Солнце

Солнечная система: строение и структура

Для своего удобства астрономы выделяют в Солнечной системе несколько областей или зон.

Внутренняя Солнечная система

Внутренняя Солнечная система — это зона внутри пояса астероидов, то место, где солнце дает достаточно тепла для того, чтобы вода могла существовать в виде жидкости или пара. Внутренние области Солнечной системы включают в себя Солнце и расположенные неподалеку четыре небольшие планеты — Меркурий, Венеру, Землю и Марс. Их называют планетами земной группы (или внутренними планетами). Они похожи друг на друга как по размерам, так и по массе. Кроме того похоже их внутреннее строение: ядра планет земной группы состоят из смеси железа и никеля, а поверхность и мантия — в основном из горных пород.

За орбитой Марса есть место для еще одной небольшой планеты. Однако ее там нет. Вместо планеты здесь находится пояс астероидов, в состав которого входит больше миллиона небольших тел. Когда-то среди астрономов была популярна гипотеза о существовании на этом месте планеты Фаэтон, которая по каким-то причинам разрушилась на множество осколков. Но впоследствии эта теория не подтвердилась.

Внешняя Солнечная система

Внешняя Солнечная система — это царство холодных планет гигантов.

Юпитер — следующая планета по удалению от Солнца после Марса. Это самая большая и массивная планета Солнечной системы. Масса Юпитера более чем в 300 раз больше массы Земли. Планета обладает мощным полем тяготения. Считается, что именно притяжение Юпитера не дало сформироваться планете в поясе астероидов.

Удивительно, но Юпитер не является твердым телом! В отличие от планет земной группы у него попросту нет твердой поверхности. Это так называемый газовый гигант. Юпитер почти целиком состоит из водорода и гелия с небольшими примесями других газов. По своему составу планета очень похожа на Солнце.

Вслед за Юпитером находится Сатурн, еще одна газовая планета-гигант. Сатурн немного меньше Юпитера и легче его, зато окружен яркими и красивыми кольцами, которые можно рассмотреть даже в небольшой телескоп.

Еще дальше располагаются планеты Уран и Нептун. Иногда их называют планетами близнецами из-за большого сходства. В целом по своим характеристикам Уран и Нептун также довольно похожи на Юпитер и Сатурн — это тоже планеты гиганты, обладающие очень мощными атмосферами. Но есть и различия:  Уран и Нептун меньше по размерам и имеют в своем составе не только газ, но и лед. Уран и Нептун очень холодные планеты, температура верхних слоев их атмосфер едва достигает -200°С (с глубиной температура медленно растет).

Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун часто называют просто внешними планетами. Также за Юпитером и Сатурном закрепилось название газовые гиганты, а за Ураном и Нептуном — ледяные гиганты.

Пояс Койпера

За орбитой Нептуна находится широкая область небольших ледяных тел — пояс Койпера. Пояс простирается на сотни миллиардов километров от Солнца и потому является отдельной большой зоной Солнечной системы. Объекты, населяющие пояс Койпера, по своим размерам и форме похожи на астероиды главного пояса, но, в отличие от них, состоят не из камня и металлов, а в основном изо льда. Самый первый объект пояса Койпера — Плутон — был открыт в 1930 году. Сегодня Плутон считается одной из шести карликовых планет.

Облако Оорта

Наконец, далеко за поясом Койпера находится резервуар ледяных планетезималей (Облако Оорта). Он окружает Солнечную систему со всех сторон подобно гигантской сфере и содержит порядка тысячи миллиардов кометных ядер, а возможно и больше. Астрономы полагают, что облако Оорта удалено от Солнца на расстояние до 100000 астрономических единиц, то есть находится почти на полпути к ближайшей звезде. На таком громадном расстоянии ни один объект облака Оорта нельзя увидеть даже в самый мощный телескоп. Но мы все же уверены в существовании облака благодаря тому, что время от времени оттуда прилетают новые кометы.

Как движутся объекты Солнечной системы вокруг Солнца?

Все планеты и астероиды движутся вокруг Солнца более или менее в одной плоскости (она называется эклиптикой) и в том же направлении, что и Земля. Если принять за «верх» северный полюс Земли, то планеты движутся против часовой стрелки. На нашем небе движение планет на фоне звезд происходит с запада на восток.

