Информация о Солнце. Интересные факты о Солнце

Солнце - это наше всё! Это свет, это тепло и многое другое. Без Солнца на Земле не зародилась бы жизнь. Поэтому очень хочется посвятить этот материал нашему светилу.

Солнце является единственной звездой, находящейся в центре нашей Солнечной системы и от него зависит климат Земли и погодные условия.

По галактическим меркам, наша звезда малозаметна, даже в ближайшем в космосе. Солнце является лишь одной из звезд среднего размера и массы, среди 100 миллиардов звезд, находящихся только лишь в нашей Галактике, Млечном Пути.

Наша звезда состоит из 70% водорода и 28% гелия. Остальные 2% занимают, испускаемые в пространство частицы и новые элементы синтезированные самим светилом.

Горячие газы, которые сформировали Солнце - в основном водород и гелий - существуют в невероятно горячем наэлектризованном состоянии, которое называется плазмой.

Мощность энергии Солнца составляет порядка 386 миллиардов мегаватт и производится в процессе слияния ядер водорода, который принято называть термоядерным синтезом.

В далёком-далёком прошлом, Солнце светило слабее чем сейчас. Непрерывные наблюдения за максимумами излучения на протяжении нескольких десятилетий позволили учёным сделать вывод, что увеличение светимости Солнца, продолжается и в наше время. Так, всего лишь за несколько последних циклов, полная светимость Солнца возросла приблизительно на 0,1 %. Подобные изменения оказывают огромное влияние на нашу жизнь.

Помимо тепловой энергии и видимого нам света, Солнце испускает в пространство гигантский поток заряженных частиц, называемый солнечным ветром. Он движется сквозь Солнечную систему со скоростью примерно в 450 километров в секунду.

Возраст Солнца по расчётам ученых составляет порядка 4,6 миллиардов лет. Это даёт высокую вероятность предположить, что оно продолжит существовать в своем нынешнем виде ещё в течение ближайших 5 миллиардов лет. В конце концов, Солнце поглотит Землю. Когда весь водород выгорит, Солнце просуществует ещё около 130 миллионов лет, сжигая гелий. В течение этого периода она будет расширяться до такой степени, что поглотит Меркурий, Венеру и Землю. На этом этапе его можно будет назвать красным гигантом.

Солнечному свету требуется примерно 8 минут, чтобы достичь поверхности Земли. При среднем расстоянии 150 миллионов километров до Земли и света, распространяющегося в 300 000 километров в секунду, простое деление одного числа за другое (расстояние на скорость) дает нам приблизительное время в 500 секунд, или 8 минут и 20 секунд. Частицам, которые достигают Земли в течение этих нескольких минут, требуется миллионы лет, чтобы проделать путь от ядра Солнца до его поверхности.

Солнце по своей орбите движется со скоростью 220 километров в секунду. Солнце расположено почти на окраине Млечного пути в 24000-26000 световых лет от центра галактики, и поэтому ему требуется 225-250 миллионов лет, чтобы сделать один полный оборот по орбите вокруг центра Млечного Пути.

Расстояние от Солнца до Земли меняется в течение всего года. Поскольку Земля движется по эллиптической орбите вокруг Солнца, расстояние между этими небесными телами варьируется от 147 до 152 миллионов километров. Среднее расстояние между Землей и Солнцем, называется астрономической единицей (а.е.).

Давление в ядре Солнца в 340 миллиардов раз больше атмосферного давления у поверхности Земли.

Диаметр Солнца эквивалентен 109 диаметрам Земли.

Площадь поверхности Солнца эквивалентна 11990 поверхностям Земли.

Если бы Солнце было размером с мяч для футбола, Юпитер был бы размером как мяч для гольфа, а Земля была бы размером с горошину.

Сила тяжести на поверхности Солнца в 28 раз больше чем на Земле. Поэтому человек, который весит на Земле 60 кг, будет весить 1680 кг на Солнце. Попросту говоря, мы будем раздавлены собственным весом.

Свет от Солнца достигает поверхности Плутона за 5,5 часов.

Ближайшая соседка Солнца - звезда Проксима Центавра. Она расположена на расстоянии 4,3 световых лет.

Приблизительно триллион солнечных нейтрино проходит через Ваше тело, пока вы читаете это предложение.

Яркость Солнца эквивалентна яркости 4 триллионам триллионов лампочек мощностью 100 ватт.

Область поверхности Солнца размером с почтовую марку светит как 1,5 миллиона свечей.

Количество энергии, достигающей поверхности нашей планеты, в 6000 раз больше потребности в энергии, людей всего мира.

Земля получает 94 миллиарда мегаватт энергии от Солнца. Это в 40 000 раз больше годовой потребности Соединенных Штатов.

Общее количество ископаемого топлива на планете Земля эквивалентно 30 солнечным дням.

Полное солнечное затмение длится максимум 7 минут и 40 секунд.

В год случается порядка 4-5 солнечных затмений.

Физические характеристики Солнца

Красивая симметричность полного солнечного затмения происходит потому, что Солнце в 400 раз больше, чем Луна, но также и в 400 раз дальше от Земли, что делает эти 2 тела одинаковыми в поперечнике по размерам в небе.

