Какой звездой является наше солнце – все о космосе

Солнце – наша звезда!

Какой звездой является наше солнце – все о космосе

Возраст Солнца составляет 4.57 миллиарда лет.

Солнце вращается вокруг центра нашей галактики, Млечного Пути, делая полный оборот каждые 225 – 250 миллионов лет.

Солнце только одна из 200 миллиардов звезд в нашей галактике «Млечный путь».

Солнце только одна из 6000 звезд, которые видны невооруженным глазом с Земли.

Все мы думаем, что Солнце жёлтого или оранжевого цвета, но на самом деле, оно белое. Желтые тона Солнцу даёт феномен под названием «атмосферное рассеяние».

В отличие от Земли, Солнце абсолютно газообразное, на Солнце нет никакой твердой поверхности.

Каждую секунду на Солнце сгорает 700 млрд. тонн водорода. Несмотря на такую огромную скорость потерь, энергии Солнца хватит еще на 5 млрд. лет такой жизни (примерно столько же лет Солнцу от рождения). Закончит свою жизнь Солнце белым карликом, предварительно увеличившись в размерах и оттолкнув от себя все планеты. На этих планетах испарится вся вода и исчезнет атмосфера.

Давление в ядре Солнца в 340 миллиардов раз выше атмосферного давления Земли.

Каждую секунду Солнце теряет 5 миллионов тонн материала.

По весу Солнце имеет следующий состав: 73% водород, 25% гелий, углерод на 1.5%, азот, кислород и все другие элементы 0.5%.

По объему Солнце состоит из: водорода на 92.1%, гелия на 7.8% и 0.1% все другие элементы.

Реакция, протекающая на Солнце, является ядерным синтезом.

Солнце – не твёрдое тело, как, например, Земля, поэтому разные области Солнца вращаются с разной скоростью.

Температура Солнца в ее ядре – 14 миллионов Кельвинов.

Солнце также испускает электроны и протоны, известные как солнечный ветер, его скорость 450 километров в секунду.

В Солнце сосредоточено 99,866% массы Солнечной системы.

Площадь поверхности Солнца эквивалентна 11990 поверхностям Земли.

Если бы Солнце было размером с мяч для футбола, Юпитер был бы размером как мяч для гольфа, а Земля была бы размером с горошину.

Объем Солнца в 1.3 миллионов раз больше планеты Земля.

Диаметр Солнца эквивалентен 109 диаметрам Земли.

Масса Солнца составляет 1.989 · 1030 кг = 333 000 масс Земли.

Сила тяжести на поверхности Солнца в 28 раз больше чем на Земле.

Солнце находится на расстоянии 149.60 миллионов км. от Земли.

Ближайшая планета к Солнцу это звезда Проксима Чентаури. 4.3 световых лет от Солнца.

Свет от Солнца достигает Земли за 8.3 минуты.

Свет от Солнца достигает Плутона за 5.5 часов.

Если бы Солнце было дюйм в диаметре, то самая близкая звезда была бы на расстоянии в 445 миль.

Гравитация Солнца так сильна, что, даже Плутон, планета расположенная на расстоянии 5.9 миллиардов километров от Солнца находится на ее орбите.

Земля получает 94 миллиарда мегаватт энергии от Солнца. Это в 40 000 раз больше годовой потребности Соединенных Штатов.

Область поверхности Солнца размером с почтовую марку светит как 1,5 миллиона свечей.

Общее количество ископаемого топлива земли эквивалентно 30 солнечным дням.

Количество энергии, достигающей поверхности земли, в 6000 раз больше потребности в энергии, людей всего мира.

Полное солнечное затмение не может продлиться дольше, чем 7 минут и 40 секунд.

Приблизительно триллион солнечных нейтрино пройдет через Ваше тело, в то время как Вы читаете это предложение.

Солнце живет уже 4,5 млрд. лет и производит 383 млрд триллионов киловатт энергии.

Человек, весящий 60 кг на Земле, будет весить 1680 кг на солнце.

Энергия Солнца составляет 386 миллиарда миллиардов мегаватт.

Яркость Солнца эквивалентна яркости 4 триллионам триллионов лампочек мощностью 100 ватт.

Солнечные вспышки – сильные взрывы, происходящие в атмосфере Солнца. Солнечные вспышки могут происходить на расстоянии больше чем в 100,000 миль от солнца.

Что произойдет с солнцем в будущем?

Через 1.1 миллиард лет, Солнце будет на 10% более ярким, чем сегодня. Атмосфера Земли полностью иссякнет, превратившись в водяной пар.

Через 3.5 миллиарда лет, Солнце будет на 40% более ярким, чем сегодня. Атмосфера исчезнет.

Через 5.4 миллиарда лет, Солнце исчерпает водород.

Через 7.7 миллиардов лет, Солнце станет красным гигантом – расширившись в 200 раз.

Через 7.9 миллиардов, Солнце станет Белым карликом.

Самая большая звезда во Вселенной

Какой звездой является наше солнце – все о космосе

Мириады звезд усеивают ночное небо. И человеку с Земли они кажутся совершенно одинаковыми. Ну а в некоторых частях неба, к примеру, в районе Млечного пути, звезды сливаются в светящиеся потоки. Это потому, что во Вселенной невероятно огромное количество звезд.

