суббота, 26 мая 2012 г.

Солнце


Солнце – звезда нашей Солнечной системы несущее тепло и свет. В прошлом эта звезда почиталась как божество и занимало важное место в религии многих цивилизаций. Так, например мегалиты (древние сооружения из больших каменных блоков) точно отмечали положение летнего солнцестояния, пирамиды в Чичеи-Ице (Мексика, культурный центр майя на севере полуострова Юкатан) были построены таким образом, чтобы тень от Земли скользила по пирамиде в дни весеннего и осеннего равноденствия или, например бог Солнца по имени Ра был главной фигурой среди египетских богов. По всему Египту в честь бога Ра было возведено большое количество огромных храмов.

   В современном понимании Солнце это звезда, вокруг которой обращаются планеты и их спутники, карликовые планеты, астероиды, метеориты, кометы и космическая пыль. Для того чтобы понять, что же такое Солнце давайте в окунемся в мир цифр. Масса Солнца составляет 99,866% от суммарной массы всей Солнечной системы, лишь только 0,134% массы Солнечной системы составляют все планеты и их спутники, карликовые планеты, астероиды и так далее…
    Солнце состоит в основном из водорода - 73%, причем на водород приходится 92% объема Солнца. Гелий занимает 25% массы и 7% от объема Солнца. Остальные 2% массы составляет железо, никель, кислород, азот,  кремний, магний и другие элементы в еще меньшей концентрации. Средняя плотность Солнца не велика, всего 1,4г/см³, но 50% массы нашего светила занимают всего 2% объема которые расположены в ядре. Солнечное ядро как предполагают астрономы размерами 0,2 солнечного радиуса и достигает 175 000 км. Температура в ядре Солнца достигает 15 000 000 К (пересчёт в градусы Цельсия: °С = K−273,15) это самая горячее место у Солнца.

Плотность ядра — 150 000 кг/м³. Температура поверхности Солнца составляет  достигает 6000 К, поэтому Солнце светит почти белым светом, но из-за влияния атмосферы Земли мы видим его свечение в желтом оттенке.
   Солнце расположено от Земли на расстоянии 149,6 миллионов километров, что приблизительно равно одной астрономической единице (астрономическая единица – а.е. равна 149 597 870,691 км), делая один оборот вокруг нашей галактики Млечного пути за 200 мил. лет с орбитальной скоростью 217 км/с.
   Нашему Солнцу 4,59 миллиарда лет, но оно не возникло само по себе, оно было сформировано из останков звезд первого и второго поколения после взрыва одной или нескольких сверх новых звезд. Такое предположение возникло после того как ученые предположили наличие большого количества золота и урана в составе Солнца, а именно эти элементы способны образовываться только путем ядерного превращения элементов в более  массивных звездах чем Солнце. У более массивных звёзд, масса которых превышает солнечную больше чем в десять раз, эволюция протекает очень быстро. Водород в них расходуется уже через несколько миллионов лет. Тогда начинает гореть гелий, превращаясь в углерод, а вскоре и атомы углерода начинают превращаться в атомы с более высокими атомными номерами.                                    
Масса Солнца недостаточна для того, ее жизненный цикл завершился взрывом сверхновой. Вместо этого, через 4—5 млрд лет оно превратится в звезду типа красный гигант. По мере того как водородное топливо в ядре будет выгорать, его внешняя оболочка будет расширяться, а ядро — сжиматься и нагреваться. Примерно через 7,8 млрд лет, когда температура в ядре достигнет приблизительно 100 млн К, в нём начнётся термоядерная реакция синтеза углерода и кислорода из гелия. На этой фазе развития температурные неустойчивости внутри Солнца приведут к тому, что оно начнёт терять массу и сбрасывать оболочку. Предположительно, расширяющиеся внешние слои Солнца в это время достигнут современной орбиты Земли. Но как предполагают ученые за долго до этого наша планета перейдет на более далекую орбиту от Солнца и возможно избежит поглощения внешними слоями солнечной плазмы.

Солнце из трех основных частей:
•    центральная часть (ядро), в котором максимального значения достигают температура, давление и плотность вещества, сжатого гравитацией и постоянно подогреваемого энергией термоядерных реакций;
•    лучистая зона, в которой энергия переносится наружу только излучением отдельных атомов, постоянно поглощающих и переизлучающих ее по всем направлениям;
•    конвективная зона (внешняя треть радиуса), в которой из-за быстрого охлаждения самых верхних слоев энергия переносится самим веществом. Это напоминает процесс кипения жидкости, подогреваемой снизу. Внешние, наблюдаемые слои Солнца называются его атмосферой. Их излучение, хотя и частично, непосредственно достигает наблюдателя. Солнечная атмосфера, в свою очередь, также состоит из трех основных слоев.