В полном объеме Солнца может быть размещено 1,3 миллиона планет размером с Землю.

99,86% от всей массы Солнечной системы сосредоточена в Солнце. Масса Солнца составляет 1 989 100 000 000 000 000 000 млрд. кг или в 333060 больше массы Земли.

Температура внутри Солнца может достигать 15 миллионов градусов по Цельсию. В ядре Солнца, энергия генерируется ядерного синтеза, как водород превращается в гелий. Так как горячие объекты, как правило, расширяются, Солнце взрывается как гигантская бомба, если бы не было его огромной гравитационной силы. Температура на поверхности Солнца ближе к 5600 градусов по Цельсию.

Земное ядро почти такое же горячее как поверхность Солнца, что составляет примерно 5600 градусов по Цельсию. Более холодными являются определенные зоны называемые солнечными пятнами (3,800° С) .

Различные части Солнца вращаются с разной скоростью. В отличие от обычных планет, Солнце является большим шаром, состоящим из невероятно горячего газообразного водорода. Из-за его подвижности, различные части Солнца вращаются с разной скоростью. Чтобы увидеть, как быстро вращается поверхность, необходимо наблюдать за движением солнечных пятен относительно его поверхности. Пятнам на экваторе требуется 25 земных суток, чтобы сделать один оборот, в то время как пятна на полюсах делают оборот за 36 дней.

Внешняя атмосфера Солнца горячее, чем его поверхность. Поверхность Солнца достигает температуры 6000 градусов Кельвина. Но это на самом деле гораздо меньше, чем атмосфера Солнца. Над поверхностью Солнца является область атмосферы, называемой хромосферы, где температура может достигать 100000 Кельвин. Но это ничего не значит. Там в еще более отдаленной регион, называемый коронный, который простирается до объема, даже больше, чем само Солнце. Температура в короне может достигать 1 млн. Кельвин.

Внутри Солнца, где происходят термоядерные реакции температура достигает немыслимых 15 миллионов градусов.

Солнце является почти идеальной сферой с разницей всего в 10 км в диаметре между полюсами и экватором. Средний радиус Солнца составляет 695 508 км (109,2 х земного радиуса).

По типу звездной величины оно относится к желтому карлику (G2V).

Диаметр Солнца составляет 1 392 684 километров.

Солнце имеет очень сильное магнитное поле. Солнечные вспышки происходят, когда энергетические потоки заряженных частиц высвобождаются Солнцем во время магнитных бурь, которые мы видим, как солнечные пятна. В солнечных пятнах, магнитные линии скручены и они вращаются, так же, как торнадо на Земле.

Существует ли вода на Солнце? Довольно странный вопрос... Ведь мы знаем, что водорода на Солнце, основное элемента воды, очень много, но чтобы была вода ещё нужен и такой химический элемент как кислород. Не так давно, международная группа ученых обнаружила, что Солнце есть вода (в частности, водяной пар).

Солнце в истории

Древние культуры возводили каменные памятники или дорабатывали скалы, чтобы отмечать движения Солнца и Луны, смену времен года, создавали календари и вычислять затмения.

Несмотря на правильные размышления некоторых древнегреческих мыслителей, многие считали, что Солнце вращается вокруг Земли, начиная с древнегреческого ученого Птолемея представившего "геоцентрическую" модель в 150 г. до н.э.

Лишь, в 1543 году, Николай Коперник описал гелиоцентрическую, солнце-ориентированную модель Солнечной системы, и в 1610 году, открытие Галилео Галилеем лун Юпитера показали, что не все небесные тела вращаются вокруг Земли.

Исследования Солнца

В 1990 году НАСА и Европейского космического агентства запустили зонд Ulysses, чтобы сделать первые изображения полярных регионов Солнца. В 2004 году космический аппарат НАСА, Genesis собрал для анализа образцы солнечного ветра на Землю для изучения.

Самым известным космическим аппаратом (запущен в декабре 1995 года) который наблюдает за Солнцем является солнечная и гелиосферная обсерватория SOHO, построенная НАСА и ЕКА, и непрерывно наблюдает за светилом присылая на Землю бесчисленные фотоснимки. Она была создана для изучения солнечного ветра, а также внешних слоёв Солнца и его внутреннего строения. Она изображается структура солнечных пятен ниже поверхности, измерили ускорение солнечного ветра, обнаружил корональных волн и солнечные торнадо, обнаружила более 1000 комет, и позволила более точно прогнозировать космическую погоду.

Более поздняя миссия НАСА - космический корабль STEREO. Это два космических корабля, запущенные в октябре 2006 года. Они были разработаны, чтобы наблюдать за активностью на Солнце одновременно сразу с двух разных точек обзора, чтобы воссоздать трехмерную перспективу активности Солнца, что и позволяет астрономам лучше предсказывать космическую погоду.

Солнце вибрирует из-за набора акустических волн, как колокол. Если наше зрение было бы достаточно острым, мы видели, как колебания распространяются вдоль поверхности его диска, выписывая замысловатые узоры. Астрономы из Стэндфордского университета тщательно изучили движения на поверхности Солнца. Солнечные звуковые волны, как правило, имеют очень низкую частоту колебаний, которая не может быть обнаружена человеческим ухом. Для того, чтобы быть в состоянии услышать, ученые усилили их 42 000 раз и прессуют в течение нескольких секунд волн, измеренных в течение 40 дней.

