Солнце
Солнце — центральное тело Солнечной системы, ближайшая к нам звезда (среднее расстояние от Земли примерно 149,6 млн. км). Солнце представляет собой гигантский плазменный (газовый) шар, удерживающий вокруг себя все остальные тела Солнечной системы своим тяготением. Солнечное излучение поддерживает жизнь на поверхности Земли, участвуя в фотосинтезе, и влияет на земную погоду и климат. Солнце — одна из нескольких сотен миллиардов звёзд нашей Галактики; в настоящее время Солнце находится во внутреннем крае "Рукава Ориона" нашей Галактики, между "Рукавом Персея" и "рукавом Стрельца", в так называемом «Местном межзвёздном облаке» — области повышенной плотности, расположенной, в свою очередь, в имеющем меньшую плотность «Местном пузыре» — зоне рассеянного высокотемпературного межзвёздного газа; Солнце совершает один оборот вокруг центра Галактики примерно за 226 млн. лет. Возраст Солнца — 4,59 млрд. лет. Спектральный класс Солнца G2V, оно является жёлтым карликом.
Солнце состоит из водорода (~74 % от массы и ~92 % от объёма), гелия (~25 % от массы и ~7 % от объёма) и следующих, входящих в состав в микроскопических концентрациях элементов: железа, никеля, кислорода, азота, кремния, серы, магния, углерода, неона, кальция и хрома.
Радиус Солнца составляет 696 тыс. км, что в 109 раз превышает радиус Земли, причём полярный и экваториальный диаметры различаются не более, чем на 10 км. Соответственно, объём Солнца превышает земной в 1,3 миллиона раз. Масса Солнца равна 1,99 x 1030 кг, в 330 000 раз больше массы Земли. Средняя плотность Солнца невелика — всего 1,4 г/см3, хотя в центре Солнца она достигает 150 г/см3. Ускорение свободного падения на поверхности Солнца равно 274 м/с2, а вторая космическая скорость — 618 км/с.
Ежесекундно Солнце излучает 3,84 x 1026 Дж энергии, что в масс-энергетическом эквиваленте соответствует потере массы 4,26 миллионов тонн в секунду. Температура видимой поверхности Солнца равна 5800 К, в центре Солнца температура достигает 15 000 000 К.
С Земли Солнце выглядит как ослепительно сверкающий диск с угловым размером около половины градуса (видимый угловой размер Солнца незначительно меняется в течение года из-за изменения расстояния Солнце — Земля при годовом движении Земли по орбите). Звёздная величина Солнца равна 26,7m; это самый яркий объект на земном небе.
Солнце в видимых лучах
Наблюдения деталей на поверхности Солнца показывают, что оно вращается вокруг оси, наклоненной к плоскости земной орбиты на 82° 45'. При этом поверхностные слои Солнца вращаются не как твёрдое тело — угловая скорость вращения убывает по мере приближения к полюсам, так что точка на экваторе Солнца совершает один оборот за 25 суток, а точка вблизи полюса — за 30 суток.
В видимой области Солнце излучает непрерывный спектр, на фоне которого видны десятки тысяч темных линий поглощения, образующихся при прохождении солнечного света через атмосферу Солнца и Земли. Впервые они были описаны в 1814 г. австрийским физиком Фраунгофером, и потому часто называются фраунгоферовыми линиями. Их изучение позволяет судить о химическом составе Солнца. Установлено, что преобладающими химическими элементами на Солнце являются водород и гелий. Водород составляет 92 % по числу атомов и 70 % по массе, гелий — 7,8 % и 29 % соответственно. Остальные элементы вместе взятые составляют менее процента массы Солнца.