На самом деле, их настолько много, что даже знаний современных исследователей, которые были получены с помощью новейшего оборудования (к слову, оно позволяет заглянуть на территорию космоса на 9 миллиардов световых лет) недостаточно. Сейчас в недрах космоса примерно 50 миллиардов звезд.

И с каждым днем цифра только растет, ведь ученые не устают осваивать пространство и делать все новые открытия.

Ярче Солнца

Все звезды Вселенной имеют разный диаметр. И даже наше Солнце не самая огромная звезда, впрочем, и не маленькая. У нее 1 391 000 километров в диаметре. Есть во Вселенной и звезды весомее, они получили название гипергиганты. Довольно долго самой большой звездой считалась VY, которая находится в созвездии Большого Пса.

Не так давно радиус звезды был уточнён — и приблизительно составляет от 1300 до 1540 радиусов Солнца. Диаметр этого сверхгиганта составляет порядка 2 миллиардов километров. VY расположилась в 5 тысячах световых лет от Солнечной системы.

Ученые подсчитали, чтобы представить насколько это гигантские размеры, один оборот вокруг звезды-гипергиганта займет 1200 лет, и то, если лететь со скоростью 800 километров в час. Или же, если уменьшить Землю до 1 сантиметра и так же пропорционально уменьшить VY, то размер последней будет 2,2 километра. Масса этой звезды не такая впечатляющая.

VY тяжелее Солнца всего лишь в 40 раз. Так вышло потому, что плотность газов внутри нее невероятно низкая. Ну а яркостью звезды можно только восхищаться. Она светит в 500 тысяч раз сильнее нашего небесного светила. Первые наблюдения VY, которые были записаны, есть в звездном каталоге Жозефа Жерома де Лаланда. Информация датируется 7 марта 1801 года.

Ученые указал, что VY звезда седьмой звездной величины.

А вот в 1847 году появилась информация, что VY имеет малиновый оттенок. В девятнадцатом веке исследователи обнаружили, что у звезды, по крайней мере, шесть дискретных компонентов, поэтому вероятно она является кратной звездой.

Но сейчас выяснилось, что дискретные компоненты являются ни чем иным, как яркими участками туманности, которая окружает гипергигант. В 1957 году визуальные наблюдения и качественные изображения 1998 года показали, что у VY отсутствует звезда-компаньон.

Впрочем, к нашему времени самая большая звезда во вселенной уже успела потерять больше половины своей массы. То есть звезда стареет и ее топливо из водорода уже на исходе.

Внешняя часть VY стала больше из-за того, что гравитация уже не может предупредить потерю веса. Ученые говорят, что когда топливо звезды иссякнет, то она, скорее всего, взорвется сверхновой и превратится в нейтронную звезду или черную дыру.

Согласно наблюдениям, звезда теряет свою яркость, начиная с 1850 года.

Потерянное лидерство

Впрочем, изучение Вселенной ученые не оставляют ни на минуту. Поэтому этот рекорд был побит. Астрономы нашли в просторах космоса еще большую звезду. Открытие сделала группа британских ученых во главе с Полом Кроутером в конце лета 2010 года.

Исследователи изучали Большое Магелланово Облако и нашли звезду R136a1. Невероятное открытие помог сделать космический телескоп НАСА «Хаббл».

Гигант по своей массе больше нашего Солнца в 256 раз. А вот по яркости R136a1 превосходит небесное светило в десять миллионов раз. Такие фантастические цифры стали откровением для ученых, ведь считалось, что звезд, которые превышают массу Солнца больше чем в 150 раз, не существует.

И продолжая исследовать скопления звезд в Большом Магеллановом Облаке, специалисты нашли еще несколько звезд, которые превысили этот рубеж. Ну а R136a1 оказалась настоящей рекордсменкой. Самое интересное, что на протяжении всего своего существования звезды теряют свою массу.

По крайней мере, такие заявления делают ученые. И R136a1 сейчас уже лишилась одной пятой своей первоначальной массы. Согласно расчетам, она была равна 320 массам Солнца.

К слову, по подсчетам специалистов, если такую звезду представить в нашей Галактике, она оказалась бы ярче Солнца настолько, насколько Солнце ярче Луны.

Звезды-рекордсмены

А вот самыми яркими на видимом небосклоне являются звезды Ригель и Денеб из созвездий Орион и Лебедь соответственно. Каждая светит ярче Солнца в 55 тысяч раз и 72,5 тысяч раз. Удалены от нас эти светила на 1600 и 820 световых лет. Еще одна яркая звезда из созвездия Орион – звезда Бетельгейзе. Она третья по величине светимости.

Она ярче солнечного света по силе светоизлучения в 22 тысячи раз. К слову, больше всего ярких звезд собранно именно в Орионе, хотя блеск их периодически изменяется.

А вот самая яркая среди самых близких к Земле звезд – это Сириус из созвездия Большого Пса. Она светит ярче нашего Солнца всего в 23,5 раз.

И расстояние до этой звездочки 8,6 световых лет. В том же созвездии есть еще одна яркая звезда – Адара. Эта звезда светит так же, как 8700 Солнц вместе взятых на расстоянии 650 световых лет. Ну а Полярная звезда, которую многие неверно считают самой яркой видимой звездой, светит в 6 тысяч раз ярче Солнышка.

Полярная звезда находится в оконечности Малой Медведицы и удалена на 780 световых лет от Земли.