Косовичев Александр, руководитель научной группы и член Стэндфордской команды по изучению солнечных колебаний, нашел простой способ преобразования данных из оборудования, измеряющего вертикальное перемещение поверхности Солнца в звук. Стивен Тейлор, профессор музыки в Университете штата Иллинойс, сочинял музыку на это видео со звуками.

Команда использовала новый метод для расчета спектра воды при температуре солнечных пятен. В своих исследованиях с 1995 года команда зарегистрировала наличие воды - конечно не в жидком виде, но в состоянии пара - в темных областях солнечных пятен. Ученые сравнили инфракрасный спектр горячей воды, с солнечными пятнами.

Вода в солнечных пятен, вызывает что-то вроде «звездного парникового эффекта» и влияет на сброс энергии от пятен. Молекулы горячей воды, кроме того наиболее сильно поглощают инфракрасного излучение в атмосфере холодных звезд.

Солнечные пятна и вспышки

С 1610 года, Галилео Галилей, первым в Европе стал вести наблюдения за Солнцем с помощью своего телескопа, тем самым заложив начало регулярным исследованиям солнечных пятен и солнечного цикла, которые продолжаются уже свыше четырёх столетий. Спустя 140 лет в 1749 году одна из старейших обсерваторий в Европе, расположенная в Швейцарском городе Цюрих, начала проводить ежедневные наблюдения пятен, сначала просто подсчитывая и зарисовывая их, а позже начав получать фотографии Солнца. В настоящее время множество солнечных станций непрерывно наблюдают и регистрируют все изменения на поверхности Солнца.

Самым известным периодом изменения Солнца является одиннадцатилетний солнечный цикл, на протяжении которого светило проходит через минимум и максимум своей активности.

Солнечный цикл чаще всего определяется количеством солнечных пятен на фотосфере, которое характеризуется специальным индексом - числом Вольфа. Этот индекс подсчитывается следующим образом. Сначала подсчитывается число групп солнечных пятен, затем это число умножается на 10 и к нему прибавляется число отдельных пятен. Коэффициент 10 примерно соответствует среднему числу пятен в одной группе; таким образом удается достаточно точно оценить число пятен на Солнце даже в тех случаях, когда плохие условия наблюдений не позволяют прямо посчитать все малые пятна. Ниже приведены результаты таких подсчетов за огромный период времени, начиная с 1749 года. На них хорошо видно, что число пятен на Солнце периодически меняется, формируя цикл солнечной активности с периодом около 11 лет.

В настоящее время существует как минимум 2 организации, которые независимо друг от друга ведут непрерывные наблюдения солнечного цикла и подсчёт числа пятен на Солнце. Первая - это Sunspot Index Data Center в Бельгии, где определяется так называемое международное число солнечных пятен (International Sunspot Number). Именно это число (и его среднеквадратичное отклонение DEV) показано в таблице, которая уже приводилась выше. Кроме этого подсчет числа пятен ведется в US National Oceanic and Atmospheric Administration. Число пятен, определяемое здесь, имеет название NOAA sunspot number.

Самые ранние наблюдения солнечных пятен в конце XVII века, то есть на заре эпохи их систематических исследований, показали, что Солнце в это время проходило через период чрезвычайно малой активности. Этот период, назвали минимумом Маундера, который продолжался чуть ли не столетие, с 1645 по 1715 год. Хотя наблюдения тех времен проводились не так тщательно и планомерно, как современные, тем не менее, прохождение солнечного цикла через очень глубокий минимум считается научным миром достоверно установленным. Период крайне низкой активности Солнца соответствует особому климатическому периоду в истории Земли, который получил название "Малый ледниковый период".

Все, что происходит на Солнце сильно влияет на нашу планету и людей, однако есть два взрывоподобных солнечные события, которые влияют на нас больше всего. Одним из них являются солнечные вспышки, где через небольшую площадь на поверхности Солнца вдруг прорывается в десятки миллионов градусов волны излучения, которые могут вывести из строя телекоммуникации и спутники. Другой вид явлений коронарный выброс массы, где миллиарды тонн заряженных частиц энергии отделяться от солнечной короны со скоростью миллионы километров в час. Когда эти массивные облака попадают в защитную магнитосферу Земли, они сдавливают силовые линии магнитного поля и обрушивают миллионы триллионов ватт мощности в верхние слои атмосферы. Эта приводит к перегрузкам на линиях электропередач, в результате чего происходит отключения и повреждается все чувствительное оборудование и все расположенные объекты на орбите вокруг Земли.

Часто эти два явления происходят совместно, как это было в октябре 2003 года. Благодаря современным измерительным приборам, такое событие может быть обнаружено на ранней стадии и дает возможность принять необходимые меры.