Источник энергии Солнца — реакции термоядерного синтеза, протекающие в его недрах. Суммарным итогом реакции является слияние четырех протонов с образованием ядра атома гелия и выделением энергии, эквивалентной 0,7 % массы этих протонов. Эта реакция, получившая название протон-протонного цикла, проходит в три стадии. Вначале два протона, имеющие достаточно энергии, чтобы преодолеть кулоновский барьер, сливаются, образуя дейтрон — ядро атома водорода, позитрон и электронное нейтрино; затем дейтрон сливается с протоном, образуя ядро атома легкого изотопа гелия; наконец, два ядра атома гелия-3 сливаются, образуя ядро атома гелия-4. При этом высвобождается два протона.
p + p > 2D + e+ + ve
2D + p > 3He + v
3He + 3He > 4He + 2p
Время, через которое солнце израсходует своё «топливо» и термоядерная реакция прекратится, оценивается в 6 миллиардов лет
Также как и все звезды Галактики, Солнце родилось в сжавшейся газопылевой туманности. А когда это облако газа и пыли сжимаясь, достигло определённых температур благодаря внутреннему давлению, в центре смогли начаться термоядерные реакции. По оценкам и расчётам в центральной части Солнца температура равна 15 000 000 К, а давление достигает сотен миллиардов атмосфер.
В начале своего существования Солнце состояло на три четверти из водорода. Именно водород в ходе термоядерных реакций превращается в гелий, и при этом выделяется энергия, излучаемая Солнцем. Солнце принадлежит к типу звезд, называемых желтыми карликами и является звезда главной последовательности, относится к спектральному классу G2.
Так сложилось в природе, что масса звезды определяет ее судьбу. За время жизни Солнца (5 миллиардов лет), в его центре, где температура достаточно высока, сгорело уже около половины всего имеющегося там водорода. По оценкам, примерно столько же, т.е. 5 миллиардов лет, Солнцу осталось жить.
Когда водород в центре светила исчерпается, Солнце увеличится в размерах и станет красным гигантом. Это сильнейшим образом скажется на Земле: повысится температура, океаны выкипят, условия для жизнь станут невозможными. Эти процессы будут длится довольно долго по земным меркам. Наша звезда закончит свою жизнь как белый карлик, порадовав возможно астрономов далёкой звёздной системы будущего новой планетарной туманностью, форма которой может оказаться весьма причудливой благодаря влиянию планет.
Внутреннее строение Солнца
Фотосфера (слой, излучающий свет) достигает высоты 320 км от области, где атмосфера Солнца становится непрозрачной. Эта область образует основание хромосферы или поверхность Солнца, от которой определяются размеры Солнца, расстояние от поверхности Солнца и т. д.
Хромосфера достигает высоты 7 000 км, её температура — 500 000 K.
Корона достигает высоты в 1, 6 радиуса Солнца при минимальном количестве пятен и высоты в 215 радиусов Солнца при максимальном количестве пятен. Температура доходит до 1, 8 х 106 K.
Средний период изменения активности Солнца, определяемый по количеству пятен, равен 11,4 года, по изменению магнитной полярности — 22,08 года.
Внешние слои Солнца
Для эффективного наблюдения Солнца имеются специальные, так называемые солнечные телескопы, которые установлены во многих обсерваториях мира. Солнечный свет с помощью зеркал направляют в стационарно установленный телескоп, а затем проецируют на экран или рассматривают с помощью затемнённых фильтров.
Солнце — далеко не самая мощная звезда из всех существующих, но оно находится относительно близко к Земле и поэтому светит очень ярко — в 500 000 раз ярче полной Луны. Поэтому невооружённым глазом, а тем более в бинокль или телескоп, смотреть на Солнце днём крайне опасно — это наносит необратимый вред зрению, существует вероятность потери навсегда зрения от одного взгляда на Солнце в телескоп. Наблюдения Солнца невооружённым глазом без урона зрению возможны лишь на восходе или закате (тогда блеск Солнца ослабевает в несколько тысяч раз), или днём с применением светофильтров. При любительских наблюдениях в бинокль или телескоп также следует использовать специальный затемняющий светофильтр, помещённый перед объективом. Однако лучше пользоваться другим способом — проецировать солнечное изображение через телескоп на белый экран. Даже с маленьким любительским телескопом можно таким образом изучать солнечные пятна, а в хорошую погоду увидеть грануляцию и факелы на поверхности Солнца
Статьи о Солнце:
- Солнечная активность вчера и сегодня
- Явления происходящие на Солнце и их воздействия на Землю. Магнитные бури. Полярные сияния
- Превосходные фотографии Солнца и проявлений солнечной активности
Новости и статьи о Солнце:
- В глобальном потеплении Солнце не виновато?
-
- Способы исследования Солнца
Источники:
