Что мы знаем о солнце и о звездах

30 интересных фактов о Солнце

Солнце — самый крупный и самый массивный объект в Солнечной системе. Также это единственная звезда нашей Солнечной системы. Теория о том, что оно является центром, вокруг которого вращаются другие планеты была предложена ещё в веке до нашей эры. Давайте же взглянем на наши знания об этом гиганте сегодня.

Солнце
Фото: Pixabay

1. Солнце сформировалось около 4,6 миллиардов лет назад распада части гигантского молекулярного облака, состоящего в основном из водорода и гелия.

2. Теория о том, что Солнце является центром, вокруг которого вращаются другие планеты, была впервые предложена древнегреческим философом Аристархом Самосским в 3 веке до нашей эры.

3. Температура фотосферы Солнца — 5500 °C. Однако в короне Солнца она может достигать 10 миллионов °C.

4. Солнце не имеет чётких границ.

Поверхность Солнца
Фото: Nasa

5. Солнце — звезда средних размеров. Однако даже в ней могло бы поместиться 1 300 000 таких планет, как Земля.

6. Расстояние от Земли до Солнца — 149,5 млн км.

7. Солнечному свету и теплу требуется около 8 минут, чтобы долететь до нашей планеты. Следовательно, расстояние от Земли до Солнца составляет 8 световых минут.

8. Солнце на 0,0000000006% состоит из золота.

9. 92% объёма Солнца — водород.

10. Каждую секунду Солнце посылает на Землю в 10 раз больше частиц нейтрино, чем на Земле живёт людей.

Фото: Ondřej Šponiar / Pixabay

11. Через 1,1 млрд лет наше дневное светило будет на 11% ярче, чем сейчас.

12. Треть россиян полагает, что Солнце вращается вокруг Земли, согласно данным опроса.

13. Наши глаза, точно так же, как и кожа, могут получить солнечный ожог.

14. Каждый день растения превращают солнечный свет в энергию, количество которой в шесть раз превышает энергопотребление человечества.

15. По словам футуролога Рэймонда Курцвейла, все мировые энергетические потребности могут быть удовлетворены за счёт одной десятитысячной доли солнечного света.

Фото: S. Hermann & F. Richter / Pixabay

16. Солнце в 400 раз дальше от Земли, чем Луна.

17. Молния в 5 раз горячее поверхности Солнца.

18. Если мы посмотрим на Солнце из космоса, оно будет белым, а не жёлтым, так как жёлтый цвет солнечному цвету придаёт атмосфера Земли.

19. Если бы Солнце было размером с надувной пляжный мяч, то Юпитер был бы размером с мяч для гольфа, а Земля — с горошину.

20. Только спустя 359 лет после того, как католическая церковь вынудила Галилея отречься от теории о том, что Земля движется вокруг Солнца, она заявила, что была неправа. Это произошло в 1992 году.

Галилео Галилей

21. Солнце — самый идеально круглый природный объект во вселенной, известный на данный момент.

22. Температура солнечного ядра — около 15 млн °C.

23. В 1676 году Исаак Ньютон провёл эксперимент по расщеплению солнечного луча призмой. Полученный спектр он произвольно разделил на 7 цветов. Эти цвета составляют радугу.

24. Ядро Земли почти такое же горячее, как Солнце.

25. Солнце примерно в 13 миллиардов раз ярче, чем вторая по близости к нам звезда — Сириус.

Сириус и Солнце

26. У 35% людей разглядывание Солнца вызывает желание чихнуть.

27. Примерно через 5 миллиардов лет Солнце истощит запасы водорода и гелия, превратившись в гигантскую красную звезду, и поглотит Меркурий, Венеру и, возможно, Землю.

28. Атмосфера Солнца в 300 раз горячее, чем его поверхность.

29. Около 30% солнечного излучения, получаемого Землёй, отражается обратно в космос. Остальное поглощается океанами, облаками и почвой.

30. Солнце сейчас находится примерно в середине своего жизненного цикла.