Другое дело кометы и объекты пояса Койпера — они могут двигаться совершенно по-разному (по часовой стрелке и против часовой) а также под большими углами к эклиптике.

Туманности-спутники нашей галактики

У  галактики Млечный Путь десятка полтора спутников.
Самые известные – Большое и Малое Магеллановы облака
.
Остальные спутники менее заметные и яркие.

С  конца 30-х годов XX века обнаружены скопления-спутники в созвездиях

1. Скульптора,
2. Печи,
3. Льва (2 карликовых галактики),
4. Дракона,
5. Малой Медведицы,
6. ,
7. Киля,
8. Стрельца ,
9. Большого Пса ,
10. Большой Медведицы
    и т.д.

Есть и “спорные” объекты.
Наша Галактика вместе с Туманностью Андромеды и некоторыми другими
образуют местную группу галактик.
Массы Туманности Андромеды и Млечного Пути сопоставимы, поэтому есть объекты, которые нельзя отнести ни к одному из центров.

На сегодняшний день у Млечного Пути насчитывается около 50 галактик-спутников, среди которых
одна из самых крупных — карликовая эллиптическая галактика в Стрельце.

Она вызывает особый интерес у исследователей, так как,
во-первых, находится очень близко к Земле (всего в 70 тысячах световых лет),
а во-вторых, она может быть ответственна за образование рукавов Млечного Пути.

Понятие темной материи

Термин «темная материя» довольно часто встречается в современной астрономии, космологии и физике. Но четкого определения этому понятию нет, так как до сих пор увидеть исследователям ее так и не удалось. Это одно из самых загадочных явлений современной науки. Наблюдать темную материю не предоставляется возможности. О ее существовании ученые судят по тому, как ее гравитационное поле воздействует на звездные орбиты в галактиках.

Невидимое галактическое вещество было обнаружено в 1922 году. О его существовании впервые заявили физик из Британии Джеймс Джинс и астроном из Голландии Якобус Каптейн. Благодаря предположению о притягивании друг к другу предметов и частей во Вселенной, исследователи нашли массу видимого космоса. Но вскоре ученые поняли, что существует несоответствие между весом реальным и предполагаемым. Ими было установлено существование невидимой массы, которая занимает 95.1% всей массы Вселенной. Из них на массу темной материи приходится 26.8%, на темную энергию — 68.3%. Глубокое изучение эти двух понятий в дальнейшем сможет определить будущее нашей Вселенной.

Выяснить, из чего состоит темная материя, ученым довольно сложно, так как она напоминает предмет, который есть, и в тоже время отсутствует. Да и название имеет условное, потому что цвета эта субстанция не имеет. Но все же темная материя обладает определенными характеристиками:

• подвергается гравитационному воздействию;
• воздействует на другие объекты в космическом пространстве;
• имеет слабое взаимодействие с реальным миром;
• не посылает электромагнитные волны.

Некоторые ученые считают, что она может влиять на траекторию распространения света. Плотные объекты могут отражать свет объектов более дальних, что приводит к изменению его пути. Происходит искажение изображения галактик и звезд. Как результат – появление космических миражей. Это явление получило название — гравитационное линзирование. Именно благодаря ему была сформирована карта, которая показывает, как невидимая материя распределяется в трехмерном пространстве.

Существование темной материи нашло свое некое подтверждение в скоплениях галактик Пуля. Это же подтверждается и благодаря наблюдениям за столкновением других скоплений галактик.

Космос и Вселенная таят в себе много загадок, которые только предстоит разгадать человечеству в ближайшем или далеком будущем. Что касается Галактики Млечный путь, то стоит отметить, что свою жизнь она начала в результате скопления плотных областей после Большого взрыва. Первые образовавшиеся звезды находились в шаровых скоплениях, которые, кстати, существуют и сегодня. Они считаются древнейшими звездами Галактики. Формирование Млечного пути еще не закончилось, он продолжает увеличиваться в размерах благодаря поглощению более мелких галактик. А через 5 млрд. лет ожидается его столкновение с Андромедой.