Примечательно, что астрономы выделяют из общей массы и зодиакальное созвездие Тельца. В нем находится необычная звезда, которую отличает сверхгигантская плотность и довольно малая сферическая величина. По данным астрофизиков, в основном она состоит из быстрых нейтронов, которые разлетаются в стороны. Когда-то это была самая яркая звезда во Вселенной. Большой светимостью, говорят ученые, обладают голубые звезды. Самой яркой из известных является UW СМа. Она в 860 тысяч раз ярче нашего небесного светила. Но этот показатель стремительно падает, поскольку со временем яркость звезд меняется. К примеру, согласно летописи, которая датирована 4 июля 1054 года, в созвездии Тельца была самая яркая звезда, ее можно было увидеть на небосклоне невооруженным глазом даже посреди дня. Но со временем звезда начала тускнеть и через некоторое время вообще пропала. А на том месте, где она сияла, образовалась туманность, которая была похожа на краба. Так появилось название Крабовидная туманность. Она появилась после вспышки сверхновой звезды. К слову, современные ученые в центре этой туманности нашли мощный источник радиоизлучения, другими словами, пульсар. Это и есть остаток той яркой сверхновой звезды, которую описали в старинной летописи.

Солнце – это звезда или планета? Факты против невежества

Какой звездой является наше солнце – все о космосе

Большинство из нас еще из школьного курса знает, что благодаря Солнцу происходят практически все наиболее важные процессы на планете Земля. Солнечный свет способствует произрастанию флоры, развитию фауны, он дает нам энергию и тепло. Однако многие ли задумываются над тем, что же такое наше Солнце – звезда или планета? А если его называют звездой, то справедливо ли?

Планеты и звезды: основные отличия

Путем научных исследований выделены основные критерии, опираясь на которые, можно отнести космическое тело к категории планет или звезд:

  • Наиболее существенным отличием можно назвать то, что звезда, в отличие от планет, излучает энергию (тепло, свет) сама по себе. Планета же, выступая темным космическим телом, способна всего лишь отражать и преломлять лучи света, падающие на нее.
  • Также звезда отличается от планеты своей температурой. Её поверхность может нагреваться до отметки в 40 000 °C. Что уж говорить об участках, находящихся у самого центра космического тела, – там температура может исчисляться уже не тысячами, а миллионами.
  • Как правило, звезда не имеет своей орбиты, в то время как планеты Солнечной системы движутся по орбите, проходя вокруг Солнца. То же касается и других космических тел, таких как спутники планет, астероиды, метеориты, – все они вращаются вокруг нашего небесного светила.
  • Кстати говоря, у звезд не бывает спутников, чего не скажешь о большинстве планет, которые имеют, как минимум, один или несколько спутников сразу. Бесспорно, отсутствие спутника вовсе не указывает на принадлежность космического тела к категории звезд, ведь есть планеты, которые тоже не имеют “провожатых”, поэтому этот признак часто считают косвенным.
  • Отличается звезда от планеты и своим химическим составом. Если планета состоит, по большей части, из твердых частиц и соединений, то звезда содержит в себе, в основном, легкие химические элементы.
  • Еще одно довольно примечательное отличие – на поверхности любой звезды происходят ядерные и термоядерные реакции, которые сопровождаются взрывами и выбросом огромного количества энергии. Именно этими процессами и обуславливается способность звезд излучать свет и тепло. В то же время планетам вовсе не характерны подобного рода реакции, кроме некоторых исключений в виде ядерных планет, на которых могут происходить ядерные процессы, но их сила не идет ни в какое сравнение с реакциями, происходящими на поверхности звезд.
  • Стоит также упомянуть, что звезда, по обыкновению, превосходит в размерах и массе любую из планет, даже самую-самую крупную.

Верно ли утверждение, что Солнце – это звезда?

С уверенностью можно сказать, что Солнце – это самая настоящая звезда. Почему? Давайте рассмотрим факты.

  • Оно не отражает свет, а излучает энергию самостоятельно.
  • Поверхность нашего светила нагревается до 5 500 – 6 000 °C, а температура в ядре может достигать фантастической отметки в 15 000 000 °C.
  • Вокруг Солнца по орбите вращаются целых 8 планет, которые вместе с ним образуют так называемую Солнечную систему, а само оно, как известно, не имеет ни своей собственной орбиты, ни единого спутника.
  • 73% массы Солнца и целых 92% его объема – это водород, который является легким химическим элементом, 25% от массы и 7% от объема занимает гелий. И лишь ничтожный 1% занимают в составе светила другие элементы, такие как углерод, хром, кислород, азот, сера, никель, железо и другие.
  • Поверхность Солнца никогда не бывает спокойной, на ней с завидной периодичностью происходят термоядерные реакции, провоцирующие выбросы невероятного количества энергии. Именно благодаря этому мы ежедневно можем наслаждаться дневным светом и получать тепло от солнечных лучей.
  • Наверное, трудно поверить, но масса нашего светила составляет 99,86% от массы всей Солнечной системы, соответственно, оно в десятки, даже сотни тысяч раз превосходит в размерах любую из планет.
  • Солнце – это звезда, которую ученые отнесли к разряду желтых карликов за излучаемый ею, ровный желтый свет. Нашему светилу уже около 5 миллиардов лет, и оно считается четвертой по яркости звездой в Галактике. Остались ли у вас еще сомнения относительно вопроса о том, что же такое Солнце – это звезда или планета?