Источник

20 удивительных фактов про Солнце, которые вы должны знать

Слово «карлик» не должно вводить в заблуждение, потому что, хотя оно и карлик по сравнению с другими большими звездами во Вселенной, Солнце на самом деле огромно по сравнению с нашей Землей!

В этой статье мы перечислим 20 удивительных фактов о Солнце, которые вы должны знать. Мы уверены, что вы уже знаете несколько или большинство из них, но рассмотрите это как список для повышения квалификации!

Сравнительные размеры Солнца, Юпитера, Земли и Луны

№2. Нынешний возраст Солнца составляет 4,6 миллиарда лет, и оно будет существовать еще 5 миллиардов лет.

№3. Диаметр этой звезды составляет 1 392 684 км, а его окружность, рассчитанная на ее экваторе, составляет 4 370 005,6 км.

№4. Температура поверхности звезды составляет 5500 градусов по Цельсию, в то время как температура в ее ядре может достигать 27 миллионов градусов по шкале Цельсия.

№5. Общая масса Солнца составляет 1 989 100 000 000 000 000 000 миллиардов килограммов, что в 333 060 раз превышает общую массу Земли.

№7. Солнце состоит из водорода. Этот водород превращается в гелий через процесс, называемый ядерным синтезом (в отличие от ядерного деления). Именно эта атомная реакция вызывает огромное тепло и свет, излучаемый Солнцем. Как только весь водород превратится в гелий, Солнце умрет. Это произойдет через 5 миллиардов лет.

№9. Поскольку Солнце постоянно расширяется, оно в конечном итоге будет поглощать Меркурий, Венеру и Землю к тому времени, когда весь его водород преобразуется в гелий. Когда весь водород превратится в гелий, Солнце станет красным гигантом.

№10. Как только Солнце достигнет своего красного гигантского состояния, оно начнет постепенно уменьшаться под действием собственного внутреннего и мощного гравитационного притяжения. В конечном счете, Солнце уменьшится до размера нашей Земли, сохранив ее оригинальную массу. Тогда его назовут белым карликом.

№11. В настоящее время Солнце состоит из водорода и гелия. Четвертая часть общей массы Солнца состоит из водорода, а гелий дает оставшуюся массу. Тем не менее, оно также содержит другие элементы. На каждые 1 миллион атомов водорода Солнце имеет 35 атомов кремния, 35 атомов железа, 40 атомов магния, 110 атомов азота, 120 атомов неона, 360 атомов углерода, 850 атомов кислорода и 98 000 атомов гелия.

№12. Свету от Солнца требуется 8 минут и 20 секунд, чтобы достичь нашей планеты Земля. Но, что интересно, одному и тому же свету на самом деле требуется от 10 000 до 170 000 лет, чтобы добраться до поверхности Солнца от солнечного ядра!

№13. Ядро Солнца составляет около 2% его общей массы и простирается от центра до поверхности лишь на четверть. Это ядро ​​плотнее свинца.

№14. Солнце имеет свою собственную атмосферу (однако оно не может поддерживать жизнь). За промежуточной зоной находится фотосфера, затем хромосфера, а затем переходная область, за которой следует корона. За пределами короны мы находим солнечный ветер, который на самом деле является газовым потоком.

№15. Свет, который мы видим от Солнца, фактически излучается из фотосферы, которая является самым нижним слоем солнечной атмосферы. Фотосфера имеет толщину около 500 километров. Этот слой имеет температуру 6125 градусов по Цельсию.

№17. За хромосферой следует переходный регион, который простирается на несколько тысяч километров над хромосферой. Этот регион отвечает за испускание ультрафиолетовых лучей.

№18. Над переходной областью находится корона. Она сделана из потоков и петель ионизированных газов. Корона обычно имеет среднюю температуру от 500 000 градусов по Цельсию до 6 миллионов градусов по Цельсию. Во время солнечных вспышек температура короны может превышать 10 миллионов градусов по Цельсию.

