Солнце

Солнце – ближайшая к нам звезда, которая дарит свет и тепло. Гигантский шар взрывающегося газа. Расстояние до солнца по астрономическим меркам невелико: лишь 8 минут идет свет от Солнца до Земли.

Общие сведения

Вычисление массы Солнца

Видимая поверхность Солнца называется фотосферой. Радиус фотосферы Солнца можно вычислить следующим образом: Земля θ

Образование Солнце образовалось после взрывов сверхновых звезд, она богата железом и другими элементами. Это и помогло ей сформировать вокруг себя другие планеты.

Фотосфера – это 300-километровый слой. Астрофизики за поверхность Солнца принимают основание фотосферы. Саму же фотосферу они считают самым нижним слоем солнечной атмосферы. Над ним расположено еще два слоя, которые образуют внешние слои солнечной атмосферы, - хромосфера и корона. Именно от фотосферы приходит к нам солнечное излучение. И когда мы смотрим на Солнце с Земли, то фотосфера является как раз тем слоем, который мы видим. Излучение же из более глубоких слоев к нам уже не доходит, и увидеть их невозможно. Температура в фотосфере растет с глубиной и в среднем оценивается в 5800 К. Из фотосферы исходит основная часть оптического излучения Солнца. Желто-белый свет фотосферы обладает непрерывным спектром, то есть имеет вид сплошного спектра с постепенным переходом цветов от красного к фиолетовому. Но в нижних слоях разреженной хромосферы, в области так называемого температурного минимума, где температура опускается до 4200 К, солнечный свет испытывает поглощение, благодаря которому в спектре Солнца образуются узкие линии поглощения. Их называют фраунгоферовыми линиями, по имени немецкого оптика Йозефа Фраунгофера, который в 1816 году тщательно измерил длины волн 754 линий. Химический состав Солнца

На сегодняшний день в спектре Солнца зарегистрировано свыше 26 тыс темных линий различной интенсивности, возникающих из-за поглощения света «холодными атомами». В составе преобладает водород, второе место занимает гелий. Имеются в составе металлы. Преобладающим элементом в составе солнца является водород (около 70% от общей массы). Второе место занимает гелий(около 29% от общей массы) на остальные элементы приходиться порядка 1%

Внутри солнца Внутри солнца непрестанно распадаются атомы водорода и их элементы соединяются в новую структуру, новый газ – гелий. температура достигает 15 миллионов градусов, давление в 200 миллиардов раз выше, чем у поверхности Земли.

Ядро Ядро - Центральная часть Солнца с радиусом примерно километров, в которой идут термоядерные реакции. Плотность вещества в ядре составляет примерно кг/м³ (в 150 раз выше плотности воды и в ~6,6 раз выше плотности самого плотного металла на Земле осмия), а температура в центре ядра более 14 миллионов градусов. В ядре осуществляется протон-протонная термоядерная реакция, в результате которой из четырёх протонов образуется гелий. При этом каждую секунду в энергию превращаются 4,26 миллиона тонн вещества, однако эта величина ничтожна по сравнению с массой Солнца 2×10 27 тонн Зона радиации(зона лучистого переноса ) – (от 0,3R до 0,7R). Образовавшиеся в ядре в процессе термоядерной реакции фотоны с сталкиваются с электронами и ионами, порождая повторное световое и тепловое излучение.она лучистого переноса Конвективная зона - происходит перемешивание вещества, нагретые слои поднимаются к фотосфере и остыв, уступают место нижним, более нагретым слоям. Конвективная зона

Хромосфера Хромосфера - эта верхняя область атмосферы Солнца, названа так за свою красновато-фиолетовую окраску. Она видна во время полных солнечных затмений как клочковатое яркое кольцо вокруг черного диска Луны, только что затмившего Солнце. Хромосфера весьма неоднородна и состоит в основном из продолговатых вытянутых язычков (спикул), придающих ей вид горящей травы. Температура этих хромосферных струй в два-три раза выше, чем в фотосфере, а плотность в сотни тысяч раз меньше. Общая протяженность хромосферы тыс. километров. Часто во время затмений (а при помощи специальных спектральных приборов - и не дожидаясь затмений) над поверхностью Солнца можно наблюдать причудливой формы "фонтаны", "облака", "воронки", "кусты", "арки" и прочие ярко светящиеся образования из хромосферного вещества. Они бывают неподвижными или медленно изменяющимися, окруженными плавными изогнутыми струями, которые втекают в хромосферу или вытекают из нее, поднимаясь на десятки и сотни тысяч километров. Это самые грандиозные образования солнечной атмосферы – протуберанцы. Протуберанцы имеют примерно ту же плотность и температуру, что и хромосфера. Но они находятся над ней и окружены более высокими, сильно разреженными верхними слоями солнечной атмосферы. Протуберанцы не падают в хромосферу потому, что их вещество поддерживается магнитными полями активных областей Солнца. Некоторые протуберанцы, пробыв долгое время без заметных изменений, внезапно как бы взрываются, и вещество их со скоростью в сотни километров в секунду выбрасывается в межпланетное пространство.