    Солнце — звезда нашей системы, самая древняя и ближняя к ней, к какому типу и классу относится, расстояние от Земли, рождение и движение

    Какой звездой является наше солнце – все о космосе

    Наша цивилизация существует не только благодаря тем уникальным физическим и климатическим условиям, которые присутствуют на планете Земля. Во многом этот уникальный баланс, само физическое существование земной жизни обязаны существованию Солнца – нашего главного светила. Свет и тепло — основа нашей жизни.

    В течение 4,5 млрд. лет Солнце регулярно встает на горизонте, после чего через 8-18 часов исчезает на западе

    Что мы знаем про звезду Солнце

    4,5 — 5 миллиардов лет существует тандем Земля – Солнце. Все это время наша планета пребывает в составе Солнечной системы, равномерно двигаясь по своей орбите вокруг центральной звезды.

    Почти круговая земная орбита позволяет нам регулярно видеть солнечный свет и чувствовать тепло самой близкой к нам звезды. В афелии Земля удаляется от центрального светила на расстояние 152 млн. км. В перигелии Солнце становится к нам ближе на 5 млн.

    км. Дистанция между двумя объектами составляет 147 млн. км.

    Состояние орбиты Земли вокруг Солнца. В афелии расстояние составляет 152 млн. км, в перигелии Земля приближается на расстояние в 147 млн. км.

    Более точные астрофизические параметры о ближайшей к нам звезде ученым удалось получить только с появлением специальных приборов, инструментов и приспособлений.

    Как и предполагалось, теплое и ласковое Солнце представляет собой колоссальных размеров газообразный огненный шар, скопление раскаленных до температуры в миллион градусов газов. В процессе изучения светила были использованы спектрограф и спектрогелиограф, коронограф, радиотелескопы.

    Наблюдать за раскаленной звездой в обычный телескоп не представляется возможным. Только благодаря снимкам, полученным с борта автоматических космических зондов и фотографиям, снятым с борта космического телескопа «Хаббл», нам удалось получить изображение лика Солнца.

    Наблюдаемый с Земли в оптический телескоп солнечный диск в момент прохождения через него Меркурия

    С Земли лик светила кажется нам не таким уж большим, какой он есть на самом деле. Видимый солнечный диск имеет поперечник всего 50-70 сантиметров.

    Если наблюдать за Солнцем с далекого Плутона, то центральная звезда Солнечной системы имела бы размеры обычной яркой звезды, каких сотни тысяч на земном ночном небосклоне. С поверхности Меркурия все будет выглядеть наоборот.

    Солнечный диск будет закрывать практически две трети небосклона планеты, обдавая поверхность планеты огненным жаром.

    Астрофизические параметры Солнца

    Реальные размеры звезды под именем Солнце в сравнении с остальными объектами Солнечной системы колоссальны. Только по объему Солнце будет в миллион триста тысяч раз больше Земли. Здесь с легкостью уместятся все планеты Солнечной системы, включая такие гиганты как Юпитер, Сатурн и Нептун. Объем Солнца составляет 1,40927·10²⁷ м³.

    Соответственно у такого крупного небесного тела и огромная масса. Весит оно 1,9885·10³⁰кг, что в 332 тыс. раз больше массы голубой планеты. Звезды тяжелее всех планет, спутников, астероидов и комет Солнечной системы вместе взятых.

    Что касается плотности, то звезда, состоящая из раскаленного газа, имеет плотность меньшую, чем у нашей планеты — 1,409 г/см³ против 5,51 г/см³.

    Сравнение размеров Солнца с планетами Солнечной системы. Потребуется 1 млн. 300 тыс. наших планет, чтобы достичь размеров нашей звезды.

    Диаметр солнечного диска составляет 1 млн. 384 тыс. километров.

    Этот параметр равен четырем расстояниям от Земли до Луны. Солнце является центром Солнечной системы, в состав которой входят 8 крупных планет, 5 карликовых планет, 184 естественных спутников.

    Помимо этого здесь также встречаются многочисленные астероиды и кометы с коротким периодом обращения.

    Месторасположение звезды Солнце в Галактике

    Если для Солнечной системы наша звезда является главным и центральным объектом, определяющим движение планет и других космических объектов, то в масштабах галактики Солнце является всего лишь маленькой пылинкой.

    Позиция, которую занимает звезда Солнце в масштабах галактики Млечный Путь

    Галактика Млечный Путь представляет собой плоский спиралевидный диск диаметром 100 тыс. – 120 тыс. световых лет. Толщина этого колоссального образования составляет 1000 световых лет.

    После того как ученым удалось более детально изучить строение родной галактики, оказалось, что у нее имеется четыре огромных рукава. В одном из ответвлений рукава Стрельца и располагается Солнце со своей звездной свитой. Ориентировочно звезда находится на расстоянии 26 тыс.

    световых лет от центра галактики.

    По мнению ученых, эта галактическая область отличается достаточным спокойствием, чего не скажешь о центральных областях Млечного Пути. Звездные скопления, в которых пребывает родная для нас звезда, не достаточно плотны.