№19. Интересно, что магнитное поле Солнца всего в 2 раза сильнее, чем у Земли! Но магнитное притяжение становится высококонцентрированным в небольших областях и может превосходить магнитное притяжение Земли в 3000 раз. Это странное магнитное поле вызвано необычными спинами. На экваторе Солнце вращается быстрее по сравнению со скоростью вращения в более высоких широтах. Внутренние части Солнца, то есть его ядро ​​и его излучательная зона, вращаются с более высокими скоростями, чем поверхность. Это производит солнечные пятна, солнечные вспышки и выброс корональной массы.

Знаете ли вы, что Солнце движется со скоростью 220 километров каждую секунду? Ну, это невероятно быстро! Однако, даже с такой скоростью, оно может совершить один оборот вокруг галактического ядра (центральной точки нашей галактики Млечный Путь) за потрясающие 250 миллионов лет! Расстояние от Солнца до ядра галактики составляет 25 000 световых лет. Знаете ли вы, что Солнце является самой большой массой нашей Солнечной системы, составляя 99,8% от общей массы?

Источник

Что такое Солнце — описание, структура, образование, эволюция, орбита, исследование и факты

Солнце является основным источником энергии для Земли и всей Солнечной системы. Без него жизнь на нашей планете была бы невозможна. Неслучайно у многих древнейших цивилизаций (например, у египтян) именно бог Солнца считался верховным божеством, которому все остальные Боги были подчинены. Однако современная наука может рассказать о нашем светиле значительно больше, чем древнеегипетские мифы. Какие процессы протекают внутри Солнца, какова история этой звезды, и какое будущее ожидает ее через миллиарды лет?

Общая характеристика

Солнце – это огромный разогретый шар из газа, чей диаметр оценивается в 1,392 млн км. Это в 109 раз больше диаметра нашей планеты. На звезду приходится 99,87% всей массы Солнечной системы.

С Земли кажется, что светило имеет желтый цвет, однако это иллюзия, связанная с влиянием атмосферы нашей планеты на солнечный свет. На самом деле Солнце излучает почти белый свет.

Солнце – это одна из сотен миллиардов звезд галактики Млечный путь. Ближайшая к Солнцу звезда – это Проксима Центавра, находящаяся от неё на расстоянии 4,24 световых лет. Для сравнения – расстояние от Земли до Солнца, принимаемое за астрономическую единицу (а.е.), солнечный свет проходит всего за 8,32 минут.

По астрономической классификации Солнце относится к типу «желтых карликов». Это значит, что оно не так и велико по сравнению с размерами других звезд, но довольно ярко светит. Наше светило входит 15% самых ярких звезд Млечного Пути. Вместе с тем в галактике есть звезды, чей радиус превышает солнечный в 2000 раз!

Источником тепла, излучаемого звездой, являются термоядерные реакции. В центре Солнца атомы водорода сливаются друг с другом, в результате чего образуется атом гелия и некоторое количество энергии. Это реакция называется протон-протонным циклом, на него приходится порядка 98% энергии, вырабатываемой светилом. Однако имеют место и иные реакции, в ходе которых «сгорают» такие элементы, как гелий, углерод, кислород, неон и кремний, а образуются металлы (железо, магний, кальций, никель) и другие элементы (сера). Все эти процессы называют звездным нуклеосинтезом.

Влияние Солнца на окружающие небесные тела огромно. Солнечный ветер (частицы вещества, излучаемого звездой), доминируют в межпланетном пространстве на расстоянии до 100-150 а.е. от светила. Считается, что гравитация нашей звезды определяет орбиты тел, находящихся даже на расстоянии светового года от неё (в облаке Оорта).

Само Солнце также вращается вокруг своей оси. Так как оно состоит из газов, то разные его слои вращаются с разной угловой скоростью. Если в районе экватора период обращения составляет 25 дней, то на полюсах он увеличивается до 34 дней. Более того, последние исследования показывают, что внутренние области совершают оборот значительно быстрее, чем внешняя оболочка.

Таблица «Основные физические характеристики Солнца»

Состав Солнца

Основными элементами, из которых состоит наша звезда, являются водород (73,5% солнечной) и гелий (24,9%). На все остальные элементы приходится примерно 1,5%.