Самый глубокий из них называется фотосферой (сфера света). Она очень тонка, всего несколько тысячных долей радиуса Солнца. Тем не менее, из этого тонкого слоя исходит почти вся энергия, излучаемая Солнцем. Фотосферу часто неправомерно называют «поверхностью Солнца», хотя у газообразного шарообразного тела поверхности нет и не может быть. Условились под радиусом Солнца понимать расстояние от центра до слоя с минимальным значением температуры.
   Во внешних слоях фотосферы температура достигает минимального для всего Солнца – значения около 4200 К. Выше этого слоя температура быстро возрастает, усиливается ионизация водорода и других элементов и начинается следующая важная часть атмосферы – хромосфера (сфера цвета). Там, где температура увеличится почти до миллиона кельвинов, хромосфера переходит в солнечную корону – горячую высокоионизованную плазму, расширяющуюся в межпланетное пространство в виде так называемого солнечного ветра – потока заряженных частиц (плазмы), увлекающего с собой силовые линии солнечных магнитных полей и «обдувающего» земную магнитосферу. Корона в основном состоит из протуберанцев и энергетических извержений, исходящих и извергающихся на несколько сотен и даже более миллиона километров в пространство, образуя солнечный ветер. Средняя корональная температура составляет от 1 000 000 до 2 000 000 К. Форма короны меняется в зависимости от фазы цикла солнечной активности: в периоды максимальной активности она имеет округлую форму, а в минимуме  — вытянута вдоль солнечного экватора. Поскольку температура короны очень велика, она интенсивно излучает в ультрафиолетовом и рентгеновском диапазонах. Излучение в разных областях короны происходит неравномерно.

Существуют горячие активные и спокойные области, а также корональные дыры, из которых в пространство выходят магнитные силовые линии.

Солнечные пятна
Солнечные пятна это области на Солнце с более низкой температурой по сравнению с окружающими участками фотосферы.  Пятна на Солнце появляются из-за выхода на поверхность сильных магнитных полей. Которые мешают полыхающему веществу Солнца нагревать некоторые участки, из-за чего они остывают и темнеют. Магнитная активность Солнца постоянно меняется, поэтому пятна у него получаются разной величины. Когда наше светило наше особенно активно, пятна становятся такими, что разглядеть их можно даже без телескопа, но только через световой фильтр, так как смотреть на Солнце невооружённым взглядом опасно для зрения,  так как температура у солнечных пятен 4000-4500 K что намного ярче, чем любая сварочная дуга.

Образование солнечных пятен на Солнце напрямую зависит от солнечного цикла, который продолжается 11 лет. 11 – и летний солнечный цикл характеризуется постепенным увеличением числа пятен и последующим быстрым их исчезновением в течение периода времени 9—12 лет. Срок существования пятен достигает нескольких месяцев, то есть отдельные пятна могут наблюдаться в течение нескольких оборотов Солнца вокруг себя.

Именно этот факт (движение наблюдаемых пятен вдоль солнечного диска) послужил основой для доказательства вращения Солнца и позволил провести первые измерения периода обращения Солнца вокруг своей оси.
Солнечная активность
Явления, происходящие при генерации сильных магнитных полей на Солнце называются солнечной активностью. Эти поля проявляются в фотосфере как солнечные пятна и вызывают такие явления, как солнечные вспышки, генерацию потоков ускоренных частиц, изменения в уровнях электромагнитного излучения Солнца в различных диапазонах, корональные выбросы массы, возмущения солнечного ветра, и т. д. К солнечной активности относится такое явление как геомагнитная активность вызывающие на Земле магнитные бури. От интенсивности солнечной активности имеется зависимость среднегодовой температуры на Земле. Так, во второй половине XVII века солнечная активность была сильно ослаблена. В эту же эпоху в Европе отмечалось снижение среднегодовых температур (малый ледниковый период). Существует также точка зрения, что глобальное потепление в наше время вызвано повышением глобального уровня солнечной активности во второй половине XX века, а парниковый эффект только усиливает это явление. Тем не менее, механизмы такого воздействия Солнца на климат нашей планеты пока ещё недостаточно изучен. 

Интересный факт - Каждую секунду на Солнце сгорает 700 млрд. тонн водорода. Несмотря на такую огромную скорость потерь, энергии Солнца хватит еще на 5 млрд. лет.

Комментариев нет:

Отправить комментарий