Солнце

Солнце - обычная звезда главной последовательности спектрального класса G2, одна из более 100 миллиардов звезд нашей галактики Млечный Путь.

  радиус:   692 000 км  
  масса:   1.99*1033 г  
  температура поверхности:   5800 K  
  температура ядра:   15 600 000 K  

Солнце является самым большим объектом в солнечной системе. В нем заключено более 99.8% от полной массы солнечной системы (большая часть оставшейся массы приходится на Юпитер).

Солнце часто называют "обычной" звездой. Это верно в том смысле, что есть много звезд похожих на Солнце. Однако Солнце самая близкая звезда к Земле и наиболее изученная. Благодаря Солнцу мы получили данные о физических процессах, которые определяют структуру и эволюцию звезд в общем. Солнце является источником тепла, который поддерживает жизнь на Земле и контролирует наш климат.

Солнце одушевляли во многих мифологиях: греки называли его Гелиос, римляне - Сол.


Наше Солнце, ближайшая звезда, находится на расстоянии 149600000 км от нас. Поэтому Солнце, которое в миллион раз больше Земли по размеру, выглядит таким маленьким. Ссылка:SOHO - ESA & NASA

В настоящее время Солнце состоит из водорода (70%), гелия (28%), более тяжелые элементы ("металлы") составляют менее 2%. Состав Солнца медленно меняется из-за ядерных реакций по превращению водорода в гелий, которые проходят в солнечном ядре.

Внешние слои Солнца вращаются дифференциально. На экваторе период вращения составляет 25.4 дня, на полюсах - 36 дней. Это происходит из-за того, что Солнце не является твердым телом, как Земля. Такой же эффект наблюдаются у планет- гигантов. Дифференциальное вращение происходит и в более глубоких слоях Солнца, но ядро вращается как твердое тело.

Солнечное ядро - центральная часть с радиусом примерно 25% от радиуса Солнца (около 175 000 км). Условия в солнечном ядре экстремальны. Температура составляет 15.6 миллионов градусов кельвина, давление - 250 миллиардов атмосфер. Плотность в центральной части ядра в 150 раз больше плотности воды.

Светимость Солнца составляет 3.846 * 1026 Вт. Источником энергии Солнца являются реакции термоядерного синтеза. Каждую секунду около 700 000 000 тонн водорода превращаются в 695 000 000 тонн гелия, соответственно в излучение (гамма-фотоны) превращается около 5 000 000 тонн вещества. По мере того, как это излучение проходит из внутренней части Солнца к внешней, энергия непрерывно поглощается и переизлучается. вблизи ядра тепловое излучение настолько велико, что перенос энергии в вышележащие слои может осуществляться только излучением. Эта область называется зоной лучистого переноса. По мере того как температура и плотность вещества уменьшается ближе к поверхности Солнца доминирующим механизмом переноса энергии становится конвекция, вихревое перемешивание плазмы. При излучении фотона из ядра и последующем поглощении, он может переизлучиться в любом направлении и, соответственно, может как проникнуть в следующий слой плазмы в лучистой зоне, так и вернуться обратно, в нижние слои. Из-за этого промежуток времени, за который многократно переизлученный фотон (изначально возникший в ядре) достигает конвективной зоны, может измеряться миллионами лет. В среднем этот срок составляет для Солнца 170 тысяч лет.

У Солнца нет «настоящей поверхности». Если двигаться от внешних слоев Солнца к ядру, то вещество постепенно становится плотнее. Фотосфера - это та глубина, глубже которой мы не можем ничего увидеть. Представьте, как выглядит облако, когда вы летите на самолете и смотрите вниз – оно выглядит плотным, но на самом деле это не так. Солнечная атмосфера меняется от прозрачной до непрозрачной всего на расстоянии около нескольких сотен километров.

Над фотосферой находится хромосфера. Название связано с ее красноватым цветом, вызванным тем, что в её видимом спектре доминирует красная H-альфа линия излучения водорода. Толщина хромосферы около 2500 км. Плотность уменьшается по мере того, фотосфера переходит в хромосферу, но температура растет!