Химический состав светила непостоянен – он меняется из-за превращений, происходящих во время термоядерных реакций. На заре своего существования Солнце почти полностью состояло из водорода. В ходе термоядерных реакций этот элемент превращается в гелий, поэтому его массовая доля падает. Гелий также превращается в более тяжелые элементы, однако, однако в целом его доля возрастает. Изменения химического состава звезд оказывают огромное влияние на процессы их эволюции.

Строение Солнца

Конечно, у Солнца, состоящего из газов, нет привычной нам твердой поверхности. Значительную ее часть составляет атмосфера, которая по мере движения к центру светила уплотняется. Тем не менее принято выделять 6 «слоев», из которых состоит звезда. Три из них являются внутренними, а следующие три образуют солнечную атмосферу.

Внутреннее строение Солнца

Внутренняя структура нашей звезды включает следующие слои:

В центре светила располагается ядро. Именно в этой области идут термоядерные реакции. Радиус ядра оценивается в 150 тыс. км. Температура здесь не опускается ниже 13,5 млн градусов, а давление доходит до 200 млрд атм. Из-за этого вещество здесь находится в крайне плотном состоянии. Его плотность составляет 150 г/куб. см. Это в 7,5 раз выше плотности золота. Именно такие условия необходимы для протекания термоядерных реакций. Надо понимать, что именно в ядре вырабатывается энергия, которую и излучает Солнце. Все остальные области звезды лишь обогреваются ядром, но сами ее не вырабатывают.

Зона лучистого переноса

Над ядром располагается зона радиации, которую также именуют зоной лучистого переноса. Ее внешняя граница проходит по сфере радиусом 490 тыс. км. Температура постепенно падает от отметки в 7 млн градусов на границе с ядром до 2 млн градусов у внешней границы. Также и плотность вещества снижается с 20 до 0,2 г/куб. см. Тем не менее из-за высокой плотности атомы водорода не могут двигаться. То есть если при нагреве, например, воды ее теплые слои поднимаются на поверхность, перенося туда тепло, то здесь такой механизм не работает – вещество остается неподвижным. Единственный способ энергии пробраться через зону радиации – это длительная цепочка поглощений и излучений фотонов атомами водорода. Из-за этого фотон, возникший при термоядерной реакции в ядре, в среднем «пробирается» наружу через зону радиации примерно 170 тыс. лет!

Зона конвективного переноса

Выше располагается зона конвективного переноса толщиной 200 тыс. км. Здесь плотность уже невысока, и вещество активно перемешивается – нагретые газы поднимаются наверх, отдают тепло, остывают и снова погружаются вниз. Скорость газовых потоков может достигать 6 км/с. Именно это движение порождает магнитное поле Солнца. Температура на поверхности падает до 6000° С, а плотность на три порядка ниже плотности земной атмосферы.

Атмосфера

Атмосфера Солнца состоит из следующих слоев:

Фотосфера

Нижний слой атмосферы называют фотосферой. Именно она излучает тот свет, который согревает планеты Солнечной системы. Толщина фотосферы колеблется от 100 до 400 км. На внешней границе фотосферы температура падает до 4700° С.

Хромосфера

Над фотосферой располагается хромосфера – слой толщиной около 2000 км. Её яркость очень мала, поэтому с Земли её можно наблюдать довольно сложно. Удобнее всего это делать во время солнечных затмений. Она имеет специфический красный оттенок. В хромосфере можно наблюдать спикулы – столбы плазмы, выбрасываемые из нижних слоев хромосферы. Время существования одной спикулы не превышает 10 минут, а длина доходит до 20 тыс. км. Одновременно в хромосфере находится около миллиона спикул. Интересно, что с увеличением высоты температура хромосферы не падает, а растет, и на верхней границе может доходить до 20 000° С.