Анализ данных СОХО и Yohkoh показали, что гигантские петли рентгеновских лучей в горячей солнечной короне обеспечивают важные магнитные связи между пятнами и магнитными полюсами Солнца. Эти гигантские петли длиной около 500 000 миль и заполнены 3,5 млн. F горячей, электрифицированного газа. Они появляются в фазе роста в 11-летнего цикла солнечных пятен и связанных с выделением энергии от пятен, что происходит через каждые 1-1,5 лет и вызывает циклическое реверсирование магнитных полюсов Солнца. Предполагается, что эти соединения играют важную роль в "солнечного динамо" - процесс, который производит сильные магнитные поля Солнца и является источником солнечных пятен, солнечных вспышек и сбросов масс, оказывающих влияние на Землю.

Активность пятен растет от минимума до максимума около 11 лет. Т.е. после 22 лет наступает новый цикл. За это время изменяется все магнитное поле Солнца - северный полюс становится южным и наоборот; затем снова поменяются местами в следующем цикле.

Солнечная поверхность покрыта пузырями размером со штат Техас. Гранулы - части плазмы с коротким временем жизни переносимого конвекцией тепла к поверхности, как пузырьки воды в кипящей поверхности воды. Взлет и падение пузырьков производит звуковые волны, которые заставляют излучать звуки каждые 5 минут.

Самой мощнейшей за всю историю наблюдений была геомагнитная буря 1859 года - Комплекс событий, включающий в себя как геомагнитную бурю, так и вызвавшие её мощные активные явления на Солнце, иногда называют «Событием Кэррингтона» который в литературе получил название «Солнечный супершторм».

Самая мощная магнитная буря наблюдалась человечеством в августе 1972 г. Он был быстр, интенсивный и большой, но самое главное, что превратили его в исторический феномен, был поляризация ее магнитного поля - напротив Земли. Когда его магнитное поле ударил магнитное поле Земли, два поля объединяются и направляются в верхний слои атмосферы огромного потока. Электрооборудование, телеграф, телекоммуникации были выведены из строя в значительной части Европы и Америки.

Протонный шторм был самым сильным в 1989 году. Она была особенно насыщенной с протонами высоким ускорением, покрытыми 100 миллионов электрон-вольт энергии. Такие протоны могут проникать на 11 см отверстие в воде.

Прочие факты о Солнце

Только 55% всех взрослых американцев знают, что Солнце является звездой.

Занятия спортом на солнце, увеличивают расход энергии и калорий.

Согласно пословице, рожденный на рассвете будет умным, но те, кто появился на свет на закате, будут ленивы.

Гелиотерапия - один из самых старых и доступных методов лечения человеческих недугов. Не удивительно, что говорят, что там, где солнце приходит, уходят болезни.

Согласно исследованиям, солнечные лучи действуют на специфические рецепторы в сетчатке глаза человека, который посылает сигнал в мозг, чтобы производить больше серотонина. И, как мы все знаем, это гормон счастья.

Всего 15 минут ежедневного пребывания на Солнце достаточно, чтобы заставить тело выработать необходимое количество витамина E, который имеет жизненно важное значение для нашего организма.

Пигментация кожи защищает более глубокие слои тела от воздействия ультрафиолетовых лучей.

Цвет неба зависит прежде всего от слоев загрязнения воздуха, как дым или пыль. Нормальный цвет неба голубого цвета из-за преломления солнечного света атмосферным водорода.

Красные закаты, вызваны сильным загрязнением в атмосфере. Когда солнечный свет проходит через атмосферу лучей слоев с более короткой длиной волны сохраняют и поглощают только лучи с большей длиной волны проходят через атмосферу, что красные, оранжевые и желтые лучи. Большие количества пыли и грязи и даже остановить желтый свет, и только красный крест.

Красное небо наблюдается особенно хорошо при вулканических извержениях.

Восход Солнца - завораживающее зрелище. Словно назло всем силам тьмы, алый диск медленно и величественно выплывает из-за горизонта. Солнце - это свет, тепло, жизнь!

Тысячи имен одного божества

В подавляющем числе культур дневное светило всегда занимало центральное место. Солнце - это олицетворение живительной и созидательной энергии. Пантеон древнеегипетских богов возглавлял Бог Солнца Ра, изображаемый как человек с соколиной головой. Он имел влияние на все происходившее на земле Египта: смену времен года, дня и ночи, природные и погодные изменения, повседневную жизнь народа. Власть древнеегипетских фараонов считалась незыблемой, потому что они были "детьми Солнца". Древнегреческий поэт Гомер в своих гимнах восхвалял ослепительного Бога Солнца Гелиоса и его огненную колесницу, дарующую свет всему живому.

У каждой народности для божественного светила существовали свои имена, свои мифы, сказания и легенды о нем, пронизанные глубоким почитанием и искренней любовью.

Солнце - это звезда или планета?

В V веке до н. э. был обвинен в осквернении богов и, чудом избежав смертной казни, с позором изгнан из Афин философ Анаксагор, утверждающий, что Солнце - раскаленная глыба. Аристарх Самосский (310-230 гг. до н. э.) впервые предположил, что планеты и Земля вращаются вокруг Солнца. Но почти на тысячу лет утвердилась картина мира, предложенная Гиппархом Никейским (190-126 гг. до н. э.). На заре тысячелетия она была математически обоснована в труде "Альмагест" Птолемеем (100-170 гг.) и получила его имя. Согласно птолемеевской системе, в центре мироздания, вокруг которого вращаются небесные сферы, располагается Земля. Вообще, борьба между гео- и гелиоцентризмом - отдельный разговор! Только факты: привычное нам описание мироустройства сформулировал польский астроном Н. Коперник в 16 веке (труд издан в 1543 г.), но окончательное подтверждение эта система получила только в 1687 году благодаря сэру Ньютону и его теории.