Атмосфера

Фотосфера

Как уже говорилось, жидкое вещество Солнца отделяет от его атмосферы фотометрический край – уровень, на котором наблюдается перегиб в распределении яркости. Здесь начинается нижний слой атмосферы, излучающий в видимом диапазоне, – фотосфера. Большинство световой энергии приходит к Земле именно отсюда. Протяженность этого слоя около 180 км (1/4 000 часть солнечного радиуса). Яркость в фотосфере заметно ослабевает к ее краю. Это связано с ростом температуры с глубиной (от 4000 до 6000 К). Средняя (эффективная) температура фотосферы примерно равна 5 700 К. Состоит она из разреженного газа, в основном водорода, и ее плотность колеблется от 0,1·10-7 до 5·10-7 г/см3, а давление от 500 до 2,5 Па.

Хромосфера

За фотосферой следует хромосфера – одна из внешних оболочек Солнца. Ее яркость в сотни раз ниже яркости предыдущего слоя, из-за чего ее невозможно наблюдать без специальных фильтров. Толщина этой оболочки примерно 2000 км. Спектр хромосферы имеет очень много линий гелия – именно по ним был открыт этот элемент в составе Солнца. В видимой части спектра наиболее мощное излучение исходит от красной H_α линии водорода, благодаря чему хромосфера имеет красноватый цвет при наблюдении. Структура хромосферы очень неоднородна. Из верхней границы слоя происходят выбросы горячего вещества – спикулы. Они имеют продолговатую форму, длина их может быть около нескольких тысяч километров, а толщина – около тысячи. Спикулы со скоростью в несколько десятков км/с вырываются из хромосферы в следующий слой – корону – и растворяются. Вещество короны также может попадать в нижележащий слой. Совокупность спикул на поверхности хромосферы называют хромосферной сеткой. Другие образования в этом слое находятся в областях с сильными магнитными полями. Это флоккулы – светлые «облака», окружающие солнечные пятна, – и фибриллы – темные полосы разных размеров.

Корона

Внешняя часть атмосферы – корона – самая разреженная. Она в миллион раз тусклее фотосферы и посему доступна для наблюдения невооруженным глазом лишь во время полных солнечных затмений. По величине яркости этот слой атмосферы разделяется на две части: яркую и тонкую нижнюю (0,2 – 0,3 радиуса Солнца) и внешнюю менее яркую протяженную область. Форма короны неправильная, состоящая из лучей, длина которых может превышать 10 солнечных радиусов, и активно меняющаяся со временем.

Температура короны невероятно высокая – несколько миллионов кельвинов, а максимальная достигает 20 миллионов. Однако в некоторых местах на ее поверхности температура может быть существенно ниже – около 600 тыс. К. Эти области называют корональными дырами. Они также гораздо более темные, чем соседние участки. Из них выходят магнитные силовые линии Солнца, а также более интенсивно истекает вещество. Неравномерность поверхности короны обусловлена постоянными извержениями энергии, происходящих в ней и выходящих в пространство на миллионы километров.

Солнечный ветер

Корона продолжается за пределы Солнца на огромные расстояния. Она достигает Земли и простирается за ее орбиту на расстояние порядка 100 а.е. Из нее постоянно истекает плазма, скорость которой увеличивается с удалением от звезды, – солнечный ветер. Он исходит в основном из корональных дыр. Около планет он достигает сверхзвуковой скорости (на расстоянии Земли примерно 300-400 км/с), потому при взаимодействии с их магнитными полями образуются ударные волны.

Исследование Солнца

Небесное Светило уже на протяжении многих тысячелетий вызывает восторг и интерес у человечества. У предков оно было главным объектом мифов и сказаний, о нем складывали легенды. Древние народы называли Солнце – Сол, Сурья, Сольвенел, Уту, Ра, Шамас, некоторые изображали его в виде восходящей к небу колесницы. Звезде поклонялись, а майя, ацтеки и инки считали, что она нуждается в человеческих жертвах.

В честь Солнца возводили дворцы и строили храмы. До сих пор в Англии, Ирландии, Мальте и Египте сохранились каменные мегалиты, с помощью которых определяли дни летнего и зимнего солнцестояния. Первобытные методы исследования Солнца давали мало достоверной информации о звезде, так как объект ассоциировался с божеством.

Каменные мегалиты в Англии  

Первые научные работы стали появляться лишь в I тыс. до н.э. – вавилонские мудрецы отметили, что небесное светило перемещается по эклиптике неодинаково.

В V столетии до н.э. утверждали, что Солнце представляет собой огненный шар, а его свет отражается от лунного диска. Спустя два века Эратосфен вычислил расстояние от Земли до Светила — 148-153 млн. км.