    Силы гравитации на данном участке Млечного Пути действуют сбалансировано и размерено, о чем свидетельствует довольно спокойное существование Солнечной системы на протяжении миллиардов лет. В масштабах космоса Солнце  — сравнительно небольшое небесное тело.

    Звезда относится к классу желтых карликов, которым уготована спокойная и размеренная долгая звездная жизнь. Что касается видимого спектра, то Солнце относится к звездам спектрального класса G2V.

    Солнце в окружении других небесных объектов, которые населяют рукава Стрельца-Лебедя

    На детальной модели хорошо видны окрестности нашей звезды и ее окружение. Ближайшей соседкой Солнца является красный карлик Проксима, входящий в тройную звездную систему Альфа Центавра.

    Лететь до этой звезды придется четыре световых года. Хорошо знакомый астрономам Сириус расположился в два раз дальше, в 8 световых годах от нашей Солнечной системы.

    Ближайшей крупной звездой сегодня считается красный сверхгигант Бетельгейзе, который находится от нас на расстоянии 570 световых лет.

    Скоростные и орбитальные параметры звезды Солнце следующие:

    • скорость движения Солнца вокруг центральной части галактики Млечный Путь составляет 217 км/с;
    • период полного оборота нашей звезды вокруг центра галактики составляет 226 млн. лет;
    • за время своего существования Солнце только 20 раз совершило полный оборот вокруг центра галактики.

    Что касается возраста Солнца, то наша звезда сейчас пребывает в середине главной последовательности, находясь в зрелом возрасте. На финальном этапе своей карьеры, через 4-5 млрд.

    лет Солнце превратится в красный гигант, который будет медленно затухать и станет в дальнейшем белым карликом. Вероятно, что через десятки млрд.

    лет Вселенная озарится вспышкой сверхновой, после которой со звездной карты исчезнет звезда под именем Солнце.

    Месторасположение Солнца в главной последовательности, соответствующее спектральному классу светимости G

    Строение Солнца: краткая характеристика внешних слоев звезды

    Что касается самой звезды, то наше Солнце относится к разряду нормальных звезд, масса которых позволяет сохранять устойчивость в течение длительного времени. Видимая поверхность звезды представляет собой область излучения и называется фотосферой.

    Глубина этого слоя составляет несколько сот километров и располагается он сразу за зоной конвекции. Фотосфера является источником солнечной радиации, которая распространяется в космическое пространство во все стороны.

    Время, затрачиваемое на путь солнечной радиации к Земле, равняется восьми минутам. По своему составу фотосфера нашего светила неоднородна. Она представляет собой многочисленные яркие и горячие ячейки, чередующиеся с темными пятнами и яркими факелами.

    Последние являются продуктом деятельности сильнейшего магнитного поля звезды.

    Поверхностные слои Солнца: фотосфера, нижняя хромосфера, верхняя хромосфера и корона

    Следом за фотосферой находится хромосфера. Эта область имеет толщину в 2000 км и гораздо горячее фотосферы.

    Именно в этой области происходят активные процессы, оказывающие влияние на все объекты Солнечной системы, включая нашу Землю.

    Здесь рождаются хорошо известные солнечные протуберанцы — горячие выбросы звездной материи.

    Наличие короны — главная отличительная черта звезды, которая находится в возрасте своей зрелости

    Солнечная корона — самый верхний слой атмосферы звезды. Здесь господствуют колоссальные температуры, которые достигают значений в миллион Кельвинов.

    Чем дальше от границы хромосферы, тем выше температура. На расстоянии в 70 тыс. километров от мнимой поверхности Солнца температура ионизированного газа достигает двух миллионов Кельвинов.

    Оптическая граница короны хорошо видна на расстоянии в 10-20 солнечных радиусов.

    Описание структуры Солнца

    Солнце на три четверти состоит из молекулярного водорода, который является главным ядерным топливом. Менее 25% приходится на гелий и только один процент приходится на азот, углерод и кислород.

    Огромное давление, вызываемое силами внутренней гравитации, запустили цепную термоядерную реакцию миллиарды лет назад.

    Огромные запасы водорода являются залогом долгой жизни нашего светила. До тех пор, пока происходит термоядерный синтез, звезда Солнце горит и живет. Вся система находится в устойчивом и сбалансированном виде.

    Расщепляясь в ходе сложных химических и термодинамических процессов на атомы, водород превращается в протоны и электроны.

    Для этого процесса необходимо колоссальное давление, которое в 340 млрд. раз превышает давление земной атмосферы. Для запуска термоядерной реакции необходима и высокая температура, составляющая в недрах Солнца 115 млн. градусов Цельсия. Давление внешних слоев звезды компенсируется давлением, испускаемым солнечным ядром. В противном случае звездная материя обрушилась бы к центру звезды.

    В процессе реакции при температуре 10-14 млн градусов Цельсия горение водорода сопровождается следующими процессами. Из четырех ядер водорода образуется одно ядро гелия. Этот процесс сопровождается колоссальным выделением тепловой и световой энергии.

    Важен момент, который характеризует мощность, выделяемую Солнцем.

    Равномерное горение ядерного топлива обеспечивает спокойное существование звезды в течение миллиардов лет. Другими словами, скорость преобразования тепловой и световой энергии у нашей звезды меньше удельной мощности тепловыделения живого человека. По мере выработки водородного топлива в составе звездной материи звезда начнет расширяться.

