Home ⇒ 👍Астрономія ⇒ Що говорить наука про Сонце?

Що говорить наука про Сонце?

Сонце Сонце – центральна зірка, домінуюча в Сонячній системі. І хоча вона має величезне значення для нашої планетарної системи, у всесвітньому масштабі у цього світила середні фізичні характеристики, порівнянні із зіркою-карликом. Сонце – це величезна куля з плазми (тобто іонізованого газу), що складається в основному з водню і гелію. Структура Сонця, відома як за спостереженнями, так і в результаті побудови теоретичних моделей, шарувата. У центрі знаходиться ядро, в якому відбуваються ланцюгові термоядерні реакції. Навколо ядра розташовані зони циркулярної конвекції і радіаційного переносу. Сама зовнішня зона – це фотосфера, хромосфера і корона.

Відстань від Землі до Сонця становить майже 150 млн. Км. Легко написати це число, але уявити собі таку велику відстань важко. Найшвидше в природі поширюється світло. Він іде зі швидкістю 300 тис. Км / сек. Протягом однієї секунди світло може майже вісім разів обійти навколо Землі. При такій величезній швидкості світла все ж потрібно більше 8 хвилин, щоб дійти до нас від Сонця. На небі ми спостерігаємо Сонце у вигляді диска порівняно невеликого розміру. Знаючи ж відстань від нас до Сонця і кут, під яким видно диск Сонця, можна обчислити дійсний його діаметр. Сонячний діаметр виявляється в 109 разів більше діаметру земної кулі. Щоб скласти куля, рівний за обсягом Сонцю, потрібно взяти 1301000 таких куль, як наша Земля. Уявіть собі великий кавун і зернятко пшона – це і дасть вам поняття про порівняльних розмірах Сонця і нашої планети. Вивчаючи рух планет під дією тяжіння Сонця, астрономи визначили масу Сонця. Вона виявилася майже в 333 400 разів більше маси Землі. Зіставте кількість із кількістю 1301000, яке представляє обсяг Сонця порівняно з обсягом земної кулі. Це показує, що Сонце складається з речовини, майже в 4 рази менш щільного, ніж Земля. Середня щільність Землі по відношенню до води 5,5, а Сонця – 1,4, і тим не менш маса Сонця надзвичайно велика. Якщо навіть взяти всі планети разом із їхніми супутниками, то виявиться, що загальна їх маса майже в 750 разів менше маси одного Сонця. Від Сонця ми отримуємо дуже багато тепла і світла. А знаючи, на якому величезній відстані воно знаходиться від нас, можна укласти, яким же гарячим воно має бути. Справді, чим вище температура тіла, чим воно сильніше розжарене, тим він яскравіше.

Сонце яскравіше електричної дуги, яку вперше відкрив і описав російський фізик В. В. Петров. А адже температура електричної дуги доходить до 3500 °, і всі речовини при такій температурі не тільки плавляться, але і звертаються в пар (газ). Температура Сонця ще вище. Вченим вдалося визначити, що температура на поверхні Сонця досягає 6000 °. Внаслідок такої високої температури Сонце не може бути ні в твердому, ні в рідкому стані. Сонце – це колосальний куля, що складається з розжарених газів, в центрі якого температура досягає 20 млн. Градусів. Розпечені сонячні гази знаходяться в постійному русі.
Сонце – звичайна зірка класу G2, одна з більш ніж 100 000 000 000 зірок нашої Галактики. Сонце – найбільший об’єкт Сонячної системи, що містить 99.8% маси всієї Сонячної системи (велика частина решти маси припадає на Юпітер). На сьогоднішній день 75% маси Сонця становить водень і 25% – гелій (по числу атомів – 92.1% водню і 7.8% гелію), інші елементи становлять тільки 0.1%. Це співвідношення повільно змінюється завдяки тому, що в ядрі відбувається перетворення водню в гелій. Зовнішні шари Сонця циклічно зсуваються: в районі екватора вони роблять оборот за 25.4 дня; поблизу полюса – за 36 днів. Це нерівномірне обертання обумовлено тим, що Сонце не є твердим тілом, подібно до Землі. Подібні ефекти помічені і у газових планет. Диференціальне обертання простягається глибоко у внутрішні шари Сонця, але ядро обертається як тверде тіло. Умови в ядрі Сонця (приблизно 25% радіуса) критичні: температура становить 15.6 мільйонів К, тиск – 250000000000 атмосфер. Газ ядра спресований до щільності, в 150 разів перевищує щільність води. Випускається Сонцем енергія в 3.86 * тисяча тридцять три ерг / сек, або 386 мільярд мільярдів мегават, проводиться поточними в ньому реакціями ядерного синтезу. Кожну секунду приблизно 700000000 тонн водню перетворюється на 695 000 000 тонн гелію і 5000000 тонн (= 3.86 * тисяча тридцять три ерг) енергії у формі гамма променів. Оскільки ця енергія поширюється від ядра до поверхні, вона безперервно поглинається і заново випускається при все більш і більш низьких температурах, так що до того часу, коли вона досягає поверхні, то випускається насамперед як видиме світло. Останні 20% шляху до поверхні енергія переноситься більше конвекцією, ніж випромінюванням. Температура поверхні Сонця, званої фотосферою, становить приблизно 5800 К. Сонячні плями – “холодні” області з температурою 3800 К. Вони виглядають темними тільки тому, що їх оточують області з набагато більш високою температурою. Сонячні плями можуть бути дуже великими – більш ніж 50000 км у діаметрі. Вони обумовлені складними і поки не дуже добре понятими взаємодіями Сонячного магнітного поля.

Над фотосферою знаходиться невелика область, звана хромосферою. Сильно розріджена область вище хромосфери, звана короною, простягається на мільйони кілометрів в космос, і видима тільки під час затемнень. Температура корони більш ніж 1000000 K. Магнітне поле Сонця дуже потужне (за земними стандартам) і дуже складне. Це магнітосфера, або геліосфера, що тягнеться за орбіту Плутона. Крім тепла і світла, Сонце випускає також потік заряджених частинок (зазвичай електронів і протонів), відомий як сонячний вітер, який поширюється через Сонячну систему зі швидкістю приблизно 450 км / сек. Сонячний вітер та інші частинки, з набагато більш високими енергіями, випромінювані сонячними спалахами, можуть викликати різні ефекти на Землі від коливань в лініях електропередач і радіоперешкод до північного полярного сяйва.
Недавні дані, отримані за допомогою космічного корабля Ulysses, показують, що потоки сонячного вітру, що випускаються полярними областями, досягають швидкості 750-ти кілометрів на секунду, майже в два рази перевищують швидкості потоків, що випускаються областями більш низьких широт. Склад сонячного вітру від різних областей також розрізняється (Він складається з протонів, електронів, альфа-частинок, іонів кисню, кремнію, сірки, заліза і деяких інших елементів.) Сонячна активність непостійна. Існував період дуже низької активності Сонячних плям в другій половині 17 століття, який збігся за часом з аномально холодним періодом в північній Європі, іноді званим малим льодовиковим періодом. З часу формування Сонячної системи випромінювання Сонця збільшилася приблизно на 40%. Вік Сонця – приблизно 4.5 мільярда років. Процеси, що відбуваються в ньому починаючи з народження, вичерпали приблизно половину водню, що містився в ядрі. Воно продовжить випромінювати “мирно” ще близько 5-7-ми мільярдів років. Але в кінцевому рахунку водневе паливо буде вичерпано.