Существенный перелом в астрономии произошел, когда Николай Коперник предложил гелиоцентрическую модель мира, в которой Солнце являлось центром Вселенной. А в XVII веке, после появления телескопа, удалось отобразить первые детали звезды. 

Активное изучение Светила началось лишь в ХХ веке с приходом технического прогресса. В середине ушедшего столетия в космос были запущены спутники Пионеры – 5, 6, 7, 8, 9. Именно с их помощью были получены первые представления о магнитных полях на звезде и солнечном ветре. В 70-е годы имеющиеся данные уточнили благодаря Гелиос 1 и 2, которые смогли достичь орбиты Меркурия.

В 80-е годы ХХ века занялись изучением рентгеновских, гамма и УФ-лучей. В 1991-2001 г спутник Yohkoh наблюдал за солнечными вспышками. В 1995 году начала функционировать космическая обсерватория – SOHO, в 2010 ее сменила SDO.

Исследования Светила на этом не заканчиваются, так как от его активности зависит дальнейшее будущее человечества. Ни для кого уже не секрет, что активность Солнца, так или иначе, влияет на Землю. Звезда является мощным источником радиации, от которой нас спасает только магнитное поле нашей планеты. В ближайшем будущем планируется запуск зондов, которые будут отслеживать и фиксировать все перемены на Светиле, а также измерять частички и энергию солнечной короны.

Что такое Галактика

Гравитационно-связная система, состоящая из звезд, планет, газа, пыли, черной материи, называется галактикой. Все объекты в ней вращаются вокруг единого центра – большого ядра и удерживаются на своих местах благодаря силам гравитации. После того, как был создан телескоп «Хаббл», у ученых появилась возможность наблюдать за отдаленными галактиками. Считается, что в видимой части Вселенной их насчитывается не менее 100 млрд. штук. Распределяются они хаотично. В одних районах фиксируется скопление галактических групп, в то время как другие остаются пустынными. В зависимости от размера масса одной галактики составляет от 0,5*106 до 2,5*1015 масс Солнца. Чтобы понимать масштабы, нужно отметить, что масса нашей Галактики 2*1011 солнечных масс. Галактический диаметр варьируется от 16 до 800 тыс. световых лет. У Млечного пути данный показатель — 100 тыс. световых лет.

Галактики во Вселенной Источник

Проводя характеристику галактик, стоит отметить, что каждая из них имеет три основных компонента:

• звезды, планеты, черные дыры, астероиды – занимают около 1% от общей массы;
• межзвездная пыль и газы – 20-30% массы;
• темная материя – на нее приходится вся оставшаяся масса.

Примерно 95% всех существующих галактик объединяются в группы. Они могут быть маленькие (несколько десятков объектов) и большие (десятки тысяч объектов). Объединения сотен галактик называют скоплениями, тысяч – сверхскоплениями.

• Ядро – находится в самом центре галактического пространства. В нем сосредоточены большие черные дыры.
• Диск – тонкая часть. Считается, что именно здесь собрано максимальное количество звезд, газа, пыли.
• Балдж – яркая часть галактики. Переводится как «вздутие».
• Гало – такое название получил внешний компонент сферической формы. Не имеет четко выделенной границы с балджем.
• Спиральный рукав – элемент галактики, состоящий из молодых звезд и межзвездного газа.
• Бар – своеобразная «перемычка», имеет вытянутую форму. В составе обнаружены, как звезды, так и межзвездный газ.
• Корона галактики – горячий разреженный газ, окружающий галактическое пространство и выходящий далеко за его пределы.
• Шаровое звездное скопление – совокупность звезд, вращающихся вокруг центральной части галактики и представляющих собой своеобразный спутник.

Во Вселенной существует четыре вида галактик:

Эллиптические – само название говорит о том, что они имеют форму эллипса или сферы. У них отсутствует спиральный рукав. В составе в основном красные и желтые звезды. Иногда присутствуют белые карлики. В таких галактиках отсутствует межзвездная пыль, поэтому зарождения новых звезд не происходит.

Спиральные – могут иметь несколько спиральных рукавов. В состав балджа входят древние звезды. А в центре галактики может быть несколько черных дыр. В галактическом диске много пыли и газа, наблюдается интенсивный процесс звездообразования.