    Размер звезды значительно вырастет, переведя Солнце в категорию красных гигантов. Вместо затухающих термоядерных реакций деления водорода в дело вступят реакции горения гелия. В результате деления гелия образуются углерод и кремний. Расширение звезды будет продолжаться до тех пор, пока собственные силы тяжести Солнца не смогут удерживать звездный газ.

    На месте красного гиганта возникает планетарная туманность, в центре которой останется белый карлик — обнажившееся ядро бывшей звезды.

    Эволюция Солнца в главной последовательности. Рождение из протозвезды — нынешнее состояние зрелости — фаза красного гиганта — планетарная туманность и белый карлик.

    Благодаря современным достижениям науки учеными-астрофизикам и ядерщикам удалось более детально подойти к изучению звезд.

    Солнце, самая ближайшая к нам звезда, предоставляет для этого все необходимые условия. Исследуя наше главное светило, мы можем получить представление о том, чем живет звезда и какие процессы происходят в ее недрах.

    Чем больше мы продвигаемся в вопросах изучения Солнца, тем проще нам будет понять те процессы, которые происходят уже в масштабах галактики и Вселенной.

    Рядовая звезда: как Солнце влияет на нашу планету и что с ним будет к концу жизни

    Какой звездой является наше солнце – все о космосе

    «Космос. От Солнечной системы вглубь Вселенной»

    Солнце — центральное светило, вокруг которого обращаются все планеты и малые тела Солнечной системы. Это не только центр тяготения, но и источник энергии, обеспечивающий тепловой баланс и природные условия на планетах, в том числе жизнь на Земле.

    Движение Солнца относительно звезд (и горизонта) изучалось с древних времен, чтобы создавать календари, которые люди использовали, прежде всего, для сельскохозяйственных нужд. Григорианский календарь, в настоящее время используемый почти повсюду в мире, является по существу солнечным календарем, основанным на циклическом обращении Земли вокруг Солнца*.

    Визуальная звездная величина Солнца равна 26,74, и оно является самым ярким объектом на нашем небе.

    Солнце — рядовая звезда, находящаяся в нашей галактике, называемой просто Галактика или Млечный Путь, на расстоянии ⅔ от ее центра, что составляет 26000 световых лет, или ≈10 кпк, и на расстоянии ≈25 пк от плоскости Галактики.

    Оно обращается вокруг ее центра со скоростью ≈220 км/с и периодом 225–250 миллионов лет (галактический год) по часовой стрелке, если смотреть со стороны северного галактического полюса. Орбита является, как предполагают, приблизительно эллиптической и испытывает возмущения галактических спиральных рукавов из-за неоднородных распределений звездных масс.

    Кроме того, Солнце совершает периодические перемещения вверх и вниз относительно плоскости Галактики от двух до трех раз за оборот. Это приводит к изменению гравитационных возмущений и, в частности, оказывает сильное влияние на устойчивость положения объектов на краю Солнечной системы.

    Это служит причиной вторжения комет из Облака Оорта внутрь Солнечной системы, что ведет к увеличению ударных событий. Вообще же, с точки зрения различного рода возмущений, мы находимся в довольно благоприятной зоне в одном из спиральных рукавов нашей Галактики на расстоянии ≈ ⅔ от ее центра.

    *Григорианский календарь, как система исчисления времени, был введен в католических странах папой римским Григорием XIII 4 октября 1582 года взамен прежнего юлианского календаря, и следующим днем после четверга 4 октября стала пятница 15 октября. Согласно григорианскому календарю продолжительность года равна 365,2425 суток и 97 из 400 лет — високосные.

    В современную эпоху Солнце расположено вблизи внутренней стороны рукава Ориона, перемещаясь внутри Местного Межзвездного Облака (ММО), заполненного разреженным горячим газом, возможно остатком взрыва сверхновой.

    Эту область называют галактической обитаемой зоной.

    Солнце движется в Млечном Пути (относительно других близких звезд) по направлению к звезде Вега в созвездии Лира под углом приблизительно 60 градусов от направления к галактическому центру; его называют движением к апексу.

    Интересно, что, так как наша Галактика также перемещается относительно космического микроволнового фонового излучения (CMB— Cosmic Microvawe Background) со скоростью 550 км/с в направлении созвездия Гидры, результирующая (остаточная) скорость Солнца относительно CMB составляет около 370 км/с и направлена к созвездию Льва.

    Заметим, что Солнце в своем движении испытывает небольшие возмущения от планет, прежде всего Юпитера, образуя с ним общий гравитационный центр Солнечной системы — барицентр, расположенный в пределах радиуса Солнца.

    Каждые несколько сотен лет барицентрическое движение переключается от прямого (проградного) к обратому (ретроградному).

    * Согласно теории звездной эволюции, менее массивные звезды, чем Т Тельца, также переходят к MS по этому треку.

    Солнце сформировалось примерно 4,5 млрд лет назад, когда быстрое сжатие облака молекулярного водорода под действием гравитационных сил привело к образованию в нашей области Галактики переменной звезды первого типа звездного населения — звезды типа T Тельца (T Tauri).

    После начала в солнечном ядре реакций термоядерного синтеза (превращения водорода в гелий) Солнце перешло на главную последовательность диаграммы Герцшпрунга–Рассела (ГР).