Солнце - это звезда или планета? Поскольку "планета" в переводе с древнегреческого - "блуждающая звезда", астрономы того времени и считали светило одним из семи известных, меняющих свое положение среди звезд, небесных тел, т. е. планетой. Предположения, что Солнце - это обычная звезда, высказывались различными учеными неоднократно. Точку в дискуссиях поставил немецкий физик Й. Фраунгофер, в 1824 году сравнив спектральные данные некоторых звезд и Солнца.

Одна из многих. Основные параметры

Так что такое Солнце в современном представлении? Это единственная звезда, расположенная в центре нашей планетной системы и составляющая 99,86% от ее суммарной массы. Среднее расстояние от Земли до Солнца - 149450 тыс. км. Диаметр светила более чем в 100 раз превышает диаметр нашей планеты и составляет 1390,6 тыс. км (больше орбиты Луны). Среднее значение плотности Солнца лишь немного превосходит плотность воды и равно 1,41 г/см 3 . Сила тяжести в 28 раз превышает земную.

На водород приходится 73% всей массы звезды, 25% - на гелий. Содержание остальных элементов - около 2%.

Спектральные характеристики Солнца идентифицируют наше светило как звезду класса G2V (в популярной литературе эту группу называют желтыми или оранжевыми карликами).

Как устроены звезды?

По мнению ученых, внутреннюю структуру Солнца, по мере удаления от центра, можно условно разделить на четыре области:

Ядро - основная область генерации излучаемой энергии. Распространяется почти на треть радиуса раскаленного газового шара (0-0,3R). Здесь плотность газа огромна - 150 г/см 3 . Температура составляет около 15×10 6 ˚К, давление - 2×10 8 Па.
Зона лучистого переноса энергии (0.3-0.7R). Вся сгенерированная энергия передается во внешние слои посредством лучистого теплообмена (повторяющимися процессами поглощения, отражения, испускания, переноса энергии). При этом температура постепенно понижается (до 2×10 6 К˚), а длина волны излучения увеличивается. Время, затраченное на проход этой зоны, у кванта электромагнитного излучения, фотона, занимает до 170 тыс. лет.
Зона конвекции. Простирается до поверхности. Передача энергии осуществляется путем перемешивания газов. Снижение температуры происходит более интенсивно и к поверхности достигает 5800˚К.

Внешние слои атмосферы

Как определить, где границы тела, состоящего из газа и атмосферы? У звезд под атмосферой понимается область, из которой излучение беспрепятственно может уходить в пространство. Первый внешний слой - фотосфера (300-400 км). Именно ее мы воспринимаем как видимую поверхность солнечного диска. Под большим увеличением легко заметить ее ячеистую структуру. Ячейки или гранулы - это и есть выходы конвекционных потоков. Иногда концентрированные магнитные поля тормозят вертикальные потоки ионизированного газа, перемешивание замедляется, и на видимой поверхности формируются области с пониженной температурой (4500˚К) и яркостью. Так образуются "пятна". Самые большие из них можно увидеть даже невооруженным глазом (через светофильтр, конечно). По пятнам можно отследить вращения Солнца вокруг своей оси. Угловые скорости на разных широтах различны. Для экваториальных областей период составляет 25 суток.

Верхние слои атмосферы (хроносферу и солнечную корону) можно увидеть только в моменты полного солнечного затмения или с помощью специальных инструментов.

Источник энергии Солнца

Современная гелиосейсмология определяет возраст нашего светила в 4,6 млрд лет. Какие источники столь продолжительного существования скрывают огненные недра? Что такое Солнце как источник энергии?

Ежесекундно Солнце излучает в мировое пространство энергии в 100 тыс. раз больше, чем человечество выработало за все время своего существования. Если бы весь объем нашей звезды заполнял каменный уголь, то такого запаса топлива, при излучении с обычной интенсивностью, едва хватило на 5 тыс. лет. Химические процессы и гравитационные взаимодействия тоже не годятся на роль "долгопериодического" источника энергии.

И только с открытием атомного распада и синтеза американский астрофизик Х. Бете предположил, что Солнце - это природный термоядерный реактор. Суть процесса сводится к образованию ядра гелия из четырех ядер водорода (протонов) с выделением энергии (Нобелевская премия по физике, 1967 год).

Гори, гори, моя звезда!

А когда израсходуется весь водород, что будет с Землей? Человечеству не стоит беспокоиться о планете. Солнце находится в середине своего звездного жизненного цикла. По мере выгорания водорода интенсивность излучения будет постепенно нарастать, но минимум миллиард лет комфортного существования людям обеспечен. Описание апокалиптических картин последующего расширения светила не является целью данной статьи.

Наблюдая ежедневный восход Солнца, давайте будем наслаждаться его светом и теплом, ценить жизнь, любить и беречь друг друга.