Линзовидные – являются промежуточными между эллиптическими и спиральными. Внешне похожи на спиральные, но у них отсутствует рукав. Количество межзвездной пыли минимальное, поэтому процесс образования новых звезд очень медленный. Во Вселенной всего 5% линзовидных галактик.

Неправильные – не имеют определенной структуры. Они образуются в следствии столкновения с другими галактиками или же рассыпаются в результате гравитационных сил соседних галактик.

Что такое солнечные пятна?

Из сотен лет телескопических наблюдений мы знаем, что уровень активности Солнца связан с солнечными пятнами, темными пятнами над его поверхностью, которые появляются, увеличиваются в количестве и размерах, уменьшаются и исчезают, когда магнитное поле Солнца меняется примерно каждые 11 лет.

Когда на Солнце больше всего солнечных пятен, которые мы все еще отслеживаем вручную, ученые называют это солнечным максимумом, поскольку именно тогда часты солнечные бури. Во время солнечного минимума, который в последний раз наблюдался в декабре 2019 года, Солнце самое тихое, но ученые на Земле жужжат своими прогнозами о следующих 11 годах.

Влияние Солнца на Землю и биосферу

Солнце имеет огромное значение для Земного шара. Без него не было бы жизни на планете. От Светила, которое согревает и освещает Землю, зависят  и люди, и даже самые  маленькие организмы. Именно  Солнце влияет на экологию нашей планеты. От него зависит смена времен года, наличие климатических поясов. Солнечный свет необходим для фотосинтеза,  без которого зеленые листья растений не произведут кислород.

Как известно, Солнце «отправляет» в окружающее пространство не только лучи света и радиолучи, но и потоки раздраженной плазмы – мощные шквалы заряженных частиц. Движутся они по силовым линиям магнитного поля. Больше всего это явление напоминает порыв ветра, что каким-то чудом вторгся в безвоздушное пространство космоса. Эти потоки частиц оказывают огромное влияние на всю Солнечную систему. Ученые обнаруживают их даже за орбитами Юпитера и Сатурна. Это явление, которое получило название солнечный ветер, представляет собой истечение сильно разреженной плазмы солнечной короны в межпланетное пространство. На уровне орбиты нашей планеты средняя скорость частиц солнечного ветра (протонов и электронов) составляет около 400 км/с.

Но особое влияние оказывает солнечный ветер на планеты, которые расположены внутри солнечной короны. Наша Земля входит в их число. Когда солнечный ветер приближается к Земле, он сосредотачивается вокруг магнитных полюсов планеты. Потоки частиц врываются в  слои атмосферы и влияют на магнитное поле Земли. Ученые называют колебания, которые вызывают такие потоки, магнитными бурями. Больше всего их происходит в годы максимума пятен, факелов и вспышек. Именно  тогда же на нашей планете чаще бывают сильные грозы.

Одним из первых магнитную бурю наблюдал немецкий естествоиспытатель, географ и путешественник А.Гумбольдт.

На земные процессы действуют не только магнитные бури. На климат, например, очень сильно влияют длительные полувековые циклы солнечной активности. Ученые подсчитали, что вспышки особо опасных инфекционных заболеваний на Земле возникают сразу после солнечной активности. То есть в среднем раз в 11 лет. Этот цикл отмечается и в урожайности зерновых, в численности животных и их миграциях. В период солнечной активности обостряются  сердечно-сосудистые заболевания, чаще случаются внезапные смерти людей.

Мифология

Армянская, арабская, валахская, еврейская, персидская, турецкая, киргизская

По одному из армянских мифов о Млечном Пути, бог Ваагн, предок армян, суровой зимой украл у родоначальника ассирийцев Баршама солому и скрылся в небе. Когда он шёл со своей добычей по небу, то ронял на своём пути соломинки; из них и образовался светлый след на небе (по-армянски «Дорога соломокрада»). О мифе про рассыпанную солому говорят также арабское, еврейское, персидское, турецкое и киргизское названия (кирг. саманчынын жолу – путь соломщика) этого явления. Жители Валахии считали, что эту солому Венера украла у Святого Петра.

Бурятская

Согласно бурятской мифологии, добрые силы творят мир, видоизменяют вселенную. Так, Млечный Путь возник из молока, которое Манзан Гурме нацедила из своей груди и выплеснула вслед обманувшему её Абай Гесеру. По другой версии, Млечный Путь – это «шов неба», зашитого после того, как из него высыпались звёзды; по нему, как по мосту, ходят тенгри.