    Солнце классифицируется как желтая карликовая звезда класса G2V, которая кажется желтой при наблюдении с Земли из-за небольшого избытка желтого света в ее спектре, вызванного рассеянием в атмосфере синих лучей. Римская цифра V в обозначении G2V означает, что Солнце принадлежит главной последовательности ГР-диаграммы.

    Как предполагают, в самый ранний период эволюции, до момента перехода на главную последовательность, оно находилось на так называемом треке Хаяши, где сжималось и, соответственно, уменьшало светимость при сохранении примерно той же самой температуры*.

    Следуя эволюционному сценарию, типичному для звезд низкой и средней массы, находящихся на главной последовательности, Солнце прошло примерно половину пути активной стадии своего жизненного цикла (превращения водорода в гелий в реакциях термоядерного синтеза), составляющего в общей сложности примерно 10 млрд лет, и сохранит эту активность в течение последующих приблизительно 5 млрд лет. Солнце ежегодно теряет 10 14 своей массы, а суммарные потери на протяжении всей его жизни составят 0,01%.

    По своей природе Солнце — плазменный шар диаметром приблизительно 1,5 млн км. Точные значения его экваториального радиуса и среднего диаметра составляют соответственно 695 500 км и 1 392 000 км. Это на два порядка больше размера Земли и на порядок больше размера Юпитера.

    […] Солнце вращается вокруг своей оси против часовой стрелки (если смотреть с Северного полюса мира), скорость вращения внешних видимых слоев составляет 7 284 км/час. Сидерический период вращения на экваторе равен 25,38 сут., в то время как период на полюсах намного длиннее — 33,5 сут., т. е.

    атмосфера на полюсах вращается медленнее, чем на экваторе. Это различие возникает из-за дифференциального вращения, вызванного конвекцией и неравномерным переносом масс из ядра наружу, и связано с перераспределением углового момента.

    При наблюдении с Земли кажущийся период вращения составляет приблизительно 28 дней. […]

    Фигура Солнца почти сферическая, ее сплюснутость незначительная, всего 9 миллионных долей. Это означает, что его полярный радиус меньше экваториального только на ≈10 км. Масса Солнца равна ≈330 000 масс Земли […]. Солнце заключает в себе 99,86% массы всей Солнечной системы. […]

    Спустя примерно 1 млрд лет после выхода на Главную последовательность (по оценкам между 3,8 и 2,5 млрд лет тому назад) яркость Солнца увеличилась примерно на 30%. Совершенно очевидно, что с изменением светимости Солнца напрямую связаны проблемы климатической эволюции планет.

    Особенно это касается Земли, температура на поверхности которой, необходимая для сохранения жидкой воды (и, вероятно, происхождения жизни), могла быть достигнута только за счет более высокого содержания в атмосфере парниковых газов, чтобы компенсировать низкую инсоляцию. Эта проблема носит название «парадокса молодого Солнца».

    В последующий период яркость Солнца (также как и его радиус) продолжали медленно расти. По существующим оценкам, Солнце становится приблизительно на 10% ярче каждые один миллиард лет. Соответственно, поверхностные температуры планет (включая температуру на Земле) медленно повышаются.

    Примерно через 3,5 млрд лет от настоящего времени яркость Солнца возрастет на 40%, и к этому времени условия на Земле будут подобны условиям на сегодняшней Венере. […]

    К концу своей жизни Солнце перейдет в состояние красного гиганта. Водородное топливо в ядре будет исчерпано, его внешние слои сильно расширятся, а ядро сожмется и нагреется. Водородный синтез продолжится вдоль оболочки, окружающей гелиевое ядро, а сама оболочка будет постоянно расширяться.

    Будет образовываться все большее количество гелия, и температура ядра будет расти. При достижении в ядре температуры ≈100 миллионов градусов начнется горение гелия с образованием углерода.

    Это, вероятно, заключительная фаза активности Солнца, поскольку его масса недостаточна для начала более поздних стадий ядерного синтеза с участием более тяжелых элементов — азота и кислорода. Из-за сравнительно небольшой массы жизнь Солнца не окончится взрывом сверхновой звезды.

    Вместо этого будут происходить интенсивные тепловые пульсации, которые заставят Солнце сбросить внешние оболочки, и из них образуется планетарная туманность.

    В ходе дальнейшей эволюции образуется очень горячее вырожденное ядро—белый карлик, лишенный собственных источников термоядерной энергии, с очень высокой плотностью вещества, который будет медленно охлаждаться и, как предсказывает теория, через десятки миллиардов лет превратится в невидимый черный карлик. […]

    Солнечная активность

    Солнце проявляет различные виды активности, его внешний вид постоянно изменяется, как свидетельствуют многочисленные наблюдения с Земли и из космоса. Самым известным и наиболее выраженным является 11-летний цикл солнечной активности, которая ориентировочно соответствует числу солнечных пятен на поверхности Солнца.

    Протяженность солнечных пятен может достигать в поперечнике десятков тысяч километров. Обычно они существуют в виде пар с противоположной магнитной полярностью, которая чередуется каждый солнечный цикл и достигает пика в максимуме активности вблизи солнечного экватора.

    Как уже упоминалось, солнечные пятна темнее и холоднее, чем окружающая поверхность фотосферы, потому что они являются областями пониженной энергии конвективного переноса из горячих недр, подавляемого сильными магнитными полями.