Корона

Верхний слой атмосферы называется короной. Ее верхняя граница до сих пор четко не определена. Вещество в ней крайне разрежено, однако температура в ней может достигать нескольких миллионов градусов. На сегодня ученым не удалось полностью объяснить, за счет каких механизмов солнечная корона разогревается до такой температуры. В короне можно наблюдать протуберанцы – выбросы солнечного вещества, чья высота над поверхностью звезды может достигать 1,7 млн км.

Магнитное поле Солнца

У Солнца есть магнитное поле. Исследователи выделяют глобальное поле звезды и множество локальных полей.

Глобальное поле обладает цикличностью. Его напряженность колеблется с частотой 11 лет, при этом наблюдаются изменения в частоте появления солнечных пятен. Такой цикл называют «циклом Швабе» по фамилии ученого, заметившего ещё в XIX веке, что количество солнечных пятен на поверхности светила меняется циклически. Лишь позже стала очевидна связь этого явления с процессами в зоне конвективного переноса и колебаниями магнитного поля. В начале XX века стало ясно, что за один цикл Швабе полярность магнитного поля меняется на противоположное. То есть Солнцу нужна два 11-летних цикла, чтобы магнитное поле вернулось к начальному состоянию. В связи с этим выделяют 22-летний цикл, известный как «цикл Хейла».

В разных районах Солнца могут наблюдаться и малые, то есть локальные магнитные поля. Их напряженность может в тысячи раз превышать напряженность глобального поля, однако время их существования редко превышает несколько десятков дней. Особенно часто локальные поля наблюдаются в районе солнечных пятен. Дело в том, что эти пятна как раз и являются теми точками, через которые магнитные поля из внутренних областей выходят наружу.

Жизненный цикл Солнца

Возраст Солнца оценивается учеными в 4,5 млрд лет. Сформировалось оно из газопылевого облака, которое постепенно сжималось под действием собственной гравитации. Из этого же облака возникли планеты и почти все остальные объекты в Солнечной системе. Когда в центре сжимающегося облака плотность, а вместе с ней температура и давление выросли до критических значений, началась термоядерная реакция – так зажглось Солнце.

В ходе термоядерных реакций масса Солнца постепенно уменьшается. Каждую секунду 4 млн тон солнечного вещества преобразуется в энергию. Вместе с тем звезда разогревается. Каждый 1,1 млрд лет яркость Солнца увеличивается на 10%. Это значит, что ранее температура на Земле была значительно ниже, чем сейчас, а на Венере, возможно, была жидкая вода или даже жизнь (сейчас средняя температура на поверхности Венеры составляет 464° С). В будущем же яркость Солнца будет возрастать, что будет вести к росту температуры на Земле. Через 3,5 млрд лет яркость светила вырастет на 40%, и условия на Земле станут такими же, как и на Венере. С другой стороны, Марс также разогреется и станет более пригодным для жизни. Таким образом, в ходе эволюции звезды так называемая «зона обитаемости», постепенно удаляется от Солнца.

Постепенно из-за выгорания водорода ядро будет уменьшаться в размерах, а вся звезда в целом – увеличиваться. Через 6,4 млрд лет водород в ядре закончится, радиус звезды в этот момент будет больше современного в 1,59 раз. В течение 700 млн лет звезда расширится до 2,3 современных радиусов.

Далее рост температуры приведет к тому, что термоядерные реакции горения водорода запустятся уже не в ядре, а в оболочке звезды. Из-за этого она резко расширится, и ее внешние слои будут достигать современной земной орбиты. Однако к тому моменту светило потеряет значительную часть своей массы (28%), что позволит нашей планете перейти на более отдаленную орбиту. Солнце в этот период своей жизни, который продлится 10 млн лет, будет являться красным гигантом.

После из-за роста температуры в ядре до 100 млн градусов там начнется активная реакция горения гелия – «гелиевая вспышка». Радиус светила сократится до 10 современных радиусов. На выгорание гелия уйдет порядка 110 млн лет, после чего звезда снова расширится и станет красным гигантом, но эта стадия будет длиться уже 20 млн лет.