Сильно разреженная (с низкой плотностью) область над хромосферой называется короной. Эта область простирается на миллионы километров в космос. Корону можно видеть только при полном солнечном затмении. Корона имеет температуру около 1 000 000 К.

Случайно получилось, что если наблюдать с Земли, то Луна и Солнце имеют одинаковый размер на небе. А поскольку орбиты Земли и Луны лежат примерно в одной плоскости, то иногда Луна может проходить между Землей и Солнцем. Такое событие называется солнечным затмением. Если Луна находится не совсем точно на линии Земля-Солнце, то Луна закроет только часть солнечного диска (частное солнечное затмение). В то время как частное затмение видно в широкой области на Земле, полное затмение видно лишь в узкой полосе, шириной всего несколько километров (хотя длина этой полосы обычно несколько тысяч километров).

Солнечные пятна – холодные области солнечной фотосферы (примерно на 1500 К холоднее), которые выглядят темнее, чем фотосфера. Солнечное пятно может иметь продолжительность жизни от нескольких часов до нескольких месяцев. Оно состоит из 2 частей - темной центральной части, которая называется тень и менее темной окружающей части, которая называется полутень и имеет радиальную структуру. Их размеры сильно варьируются, несколько измеренных пятен имели 50 000 км в диаметре! Центральная часть пятна (тень) только кажется черной из-за большой яркости фотосферы. На самом деле в центре пятна яркость уменьшена только раз в десять, а яркость полутени составляет примерно ? яркости фотосферы. Температура в пятне на 2-2.5 тыс. К меньше, чем в фотосфере.

Количество пятен и других связанных с ними проявлений солнечной активности периодически меняется. Солнечный цикл чаще всего определяется количеством солнечных пятен на фотосфере, которое характеризуется специальным индексом - числом Вольфа. Период повторения в среднем составляет 11.1 год, но иногда он был короче – 8 лет или длиннее – 16 лет. Во время максимума цикла, можно увидеть более 100 пятен одновременно. Во время минимума иногда пятен нет вовсе. Этот цикл тесно связан с магнетизмом Солнца, который управляет многими аспектами солнечной активности. В эпоху максимума меняется полярность общего магнитного поля Солнца, полюса которого находятся вблизи полюсов вращения. Поэтому можно говорить о 22-летнем цикле солнечной активности.

Помимо света Солнце также излучает поток зараженных частиц (большая часть из них - протоны и электроны), который называется солнечным ветром. Солнечный ветер – поток заряженных частиц исходящий от солнца со средней скоростью 400 км/с. Это естественное следствие высокой температуры короны – плазма короны имеет слишком большую энергию, чтобы быть гравитационно связанным с Солнцем. Солнечный ветер и высокоэнергетические частицы, выбрасываемые при солнечных вспышках, могут оказывать существенное влияние на Землю, от электромагнитных помех до северных сияний.

Возраст Солнца около 4.5 миллиардов лет. С момента своего рождения оно использовало примерно половину своего запаса водорода. Примерно через 5 миллиардов лет оно израсходует свой запас водорода и с ним произойдут обычные для звезд изменения, которые в результате приведут к полному уничтожению Земли и, возможно, образованию планетарной туманности.

Спутники Солнца

Вокруг Солнца вращаются 8 планет и большое число малых объектов. Вопрос о том, какие тела нужно относить к планетам, а какие к малым телам, является спорным и, вообще говоря, зависит лишь от определения.

Характеристики планет

 

Название

 

Большая полуось орбиты

106км

 

Экваториальный радиус

км

 

Масса

1027г

 
  Меркурий   57.909   2439   0.330  
  Венера   108.209   6051   4.87  
  Земля   149.598   6378   5.98  
  Марс   227.937   3397   0.642  
  Юпитер   778.412   71 398   1900  
  Сатурн   1426.726   60330   569  
  Уран   2871.974   26220   86.9  
  Нептун   4498.257   24760   102  

Ссылки

ISSUE #50: ANCIENT SUNLIGHT
Nine Planets
NASA's Imagine the Universe
Кононович Э.В., Мороз В.И. Общий курс астрономии М.: Эдиториал УРСС, 2001. 544 с.

Type: 
Популярная астрономия