Спектральный анализ солнечных лучей показал, что больше всего в нашей звезде водорода (73% от массы звезды) и гелия (25%). На остальные элементы (железо, кислород, никель, азот, кремний, сера, углерод, магний, неон, хром, кальций, натрий) приходится всего 2%. Все вещества, обнаруженные на Солнце, есть и на Земле, и на других планетах, что говорит об их едином происхождении. Средняя плотность вещества Солнца - 1,4 г/см3.

Как изучают Солнце

Солнце - это « » с множеством слоев, имеющих разный состав и плотность, в них проходят разные процессы. В привычном человеческому глазу спектре наблюдение звезды невозможно, однако в настоящее время созданы , телескопы, радиотелескопы и прочие приборы, фиксирующие ультрафиолетовое, инфракрасное, рентгеновское излучения Солнца. С Земли наиболее эффективным является наблюдение во время солнечного затмения. В этот короткий период астрономы во всем мире изучают корону, протуберанцы, хромосферу и различные явления, происходящие на единственной доступной для такого подробного изучения звезде.

Структура Солнца

Корона - внешняя оболочка Солнца. У нее очень низкая плотность, из-за этого ее видно только во время затмения. Толщина внешней атмосферы неравномерна, поэтому время от времени в ней появляются дыры. Через эти дыры в космос со скоростью 300-1200 м/с устремляется солнечный ветер - мощный поток энергии, который на земле становится причиной северных сияний и магнитных бурь.

Хромосфера - слой газов, достигающий толщины 16 тыс. км. В ней происходит конвекция раскаленных газов, которые, от поверхности нижнего слоя (фотосферы), вновь опускаются назад. Именно они «прожигают» корону и образуют потоки солнечного ветра длиной до 150 тыс. км.

Фотосфера - это плотный непрозрачный слой толщиной 500-1 500 км, в котором происходят сильнейшие огненные бури диаметром до 1 тыс. км. Температура газов фотосферы - 6 000 оС. Они поглощают энергию из нижележащего слоя и выделяют ее в виде тепла и света. Структура фотосферы напоминает гранулы. Разрывы в слое воспринимаются, как пятна на Солнце.

Конвективная зона толщиной 125-200 тыс. км - солнечная оболочка, в которой газы постоянно обмениваются энергией с радиационной зоной, нагреваясь, поднимаются к фотосфере и, охлаждаясь, вновь спускаются вниз за новой порцией энергии.

Радиационная зона имеет толщину 500 тыс. км и очень высокую плотность. Здесь вещество подвергается бомбардировке гамма-лучами, которые преобразуются в менее радиоактивные ультрафиолетовые (UV) и рентгеновские (X) лучи.

Кора, или ядро, - солнечный «котел», где постоянно происходят протон-протонные термоядерные реакции, благодаря которым звезда и получает энергию. Атомы водорода превращаются в гелий при температуре 14 х 10 в оС. Здесь титаническое давление - триллион кг на каждый кубический см. Ежесекундно здесь превращается 4,26 млн тонн водорода в гелий.

(лат. Sol) - единственная звезда в . и семь других вращаются вокруг Солнца. Кроме них вокруг Солнца вращаются кометы, астероиды и другие мелкие объекты.

Солнце как звезда

Солнце - центральное и массивные тело Солнечной системы. Его масса приблизительно в 333 000 раз больше массы Земли и в 750 раз превышает массу всех других планет, вместе взятых. Солнце - мощный источник энергии, которую оно постоянно излучает во всех участках спектра электромагнитных волн - от рентгеновских и ультрафиолетовых лучей до радиоволн. Это излучение влияет на все тела Солнечной системы: нагревает их, сказывается на атмосферах планет, дает свет и тепло, необходимые для жизни на Земле.

Вместе Солнце - ближайшая к нам звезда, у которой, в отличие от всех других звезд, можно наблюдать диск, и с помощью телескопа изучать на нем мелкие детали, размером до нескольких сотен километров. Это типичная звезда, поэтому ее изучение помогает понять природу звезд вообще. По звездной классификации Солнце имеет спектральный класс G2V. В популярной литературе Солнце довольно часто классифицируют как желтый карлик.

Видимый угловой диаметр Солнца несколько меняется через эллиптичность орбиты Земли. В среднем он составляет около 32 "или 1 / 107 Радиана, т.е. диаметр Солнца равен 1 / 107 а.е. , или примерно 1400000 км.

Строение Солнца

Как и все звезды, Солнце - раскаленный газовый шар. Химический состав (по числу атомов) определены из анализа солнечного спектра:

водород составляет около 90%,
гелий - 10%,
остальные элементы - менее 0,1%.

Вещество на Солнце очень ионизирована, т.е. атомы потеряли свои внешние электроны и вместе с ними стали свободными частицами ионизированного газа - плазмы.

Средняя плотность солнечного вещества ρ ≈ 1400 кг / м ³. Это значение близко к плотности воды и в тысячу раз больше плотности воздуха у поверхности Земли. Однако во внешних слоях Солнца плотность в миллионы раз меньше, а в центре - в 100 раз больше средней.
Вычисления, учитывающие рост плотности и температуры к центру, показывают, что в центре Солнца плотность составляет около 1,5 × 10 5 кг / м ³, давление - около 2 × 10 18 Па, а температура - около 15 млн К.

