了解，就需要先了解太阳内部的光是如何到达它表面的。

太阳的主要构成：核、辐射层、对流层。对流层直达太阳表面。图片来源：NASA/Jenny Mottar

象太阳这样的恒星大致可以分为三部分。最里面的是核，是核聚变发生的地方。较小原子在这里互相撞击，融合成更大的原子并释放出能量。像太阳这样的恒星，唯一能够组装起来的是氢原子，它们能够通过聚变转变为氦。这是最简单的原子建筑材料，因此所需的热量和压力也是最少的。而光是这一过程的副产品。

光逃离恒星的核实际上非常容易。因为核几乎是透明的——在那里，光无需左右突围。假如有两个人分立核的两侧，甚至可以互相看到。

包裹着核的部分是辐射层。辐射是一种能量在不同区域间进行迁移的方式，光子会试图在各个方向上进行传播。在基础层面上，辐射就是光子携带着能量从一个较热的区域离开，并前往其他地方。

“随机游走”示意图，其前进方向可能是直线的，也可能会转角90度。图中演示了2500个步骤。图片来源：Lásló Németh

太阳内部，核产生的光到达辐射层内侧边界后，就会被吸收。这一层对光来说是不透明的，在这里，光会被原子持续吸收，然后再重新吐出。然而，这一过程并不能抵达太阳表面。光子会以一种被称为“随机游走”的方式进行运动。这种“随机”体现在多个步伐和所有方向上。它可能会在某个方向上前进，然后反转再反转，然后走个圈，最后才走出辐射层。（也有可能再次回到内核。）一般来说，根据辐射层的大小以及周围的原子数量，光子想要离开太阳的辐射层需要几十万年。

接下来是对流层。对流是另一种能量传递方式。但与辐射层不同，对流层的能量传递是由原子的自身运动负责的。光子离开辐射层后，就会被对流层中的原子吸收。原子会被光子加热，然后开始上升，就象沸水中的气泡一样。实际上，假如有一架威力足够大的望远镜，我们可以直接看到这些气泡。

黑色的是太阳黑子，周围的卵石状特征（米粒）是上升到太阳表面的炽热气体泡。图片来源：真空塔望远镜、NSO、NOAO

接近太阳表面的较冷物质会随后下沉。能量到达太阳表面只需一个星期左右，原子一旦到达表面，就会将光子释放出来。这个光子能够自由飞离太阳的层面被称为光球层，光球层是真正意义上的太阳表面。光球层之外还有太阳大气，但是非常稀薄，只有在日全食时才能够看到。

1999年日全食，摄于法国。在月球边缘之外，可以清楚地看到太阳的稀薄大气。图片来源：Luc Viatour

假如向太阳发射光束，你就是在反转这种过程。假如想要太阳尽快地把这些光重新释放出来，就需要刚好击中那些特别热，且处于上升过程中的部分。如果是这样，你的光束在被吸收的同时，运动中的原子通常会把能量保留在太阳表面的附近，因此光子重新离开太阳的速度就相对较快。

另一种有可能但概率较小的情况是，光子的能量会被困在原子中，然后重新返回了太阳内部。不过即使携带着光子能量的原子重返辐射层边界，这些光子也几乎不可能再次进入辐射层——它会被原子释放出来，然后原子将重新上升到太阳表面。

图片来源：NASA/SOHO

所以到达太阳表面的光子，会在太阳的最外层呆上最多大约两个星期。虽然来自其内核的光子要用几十万年才能从太阳中心到达太阳表面，外来的光子进入太阳内部并不需要那么久。