Венгерская

По венгерской легенде, Аттила спустится по Млечному Пути, если секеям будет угрожать опасность; звёзды представляют собой искры от копыт. Млечный Путь. соответственно, называется «дорогой воинов».

Древнегреческая

Этимологию слова Galaxias (Γαλαξίας) и его связь с молоком (γάλα) раскрывают два схожих древнегреческих мифа. Одна из легенд рассказывает о разлившемся по небу материнском молоке богини Геры, кормившей грудью Геракла. Когда Гера узнала, что младенец, которого она кормит грудью, не её собственное дитя, а незаконный сын Зевса и земной женщины, она оттолкнула его, и пролитое молоко стало Млечным Путём. Другая легенда говорит о том, что пролитое молоко – это молоко Реи, жены Кроноса, а младенцем был сам Зевс. Кронос пожирал своих детей, так как ему было предсказано, что он будет свергнут собственным сыном. У Реи зародился план, как спасти своего шестого ребёнка, новорождённого Зевса. Она обернула в младенческие одежды камень и подсунула его Кроносу. Кронос попросил её покормить сына ещё раз, перед тем как он его проглотит. Молоко, пролитое из груди Реи на голый камень, впоследствии стали называть Млечным Путём.

Индийская

Древние индийцы считали Млечный Путь молоком вечерней красной коровы, проходящей по небу. В Ригведе Млечный Путь назван тронной дорогой Арьямана. Бхагавата-пурана содержит версию, по которой Млечный Путь – это живот небесного дельфина.

Инкская

Главными объектами наблюдения в астрономии инков (что нашло отражение в их мифологии) на небосклоне являлись тёмные участки Млечного Пути – своеобразные «созвездия» в терминологии андских культур: Лама, Детёныш Ламы, Пастух, Кондор, Куропатка, Жаба, Змея, Лиса; а также звёзды: Южный крест, Плеяды, Лира и многие другие.

Кетская

В кетских мифах, аналогично селькупским, Млечный Путь описывается как дорога одного из трёх мифологических персонажей: Сына неба (Еся), который ушёл охотиться на западную сторону неба и там замёрз, богатыря Альбэ, преследовавшего злую богиню, или первого шамана Доха, поднимавшегося этой дорогой к Солнцу.

Китайская, вьетнамская, корейская, японская

В мифологиях синосферы Млечный Путь называют и сравнивают с рекой (во вьетнамском, китайском, корейском и японском языках сохраняется название «серебряная река». Китайцы так же иногда называли Млечный Путь «Жёлтой дорогой», по цвету соломы.

Коренных народов северной Америки

Хидатса и эскимосы называют Млечный Путь «Пепельным». Их мифы говорят о девушке, рассыпавшей по небу пепел, чтобы люди могли найти дорогу домой ночью. Шайенны считали, что Млечный Путь – это грязь и ил, поднятые брюхом плывущей по небу черепахи. Эскимосы с Берингова пролива – что это следы Ворона-творца, шедшего по небу. Чероки полагали, что Млечный Путь образовался, когда один охотник украл жену другого из ревности, а её собака стала есть кукурузную муку, оставшуюся без присмотра, и рассыпала её по небу (этот же миф встречается у койсанского населения Калахари) . Другой миф того же народа говорит о том, что Млечный Путь – это след собаки, тащившей что-то по небу. Ктунаха называли Млечный Путь «собачьим хвостом», черноногие называли его «волчьей дорогой». Вайандотский миф говорит о том, что Млечный Путь – это место, где души умерших людей и собак собираются вместе и танцуют.

Финская, литовская, эстонская, эрзянская, казахская

Финское название – фин. Linnunrata – означает «Путь птиц»; аналогичная этимология и у литовского названия. Эстонский миф также связывает Млечный («птичий») Путь с птичьим полётом.

Эрзянское название – «Каргонь Ки» («Журавлиная Дорога»).

Казахское название – «Құс жолы» («Путь птиц»).