При такой температуре ядра атомов водорода (протоны и дейтрона) имеют очень большие скорости (сотни километров в секунду) и могут приближаться друг к другу, несмотря на действие электростатической силы отталкивания. Некоторые столкновения заканчиваются ядерными реакциями, в результате которых из водорода образуется гелий и высвобождается значительное количество энергии, которая превращается в тепло. Эти реакции являются источником энергии Солнца на современном этапе его эволюции. Вследствие этого количество гелия в центральной части светила постепенно увеличивается, а водорода - уменьшается.

Поток энергии, возникающей в недрах Солнца, передается во внешние слои и распределяется на все большую площадь. Вследствие этого температура солнечной плазмы снижается с удалением от центра. Зависимости от температуры и характера процессов, которой определяются, Солнце можно условно разделить на 4 части:

внутренняя, центральная часть (ядро), где давление и температура обеспечивают ход ядерных реакций, она простирается от центра на
расстояние примерно 1 / 3 радиуса
лучистая зона (расстояние от 1 / 3 до 2 / 3 радиуса), в которой энергия передается наружу результате последовательного поглощения и излучения квантов электромагнитной энергии;
конвективная зона - от верхней части «лучистой» зоны почти до видимой поверхности Солнца. Здесь температура быстро уменьшается с приближением к видимой поверхности светила, вследствие чего увеличивается концентрация нейтральных атомов, вещество становится прозрачнее, лучистое переноса становится менее эффективным и тепло передается в основном за счет перемешивания вещества (конвекция), подобно кипения жидкости в сосуде, который подогревается снизу;
солнечная атмосфера, которая начинается сразу за конвективной зоной и выходит далеко за пределы видимого диска Солнца. Нижний слой атмосферы - фотосфера, тонкий слой газов, который мы воспринимаем как поверхность Солнца. Верхних слоев атмосферы непосредственно не видно из-за значительной разреженности, их можно наблюдать или при полных солнечных затмений, либо с помощью специальных приборов.

Солнечная атмосфера и солнечная активность

Солнечная вспышка

Солнечную атмосферу можно условно разделить на несколько слоев.
Глубокий слой атмосферы, толщиной 200-300 км, называется фотосферой (сфера света). Из него излучается почти вся энергия, которая наблюдается в видимой части спектра.

На фотографиях фотосферы хорошо заметно ее тонкую структуру в виде ярких «зернышек» - гранул размером около 1000 км, разделенных узкими темными промежутками. Эта структура называется грануляцией. Она является результатом движения газов, который происходит в расположенной под атмосферой конвективной зоне Солнца.

В фотосфере, как и в более глубоких слоях Солнца, температура снижается с удалением от центра, изменяясь приблизительно от 8000 до 4000 К: внешние слои фотосферы охлаждаются вследствие излучения из них в межпланетное пространство.

В спектре видимого излучения Солнца, почти полностью образуется в фотосфере, снижению температуры во внешних слоях соответствуют темные линии поглощения. Они называются фраунгоферовых в честь немецкого оптика И. Фраунгофера (1787-1826), впервые 1814 года зарисовал несколько сотен таких линий. По той же причине (снижение температуры от центра Солнца) солнечный диск ближе к краю кажется темнее.

В высших слоях фотосферы температура составляет около 4000 К. При такой температуре и плотностью 10 -3 -10 -4 кг / м ³ водород становится практически нейтральным. Ионизированной лишь около 0,01% атомов, преимущественно металлов.

Однако выше в атмосфере температура, а вместе с ней и ионизация, снова начинают повышаться, сначала медленно, а потом очень быстро. Часть солнечной атмосферы, в которой повышается температура и последовательно ионизируются водород, гелий и другие элементы, называется хромосферой, ее температура составляет десятки и сотни тысяч кельвинов. В виде блестящей розовой каймы хромосферу видно вокруг темного диска в редкие моменты полных солнечных затмений. Выше хромосферы температура солнечных газов составляет 10 6 - 2 × 10 6 К и далее на протяжении многих радиусов Солнца почти не меняется. Эта разреженная и горячая оболочка называется солнечной короной. В виде лучистого жемчужного сияния ее можно наблюдать во время полной фазы затмения Солнца, тогда она представляет необычайно красивое зрелище. «Испаряясь» в межпланетное пространство, газ короны образует поток горячей разреженной плазмы, постоянно течет от Солнца и называется солнечным ветром.

Хромосферу и корону лучше наблюдать со спутников и орбитальных космических станций в ультрафиолетовых и рентгеновских лучах.
Время в некоторых участках фотосферы темные промежутки между гранулами увеличиваются, образуются небольшие круглые поры, некоторые из них развиваются в большие темные пятна, окруженные напивтинню, состоящий из продолговатых, радиально вытянутых фотосферных гранул.

Наблюдая солнечные пятна в телескоп, Галилей заметил, что они передвигаются вдоль видимого диска Солнца. На этом основании он сделал вывод, что Солнце вращается вокруг своей оси. Угловая скорость вращения светила уменьшается от экватора к полюсам, точки на экваторе осуществляют полный оборот за 25 суток, а вблизи полюсов звездный период обращения Солнца увеличивается до 30 суток. Земля движется по своей орбите в том же направлении, в котором вращается Солнце. Поэтому относительно земного наблюдателя период ее вращения больше и пятно в центре солнечного диска снова пройдет через центральный меридиан Солнца через 27 суток.