Из-за пульсаций, связанных с изменениями температуры Солнца, его внешние слои отделятся от ядра и образуют планетарную туманность. Само же ядро превратится в белый карлик – объект, чьи размеры будут сопоставимы размерами Земли, а масса будет равна половине современной солнечной массы. Далее этот карлик, состоящий из углерода и кислорода, будет постепенно остывать. Никаких термоядерных реакций в белом карлике идти не будет, поэтому со временем (за десятки млрд лет) он превратится в черный карлик – остывшую плотную массу вещества. На этом эволюция Солнца завершится.

Орбита и расположение Солнца в галактике Млечный путь

Солнце вместе со всей Солнечной системой вращается относительно центра Млечного пути, в котором располагается огромная черная дыра. Расстояние от нее до нашего светила составляет 26 тыс. св. лет. Один оборот Солнечная система совершает примерно за 225-250 млн лет. Скорость движения звезды относительно центра галактики составляет 225 км/с.

Исследование Солнца

Изначально люди относились к Солнцу как к божеству, дающему людям свет. Древние астрономы полагали, что наше светило – это лишь одна из планет, к которым также относили и Луну. Поэтому в честь него, как и в честь других планет, нередко называли дни недели. И сегодня в английском языке воскресенье носит название «Sunday», что переводится как «день Солнца». В 800 г. до н. э. китайцы впервые обнаружили на Солнце пятна.

Аристарх Самосский в III в. до н. э. первым предположил, что именно Земля вращается вокруг Солнца, а не наоборот. Но лишь во времена Коперника и Галилея эта теория была принята научным сообществом. Тогда же начались исследования Солнца с помощью телескопа. Галилей понял, что солнечные пятна – это часть светила. Изучая их, он понял, что звезда вращается вокруг своей оси, и даже смог определить период обращения.

В 1672 г. Д. Кассини смог достаточно точно рассчитать расстояние до светила. Для этого он определял положение Марса на небосводе в Париже и Кайенне (Южная Америка). Он получил значение в 140 млн км.

В XIX в. физики стали изучать спектр солнечного света. Этот метод позволял определить химический состав звезды. В 1868 г. было обнаружено, что в состав светила входит элемент, до того неизвестный человечеству. Его назвали гелием.

Большой загадкой для ученых оставалась природа энергии, излучаемой Солнцем. Выдвигались ошибочные версии, что звезда нагревается за счет падения на нее метеоритов или за счет гравитационного сжатия. Лишь с открытием ядерных реакций физики смогли предположить, что источник солнечного тепла – это термоядерный синтез.

Дальнейшее изучение Солнца связано с развитием космонавтики. С помощью советских аппаратов «Луна-1» и «Луна-2» в 1959 г. был открыт солнечный ветер.

Интересные факты о Солнце

Для любого объекта, излучающего тепло, можно посчитать отношение мощности к его объему. Оказывается, что удельная мощность Солнца примерно в тысячу раз меньше, чем удельная мощность человеческого организма! Это означает, что огромный объем выделяемого светилом тепла в первую очередь объясняется его гигантскими размерами.

Периодически всплески солнечной активности приводят к геомагнитным бурям. Мощнейшая из них произошла в 1859 г. В результате на Земле перестала работать телеграфная связь, а северное сияние наблюдалось даже над Кубой.

Сейчас общепризнанна теория, что Солнце образовалось из газопылевого облака. Однако откуда появилось само облако? Ученые предполагают, что оно является остатком предыдущих звезд. Химический анализ показывает, что Солнце является звездой уже третьего поколения. Это значит, что вещество, из которого состоит светило, ранее входило в состав двух других звезд, уже прекративших существование.

Хотя большинство планет вращаются вокруг Солнца в плоскости эклиптики, экватор самой звезды не совпадает с этой плоскостью, а наклонен на 7°. Эту аномалию до сих пор не удалось объяснить. Возможно, причиной этого является существование ещё одной планеты в Солнечной системе, чья орбита лежит не в плоскости эклиптики, а под углом к ней. Ряд наблюдений подтверждает существование Девятой планеты, но пока что говорить об ее открытии преждевременно.

Видео

Список использованных источников

Источник