Характеристики Солнца

• Возраст: 4,6 миллиарда лет;
• Тип: Желтый карлик (G2V);
• Масса: 1 989 100 000 000 000 000 000 миллиардов кг (333 060 x Земли);
• Диаметр: 1 392 684 километров (109 х Земли);
• Окружность по экватору: 4 370 005,6 километров;
• Температура поверхности: 5500°C;
• Внутренняя температура: 15 миллионов °C;
• Состав: 72% водорода, 26% гелия;
• Выход энергии: солнечное излучение;
• Ротация: 27 дней;
• Оборот: от 225 до 250 миллионов лет;
• Время прохождения солнечного света: 8 минут, чтобы добраться до Земли;
• Видимая величина: −26,74.

Солнце — звезда среднего размера со звездной классификацией G2V или желтый карлик.

Оно более чем в 300 000 раз массивнее Земли и примерно в 110 раз больше.

Солнце самое горячее в своем ядре, где температура достигает миллионов градусов Цельсия.

Будучи звездой главной последовательности, Солнце вырабатывает энергию, превращая водород в гелий.

Водород составляет более 70% его состава, а 26% — гелий.

Остальные газы представляют собой следовые количества кислорода, углерода, железа, неона, азота, кремния, магния и серы.

Солнце производит солнечное излучение, которому требуется около 8 минут, чтобы достичь Земли.

Для Меркурия, ближайшей планеты, это занимает всего 3,2 минуты.

Между тем солнечному свету требуется 4 часа, чтобы достичь Нептуна, самой дальней планеты от Солнца.

С поразительной видимой величиной -26,74 Солнце, безусловно, является самым ярким объектом на нашем небе.

За ней следует Луна с видимой величиной -12,74.

Возраст Солнца: сколько лет Солнцу?

Солнцу 4,6 миллиарда лет.

Оно находится примерно на полпути своей жизни в качестве желтого карлика на главной последовательности.

Такие звезды, как Солнце, проводят 10 миллиардов лет в качестве звезд главной последовательности.

Если бы оно было в 10 раз массивнее, чем сейчас, то просуществовала бы всего 20 миллионов лет как звезда главной последовательности.

Солнце вырабатывает энергию за счет ядерного синтеза в своем ядре, превращая водород в гелий.

Через 10 миллиардов лет оно истощит большую часть своего водорода.

Когда это время придет, оно войдет в фазу красного гиганта и останется там примерно на миллиард лет.

Будучи красным гигантом, Солнце увеличилось бы сейчас примерно в 256 раз.

Оно поглотило бы внутренние планеты (Меркурий, Венеру, Землю и Марс).

Кроме того, обитаемая зона будет двигаться дальше вокруг пояса Койпера.

Магнитное поле Солнца

Изображение: NASA / GSFC / Solar Dynamics Observatory

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.

Состав и структура

Звезда наполнена водородом (74.9%) и гелием (23.8%). Среди более тяжелых элементов присутствуют кислород (1%), углерод (0.3%), неон (0.2%) и железо (0.2%). Внутренняя часть делится на слои: ядро, радиационная и конвективная зоны, фотосфера и атмосфера. Наибольшей плотностью (150 г/см3) наделено ядро и занимает 20-25% всего объема.

На оборот оси звезда тратит месяц, но это приблизительная оценка, потому что перед нами плазменный шар. Анализ показывает, что ядро вращается быстрее внешних слоев. Пока экваториальная линия тратит 25.4 дней на оборот, то у полюсов уходит 36 дней.

В ядре небесного тела формируется солнечная энергия из-за ядерного синтеза, трансформирующего водород в гелий. В нем создается почти 99% тепловой энергии.

Внутренняя структура Солнца. Радиационная зона охватывает 0.25-0.7 солнечного радиуса. Температура падает с отдалением от ядра. Здесь она сокращается от 7 млн. К до 2 млн. С плотностью происходит то же самое – от 20 г/см3 до 0.2 г/см3.

Между радиационной и конвективной зонами расположен переходный слой – тахолин. В нем заметно резкая перемена равномерного вращения радиационной зоны и дифференциальное вращение конвекционной, что вызывает серьезный сдвиг. Конвективная зона находится на 200000 км ниже поверхности, где температура и плотность также ниже.

Видимая поверхность именуется фотосферой. Над этим шаром свет может свободно распространяться в пространство, высвобождая солнечную энергию. В толщину охватывает сотни километров.

Верхняя часть фотосферы уступает по нагреву нижней. Температура поднимается к 5700 К, а плотность – 0.2 г/см3.