Атмосфера начинается на км глубже видимого края солнечного края. Эти самые глубокие плотные слои атмосферы называют фотосферой. Фотосфера представляет из себя чрезвычайно тонкий слой толщиной всего около 100 км, что чрезвычайно мало по сравнению с радиусом Солнца, составляющем более км. Фотосфера полностью поглощает излучение, идущее из солнечного ядра и по этой причине не позволяет нам заглянуть внутрь Плотность газов в фотосфере примерно такая же, как в земной стратосфере, и в сотни раз меньше, чем у поверхности Земли. Температура фотосферы уменьшается от 8000 К на глубине 300 км до 4000 К в самых верхних слоях. Температура же того среднего слоя, излучение которого мы воспринимаем, около 6000 К. При таких условиях почти все молекулы газа распадаются на отдельные атомы. Лишь в самых верхних слоях фотосферы сохранятся относительно немного простейших молекул и радикалов типа H 2, OH, CH.

Фотосфера состоит из светлых зернышек, пузырьков. Эти зернышки называются гранулами. Размеры их = 1000– 2000 км, расстояние между ними 300–600 км. Гранулы окружены темными промежутками, как бы сотами. Грануляция на Солнце доказывает, что энергия в фотосферу поступает из более глубоких и горячих слоев Солнца путем конвекции.

Солнечные пятна - очевидный признак его активности. Это более холодные области фотосферы. Температура пятен около 3500 К, поэтому на ярком фоне фотосферы (с температурой около 6000 К) они кажутся темнее. Небольшие пятна имеют в поперечнике несколько тысяч километров. Размеры крупных пятен достигают км; такие пятна существуют около месяца. Впервые пятна на Солнце в телескоп наблюдал Галилей в 1610 году. Установлено, что пятна - места выхода в атмосферу сильных магнитных полей. Поля уменьшают поток энергии, исходящий из ядра, поэтому в месте их выхода на поверхность температура падает. Пятна обычно возникают группами. Пятна на Солнце часто бывают окружены светлыми зонами, называемыми факелами. Они горячее атмосферы примерно на 2000 К и имеют ячеистую структуру (величина каждой ячейки - около 30 тысяч километров). Часто встречаются факельные поля, внутри которых пятен нет.Факелы образуются в результате конвекции из глубоких слоев Солнца. Они существуют недели и месяцы. В некоторых факельных полях между гранулами появляется черная точка, она начинает быстро расти и на следующий день превращается в пятно с резкой границей. Через 3-4 дня вокруг пятна образуется полутень. К десятому дню площадь пятна достигает максимума, после этого оно начинает уменьшаться и, наконец, исчезает. В группе пятен сначала исчезают самые мелкие пятна.После семнадцатилетних наблюдений Генрих Швабе установил, что количество пятен на Солнце с течением времени меняется. В годы минимума пятен на поверхности Солнца может не быть совсем, в годы максимума их число измеряется десятками. Максимумы и минимумы чередуются в среднем каждые 11 лет (от 7 до 17 лет), последний максимум солнечной активности был в 2000 году. Возможно, существуют и более длительные циклы солнечной активности.

Пятна на Солнце

Солнечная корона

Солнце является источником постоянного потока частиц. Нейтрино, электроны, протоны, альфа-частицы, а также более тяжелые атомные ядра все вместе составляют корпускулярное излучение Солнца. Это так называемый солнечный ветер, являющийся продолжением внешних слоев солнечной атмосферы - солнечной короны. Вблизи Земли его скорость составляет обычно км/с. Поток заряженных частиц выбрасывается из Солнца через корональные дыры - области в атмосфере Солнца с открытым в межпланетное пространство магнитным полем. Он вызывает полярные сияния и магнитные бури на Земле, а космонавтам не следует в это время выходить в открытый космос. Под воздействием солнечного ветра хвосты комет всегда направлены в сторону от Солнца. Космический аппарат "Вояджер" обнаружил солнечный ветер даже за орбитой Плутона. Внешняя часть солнечной атмосферы называется короной, она хорошо видна во время солнечных затмений.

Магнитосфера Земли деформируется под действием солнечного ветра

Сияние От Солнца во всех направлениях в космос исходит непрерывный поток неделимых частиц. Это явление – солнечный ветер. Когда частицы оседают возле полюсов Земли, возникает красивое, переливчатое свечение – полярное сияние.

