Что нибудь про солнце

30 ярких фактов о нашем Солнце

Прохождение Венеры по диску Солнца 5 июня 2012 года. Изображение NASA

1. Солнце является единственной звездой Солнечной системы. Оно состоит по большей части из водорода и гелия, незначительная часть приходится на долю железа, никеля, кислорода, азота, кремния, серы, магния, углерода, неона, кальция и хрома. [1]

2. Масса Солнца в 333 тысячи раз больше массы Земли и составляет 99,87 % от суммарной массы всей Солнечной системы. [1]

3. С помощью компьютерных моделей звёздной эволюции учёные сделали вывод, что приблизительный возраст Солнца составляет 4,5 миллиардов лет. Считается, что звезда такой массы, как Солнце, должна существовать, до перехода к стадии красного гиганта, около 10 миллиардов лет. Таким образом, сейчас Солнце находится примерно в середине своего жизненного цикла. [1]

4. Среднее расстояние от Солнца до Земли составляет 149,6 миллионов километров. [1]

5. Солнце вращается вокруг Млечного Пути со скоростью 217 километров в секунду, делая один оборот за 225—250 миллионов лет. [1]

6. Энергия, запасённая в нефти и других видах ископаемого топлива, обязана солнечному излучению, так как в далёком прошлом эта энергия была получена путём фотосинтеза. [1]

7. Ультрафиолетовое излучение Солнца имеет антисептические свойства, которые позволяют использовать его для дезинфекции воды и других предметов. [1]

Карта цвета кожи человека

8. Цвет кожи человека в различных регионах нашей планеты зависит от угла, под которым Солнце стоит над горизонтом в середине дня. Это обусловлено тем, что угол Солнца влияет на приспособление организма к внешним условиям в процессе эволюции. [1]

9. С 1 на 2 сентября 1859 года произошла крупнейшая за всю историю геомагнитная буря, вызванная вспышкой на Солнце. В ходе бури произошёл отказ телеграфных систем по всей Европе и Северной Америке; северные сияния наблюдались по всему миру, даже над Карибами. [3]

10. Каждую секунду в ядре Солнца около 4 миллионов тонн вещества превращается в лучистую энергию, в результате чего генерируется солнечное излучение. [1]

11. Через 3,5 миллиарда лет от настоящего времени яркость Солнца возрастёт на 40 %. Эта катастрофа приведёт к полному исчезновению воды с поверхности нашей планеты и окончательно уничтожит все формы жизни на Земле. К тому времени условия на Земле будут подобны условиям на Венере сегодня. [1]

12. В апреле 1947 года возникла самая большая группа солнечных пятен, которые были видны даже невооружённым глазом в предзакатные часы. Солнечные пятна — это тёмные области на Солнце, температура которых ниже по сравнению с другими участками фотосферы Солнца. [1]

13. Если фотографировать Солнце в одно и то же время с одного и того же ракурса в течение года, его местоположение на небосклоне всегда будет разным. Путь, описываемый Солнцем в течение года, имеет форму восьмёрки. Это явление называется аналеммой. Наивысшее положение солнца на аналемме соответствует летнему солнцестоянию, наинизшее — зимнему. Положение в середине «восьмёрки» солнце занимает два раза в год, в середине апреля и в конце августа. [2]

14. Одним из первых, кто попытался взглянуть на Солнце с научной точки зрения, стал греческий философ Анаксагор. Он утверждал, что Солнце — это не колесница Гелиоса, как учила греческая мифология, а гигантский раскалённый металлический шар. За эти еретические домыслы он был брошен в тюрьму, приговорён к смерти и освобождён только благодаря вмешательству афинского государственного деятеля Перикла. [1]

15. Солнце излучает тепло и постоянный поток ионизированных частиц, именуемый солнечным ветром. Он истекает из солнечной короны со скоростью от 300 до 1200 километров в секунду, распространяясь по окружающему космическому пространству. [4]

16. Греческий философ Аристарх Самосский и древнеиндийские учёные были первыми, кто предположил, что Земля вращается вокруг Солнца. [1]

17. На Землю доходит только 40 % солнечного излучения, 60 % излучения же отражается и уходит обратно в космос. [1]

18. В настоящее время известны несколько «двойников» Солнца, которые по своим характеристикам являются практически полными аналогами нашей звезды (масса, возраст, светимость, температура и др.) — 18 Скорпиона, 37 Близнецов, Бета Гончих Псов, HD 44594 и HIP 56948. [1]

19. Если бы мы могли путешествовать в космическом пространстве со скоростью 99,9% от скорости света, то нам бы понадобилось 8 минут и 20 секунд, чтобы добраться до Солнца. [5]

20. Согласно наиболее широко принимаемой научной общественностью теории, наше Солнце и Солнечная система образовались из гигантского вращающегося облака газа и пыли, которое называется туманностью. [6]

21. Когда Солнце начнет умирать, оно вырастет до таких размеров, что поглотит Меркурий, Венеру и, вероятно, Землю. Приблизительно к возрасту более 12 миллиардов лет ядро Солнца разогреется настолько, что запустит процесс горения водорода в окружающей его оболочке. Это повлечёт за собой бурное расширение внешних оболочек светила. В этой фазе радиус Солнца увеличится в 256 раз по сравнению с нынешним. [1]

22. Температура в центре солнечного ядра достигает свыше 14 миллионов °C. Ядро — единственное место на Солнце, в котором энергия и тепло получается от термоядерной реакции, остальная часть звезды нагрета этой энергией. [1]

23. Поверхность солнца, фотосфера — часть, которую мы видим, достигает температуры 5500 °C. [6]

24. Над фотосферой лежат тонкая хромосфера и корона (последняя внешняя оболочка Солнца), которые составляют солнечную атмосферу. Здесь образуются солнечные пятна и солнечные вспышки. [6]

Солнечная корона во время солнечного затмения, 1999 год

25. Примечательно, что температура в атмосфере Солнца увеличивается с высотой, достигая двух миллионов °C. В настоящий момент не выяснено, каким образом солнечная корона достигает подобных температур. [6]

26. Ранее предполагалось наличие Противоземли (также Глория) — гипотетическое космическое тело за Солнцем, постоянно находящееся на противоположной точке орбиты Земли (в точке L3), двигающееся синхронно и находясь в орбитальном резонансе 1:1 с Землёй. В 2007 году были запущены несколько спутников STEREO, — их орбиты на начальной стадии работы позволяли напрямую наблюдать область точки L3. Никаких объектов там обнаружено не было. [7]

27. Если представить Солнце в виде полого шара, то в нём бы смогли уместиться более миллиона планет размером с нашу Землю. [8]

28. Солнце имеет сильное магнитное поле, напряжённость и направление которого меняется приблизительно каждые 11 лет. [1]

29. Валюта государства Перу, новый соль, названа в честь Солнца. Ранее их валюта носила название «инти» — так назывался бог Солнца у инков, занимавший ключевое место в их астрономии и мифологии. В переводе с языка кечуа «инти» означает солнце. [1]

30. Во многих индоевропейских языках Солнце обозначается словом, имеющим корень «sol». Слово «sol» означает «Солнце» на латыни, а также на некоторых других современных европейских языках. [1]

Сравнительные размеры Солнца при наблюдении с других планет

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