Атмосфера Солнца представлена тремя слоями: хромосфера, переходная часть и корона. Первая простирается на 2000 км. Переходная занимает 200 км и прогревается до 20000-100000 К. Четких границ у слоя нет, но заметен нимб с постоянным хаотичным движением. Корона прогревается до 8-20 млн. К, на что влияет солнечное магнитное поле.

Солнечная гелиосфера с кораблями Вояджер-1 и 2

Гелиосфера – магнитная сфера, простирающаяся за черту гелиопаузы (на 50 а.е. от звезды). Ее также называют солнечным ветром.

Почему Солнце важно?

Солнце важно по многим причинам. Планеты, астероиды, кометы и другие астрономические объекты остаются на своих орбитах из-за гравитации Солнца

Планеты, астероиды, кометы и другие астрономические объекты остаются на своих орбитах из-за гравитации Солнца.

Как самый большой объект в Солнечной системе, оно держит все на своих местах.

Солнце и Земля

На Земле влияние Солнца очень существенно.

Оно движет жизнью на нашей планете, и без него мы бы не существовали.

Растения и животные одинаково зависят от Солнца в плане питания.

Растения производят пищу в процессе фотосинтеза.

Вместе с водой и углекислым газом Солнце помогает растениям вырабатывать глюкозу.

Глюкоза — это тип сахара, который служит пищей для растений.

Кроме того, другим продуктом фотосинтеза является кислород, который выделяют растения.

В свою очередь, мы, люди, вдыхаем кислород, который очень важен для нашей жизни.

Вот почему растения часто называют «легкими мира».

Растения в океанах, такие как фитопланктон и водоросли, также используют солнечный свет для фотосинтеза.

Через них океан производит более половины кислорода в мире.

Океан также поглощает большую часть углекислого газа на Земле.

Солнце также является основным двигателем погодной системы на Земле, а также течений в наших океанах.

Тепло от Солнца распределяется по Земле неравномерно.

Области вокруг экватора получают больше прямого солнечного света, поэтому они теплее, чем места у полюсов.

Тепло от экватора движется к полюсам и создает токи.

Это движение переносит питательные вещества в океаны и помогает регулировать климат.

Солнце и люди

Для нас, людей, смена дня и ночи является основой нашей повседневной деятельности.

Нас считают дневными существами, потому что мы активны в течение дня.

Восход солнца сигнализирует о начале нашего дня, а закат говорит нам, что пора отдыхать.

Помимо регулирования наших биологических часов, Солнце также оказывает непосредственное влияние на наше общее состояние здоровья.

Это хорошо для костей и помогает улучшить наше самочувствие.

Наш организм вырабатывает витамин D под воздействием прямых солнечных лучей.

Это также помогает в производстве серотонина, гормона, который повышает наше настроение и заставляет нас чувствовать себя более энергичными.

Однако, как и во всем, здесь важна умеренность, поскольку чрезмерное пребывание на солнце также может привести к солнечным ожогам.

Роль магнитных полей на Солнце

Зарождение магнитного поля Солнца происходит под верхним слоем фотосферы. Ученые считают, что именно оно влияет на все процессы, происходящие в солнечной атмосфере, включая солнечные вспышки. Если бы у небесного Светила не было бы магнитных полей, то возможно оно бы не вызывало такого интереса у человечества.

Магнитные поля влияют на образование солнечных пятен, в местах появления которых выходят магнитные петли, способные пересекать всю поверхность Светила. В области пятен магнитное поле всегда сильное, его напряжение в тысячу раз больше, чем в других областях. Это поле отклоняет заряженные частики плазмы и препятствует образованию конвекционных потоков. Именно поэтому в области пятен подъем горячего газа прекращается, что приводит к более низким температурам. В области факела магнитное поле уже не такое сильное. Оно не способно остановить вертикальные конвекционные потоки плазмы. Колебания магнитных полей оказывают прямое воздействие на цикличность солнечной активности. Протуберанцы, которые, кажется, что парят в воздухе, на самом же деле удерживаются тончайшими нитями магнитного поля.

Магнитное поле Солнца меняет не только свое направление, но и величину скорости заряженных частиц. Кроме этого оно способно создавать направленное движение плазмы. В результате этого образуются мощнейшие потоки плазмы, выбрасывающие огромные массы газа в солнечную корону. Так образуются протуберанцы.

Образование протуберанцев Источник