Интересные факты

Средняя плотность Солнца составляет всего 1,4 г / см ³, т.е. равна плотности воды Мертвого моря.
Каждую секунду Солнце излучает в 100 000 раз больше энергии, чем человечество выработало за всю свою историю
Удельный (на единицу массы) энергозатрат Солнца - всего 2 × 10 -4 Вт / кг, т.е. примерно такая же, как у кучи гнилого листьев.
8 апреля 1947 года на поверхности южного полушария Солнца было зафиксировано наибольшее скопление солнечных пятен за все время наблюдений.
Его длина составляла 300 000 км, а ширина - 145 000 км. Оно было примерно в 36 раз больше площади поверхности Земли и его можно было легко разглядеть невооруженным глазом при закате.
В честь Солнца названа новую валюту Перу (новый соль)

Солнце – центральное тело Солнечной системы – представляет собою горячий газовый шар. Оно в 750 раз превосходит по массе все остальные тела Солнечной системы вместе взятые. Именно поэтому всё в Солнечной системе можно приближенно считать вращающимся вокруг Солнца. Землю Солнце «перевешивает» более чем в 330000 раз. На солнечном диаметре можно было бы разместить цепочку из 109 таких планет, как наша. Солнце – ближайшая к Земле звезда и единственная из звезд, чей диск различим невооруженным глазом. Все остальные звезды, удаленные от нас на световые года, даже при рассмотрении в самые мощные телескопы, не открывают никаких подробностей своих поверхностей. Свет от Солнца до нас доходит за 8 с третью минут.

Солнце несется в направлении созвездия Геркулеса по орбите вокруг центра нашей Галактики, преодолевая ежесекундно больше 200 км. Солнце и центр Галактики разделяет бездна в 25000 световых лет. Подобная же пропасть лежит между Солнцем и окраиной Галактики. Наша звезда расположилась вблизи галактической плоскости, недалеко от границы одного из спиральных рукавов.

Размер Солнца (1392000 км в диаметре) очень велик по земным меркам, но астрономы, в то же время, называют его желтым карликом – в мире звезд Солнце ничем особенным не выделяется. Однако, в последние годы, появляется все больше доводов в пользу некоторой необычности нашего Солнца. В частности, Солнце меньше излучает ультрафиолета, чем другие звезды того же типа. Солнце обладает большей массой, по сравнению со схожими звездами. Кроме того, эти самые похожие на Солнце звезды замечены в непостоянстве, они меняют свой блеск, то есть являются переменными звездами. Солнце не меняет заметно своей яркости. Всё это – не повод для гордости, а основание для более детальных исследований и серьезных проверок.

Мощность излучения Солнца 3,8*1020 МВт. На Землю попадает лишь около одной половины миллиардной доли всей энергии Солнца. Представьте себе ситуацию, при которой 15 стандартных квартир в 45 кв.м. затоплены до потолка водой. Если это количество воды – вся мощность излучения Солнца, то на долю Земли придется меньше чайной ложки. Но именно благодаря этой энергии на Земле происходит круговорот воды, дуют ветры, развивалась и развивается жизнь. Вся энергия, скрытая в горючих ископаемых (нефти, угле, торфе, газе), – тоже изначально энергия Солнца.

Излучает же Солнце свою энергию во всех длинах волн. Но по-разному. 48% энергии излучения приходится на видимую часть спектра, а максимум соответствует желто-зеленому цвету. Около 45% энергии, теряемой Солнцем, уносят инфракрасные лучи. На гамма-лучи, рентгеновское, ультрафиолетовое и радио излучение приходится лишь 8%. Однако излучение Солнца в этих диапазонах столь сильно, что оно очень ощутимо на расстояниях даже в сотни солнечных радиусов. От вредного влияния излучения Солнца нас защищает магнитосфера и атмосфера Земли.

Основные характеристики Солнца

Масса	1,989*10 30 кг
Масса (в массах Земли)	332,830
Радиус на экваторе	695000 км
Радиус на экваторе (в радиусах Земли)	108,97
Средняя плотность	1410 кг/м 3
Длительность звездных суток (период вращения)	25,4 сут (экватор) – 36 сут (полюса)
Вторая космическая скорость (escape velocity)	618,02 км/сек
Удаленность от центра Галактики	25000 световых лет
Период обращения вокруг центра Галактики	~200 млн. лет
Скорость движения вокруг центра Галактики	230 км/с
Температура поверхности	5800–6000 К
Светимость	3,8 * 10 26 Вт (3,827*10 33 эрг/сек)
Предположительный возраст	4,6 млрд. лет
Абсолютная звездная величина	+4,8
Относительная звездная величина	-26,8
Спектральный класс	G2
Классификация	желтый карлик
Химический состав (по количеству атомов)
Водород	92,1%
Гелий	7,8%
Кислород	0,061%
Углерод	0,030%
Азот	0,0084%
Неон	0,0076%
Железо	0,0037%
Кремний	0,0031%
Магний	0,0024%
Сера	0,0015%
Прочие	0,0015%