Солнечная активность - совокупность нестационарных явлений на Солнце. К этим явлениям относятся солнечные пятна, солнечные вспышки, факелы, протуберанцы, солнечный ветер, радиоизлучение, увеличение ультрафиолетового, рентгеновского излучения и др.солнечные пятна В их протекании отчётливо видна цикличность со средним периодом 11.2 года. Вспышки на Солнце представляют собой самые мощные из всех проявлений солнечной активности. Такие вспышки, как правило, наблюдаются вблизи пятен. Обычно бывает несколько слабых вспышек за день.Сильные вспышки - весьма редкое явление. Вспышке на Солнце представляет собой внезапное выделение энергии в верхней хромосфере или нижней короне, генерирующее кратковременное электромагнитное излучение в широком диапазоне длин волн - от рентгеновского излучения (и даже гамма-излучения) до километровых радиоволн. Начало вспышки может быть очень резким, но иногда "взрыву" предшествует несколько минут медленного развития или даже слабая предвспышка.. Рентгеновское излучение и солнечные космические лучи, приходящие от вспышки, вызывают дополнительную ионизацию земной ионосферы, что сказывается на условиях распространения радиоволн (нарушения радиосвязи, работы навигационных устройств и т.д.). Поток выброшенных при вспышке частиц примерно через сутки достигает орбиты Земли и вызывает на Земле магнитную бури и полярные сияния. Имеются свидетельства сильного влияния вспышечной активности на погоду, состояние биосферы Земли и здоровье человека.земной ионосферыраспространения радиоволн

Вспышки Солнца

Протуберанцы Солнца Протуберанцы – яркие вспышки или арки, огромные образования в короне Солнца. Температура протуберанцев около К. Размеры разные, высота около км. Дугообразные протуберанцы – км.

Движение Движение вокруг своей оси в направлении движения планет вокруг него. В области экватора период Солнца составляет около 25 суток, а вблизи полюсов – 32 дня.

Обращение вокруг Солнца Вокруг Солнца обращается 9 больших планет, а также десятки спутников, кометы, метеорные тела, межпланетная пыль и газ.

Как происходит смена времен года? Смена времен года происходит из-за наклона земной оси. Летом северное полушарие Земли наклонено в сторону Солнца. Мы получаем больше тепла и света. Зимой, наоборот, наше полушарие отклонено в противоположную сторону.

Смена времен года

Начало лета в северном полушарии. Для наблюдателя в полярной области (1) Солнце вообще не заходит, даже в полночь. В Центральной Европе (2) Солнце дольше находится на дневной стороне и меньше – на ночной.

Начало зимы в северном полушарии. Наблюдатель, находящийся в полярной области (1), никогда не оказывается на дневной стороне Земли (полярная ночь). Северная Европа (2) дольше находится на ночной стороны, чем на дневной.

Закрытие Солнца Луной

Солнечное затмение Покрытие Солнца Луной называется солнечным затмением. Это очень красивое и редкое явление. Солнечное затмение наступает, если в момент новолуния Луна пересекает плоскость эклиптики. Длится оно несколько минут.

Телескоп солнечной обсерватории на озере в США, направлен на исследования Солнца

Международный спутник SOHO, исследует колебания поверхности Солнца

Нейтральный телескоп «Супер-Камиоканде» и изображение Солнца камерой-обскурой с борта ракеты «Аэроби» в 1960 году.

Японская рентгеновская обсерватория «Йоко», была создана в августе 1991 года. Передавала изображения вспышек и горячих пятен.

ГИППАРХ (ок. 180 или 190 – 125 до н. э.) Древнегреческий астроном, один из основоположников астрономии. Улучшил методику расчета видимого движения Солнца. Используя наблюдения солнечного затмения 129 года до н.э., определил расстояние до Луны с большой точностью и расстояние до Солнца.

Бируни Высказал мысль о том, что Земля движется вокруг Солнца. Проводя наблюдения Солнца во время полных солнечных затмений, предложил гипотезы о структуре солнечной короны. Построил первый неподвижный квадрант (7,5 м) для наблюдения Солнца и планет.

Джордано Бруно Джордано Бруно ( ). Развил учение Коперника. Утверждал, что во Вселенной нет и не может быть центра, что Солнце – это только центр Солнечной системы.

Галилео Галилей Галилео Галилей ( ). Своими наблюдениями подтвердил правильность учения Коперника и гениальных догадок Бруно. Обнаружил, что Солнце вращается вокруг своей оси, а Венера вращается вокруг Солнца.