    Полярность магнитного диполя Солнца меняется каждые 11 лет таким образом, что северный магнитный полюс становится южным, и наоборот. Помимо изменения солнечной активности внутри 11-летнего цикла, определенные изменения наблюдаются от цикла к циклу, поэтому выделяют также 22-годичные и более длинные циклы.

    Нерегулярность цикличности проявляется в виде растянутых периодов минимума солнечной активности с минимальным числом солнечных пятен в течение нескольких циклов, подобно наблюдавшейся в семнадцатом столетии. Этот период известен как Маундеровский минимум, который оказал сильное воздействие на климат Земли.

    Некоторые ученые полагают, что, в этот период Солнце проходило через 70-летний период активности с почти полным отсутствием солнечных пятен. Напомним, что необычный солнечный минимум был отмечен в 2008 г. Он продолжался намного дольше и с более низким числом солнечных пятен, чем обычно.

    Это означает, что повторяемость солнечной активности на протяжении десятков и сотен лет является, вообще говоря, неустойчивой. Кроме того, теория предсказывает возможность существования магнитной неустойчивости в ядре Солнца, которая может вызывать колебания активности с периодом в десятки тысяч лет. […]

    Наиболее характерными и зрелищными проявлениями солнечной активности являются солнечные вспышки, выбросы корональной массы (CME) и солнечные протонные события (SPE). Степень их активности тесно связана с 11-летним солнечным циклом.

    Эти явления сопровождаются выбросами огромного количества протонов и электронов высоких энергий, значительно повышая энергию «более спокойных» частиц солнечного ветра.

    Они оказывают громадное влияние на процессы взаимодействия солнечной плазмы с Землей и другими телами Солнечной системы, в том числе на вариации геомагнитного поля, верхнюю и среднюю атмосферу, явления на земной поверхности. Состояние солнечной активности определяет космическую погоду, которая влияет на нашу природную среду и на жизнь на Земле. […]

    По существу вспышка является взрывом, и это грандиозное явление проявляется как мгновенное и интенсивное изменение яркости в активной области на поверхности Солнца.

    […] выделение энергии мощной солнечной вспышки может достигать […] ⅙ энергии, выделяемой Солнцем в секунду, или 160 млрд мегатонн в тротиловом эквиваленте.

    Примерно половину этой энергии составляет кинетическая энергия корональной плазмы, а другую половину — жесткое электромагнитное излучение и потоки высокоэнергичных заряженных частиц.

    Вспышка может продолжаться около 200 минут, сопровождаясь сильными изменениями интенсивности рентгеновского излучения и мощным ускорением электронов и протонов, скорость которых приближается к скорости света.

    В отличие от солнечного ветра, частицы которого распространяются до Земли более суток, частицы, генерируемые во время вспышек, достигают Земли за десятки минут, сильно возмущая космическую погоду.

    Эта радиация чрезвычайно опасна для космонавтов, даже находящихся на околоземных орбитах, не говоря уже о межпланетных перелетах.

    Еще более грандиозными являются выбросы корональной массы, представляющие собой наиболее мощное явление в Солнечной системе. Они возникают в короне в виде взрывов огромных объемов солнечной плазмы, вызываемых пересоединением силовых линий магнитного поля, в результате чего происходит выделение огромной энергии.

    Некоторые из них связаны с солнечными вспышками или имеют отношение к солнечным протуберанцам, извергаемым с солнечной поверхности и удерживаемым магнитными полями. Выбросы корональной массы случаются периодически и состоят из очень энергичных частиц.

    Сгустки плазмы, образующие гигантские плазменные пузыри, расширяющиеся наружу, выбрасываются в космическое пространство. Они заключают в себе миллиарды тонн материи, распространяющейся в межпланетной среде со скоростью ≈1000 км/с и образующей на фронте отошедшую ударную волну.

    Выбросы корональной массы ответственны за мощные магнитные бури на Земле. […] С корональными выбросами еще больше, чем с солнечными вспышками, связан приток высокоэнергичной проникающей радиации. […]

    Взаимодействие солнечной плазмы с планетами и малыми телами оказывает на них сильное влияние, прежде всего на верхнюю атмосферу и магнитосферу—собственную или индуцированную, в зависимости от того, обладает ли планета магнитным полем.

    Такое взаимодействие называют солнечно-планетными (для Земли—солнечно-земными) связями, существенно зависящими от фазы 11-летнего цикла и других проявлений солнечной активности.

    Они приводят к изменениям формы и размеров магнитосферы, возникновению магнитных бурь, вариациям параметров верхней атмосферы, росту уровня радиационной опасности.

    Так, температура верхней атмосферы Земли в диапазоне высот 200–1000 км возрастет в несколько раз, от ≈400 до ≈1500K, а плотность изменяется на один–два порядка величины. Это сильно влияет на время жизни искусственных спутников и орбитальных станций. […]

    Наиболее зрелищным проявлением воздействия солнечной активности на Землю и другие планеты с магнитным полем являются полярные сияния, наблюдаемые на высоких широтах.

    На Земле возмущения на Солнце приводят также к нарушению радиосвязи, воздействию на высоковольтные линии электропередач (блэкауты), подземные кабели и трубопроводы, работу радиолокационных станций, а также повреждают электронику космических аппаратов.

    Adblock
    detector