Солнце. О солнце википедия
ru-wiki.ru
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Желтый карлик | |
| Спектральный класс | G2V |
| Средний диаметр фотосферы | 1,392×109м(109 диаметров Земли) |
| Гравитационный радиус внешней оболочки | 1,9×109м |
| Средний радиус ядра | 1,73×108м |
| Гравитационный радиус ядра | 1,9×108м |
| Экваториальный радиус фотосферы | 6,957×108м |
| Длина окружности экватора фотосферы | 4,37×109м |
| Полярное сжатие | 9×10−6 |
| Площадь видимой сферической поверхности | 6,079×1018 м²(11 917,607 площадей Земли) |
| Объём видимой сферы | 1,4097×1027м³(1 301 018,805 объёмов Земли) |
| Масса | 5,07×1032кг |
| Средняя плотность | ~360 гр/см³ |
| Среднее давление | ~4,5×106атм |
| Температура отраженного излучения поверхностью фотосферы | ~6000 К |
| Температура короны | ~1 500 000 К |
| Температура внешней оболочки | ~2 000 000 К |
| Температура средней оболочки | ~4 500 000 К |
| Температура оболочки ядра | ~13 500 000 К |
| Светимость | 3,846×1026Вт (~3,75×1028Лм) |
| Яркость | 2,009×107 Вт/м²/ср |
| Водород | 73,46 % |
| Гелий | 24,85 % |
| Кислород | 0,77 % |
| Углерод | 0,29 % |
| Железо | 0,16 % |
| Неон | 0,12 % |
| Азот | 0,09 % |
| Кремний | 0,07 % |
| Магний | 0,05 % |
| Сера | 0,04 % |
| Калий | 0,01 % |
| Хром | 0,01 % |
Солнце, как звезда, является звездой из звёздного класса – желтый карлик, звездой как минимум третьего поколения, сформированная из остатков звёзд первого и второго поколения, что определяет все параметры Солнца.
Цвет звездного класса – желтый карлик определяется параметрами цветовой температуры этих звезд, а именно не только отраженным излучением внешней оболочкой, температура которого приблизительно достигает 6 000 К, что является косвенным отражением происходящих процессов внутри этих звезд. Основной процесс Солнца, это медленная термоядерная реакция в нижнем температурном пределе при участии гелия, как основного топлива, непосредственно влияет на температуру отраженного излучения внешней оболочкой звезды. Свет Солнца желтый на Земле не только потому, что атмосфера Земли рассеивает солнечный свет, удаляя больший процент коротких волн света - синий и фиолетовый, и оставляя белый, красный, оранжевый и желтый, а потому, что действительно желтых фотонов больше чем всех остальных.
В действительности, фотоны и другие элементарные частицы, что достигают поверхности планеты Земля, начинают свой путь от центра Солнца, от солнечного ядра, где происходит излучение свободных частиц, и испускаемые в короне Солнца, где происходит их выброс, путешествуют от центра до короны Солнца примерно миллион лет и даже намного больше. Это время путешествия элементарных частиц определяется плотностью звёздного вещества, которая на порядок выше, чем у любых газовых гигантских планет.
Строение Солнца[править]
Солнце, как любая звезда имеет звёздное строение, можно определить основные части звезды, которые для всех звёзд одинаковы:
- Корона
- Внешняя оболочка
- Средняя оболочка
- Ядро
Корона[править]
Корона любой звезды, хромосфера, как и корона Солнца, представляет собой ионизированную плазму, в которой появляются коронарные петли, и происходят коронарные выбросы. Корона любой звезды, как и солнечная корона, это разряженная сфера из элементарных заряженных частиц, которые выбрасываются коронарными всплесками в окружающее пространство. Коронарные выбросы Солнца обобщенно называют – Солнечный ветер, но на самом деле, коронарные выбросы это потоки заряженных частиц, что является разными излучениями.
В короне Солнца образуются коронарные петли только благодаря своеобразным пятнам на внешней оболочке звезды. Солнечные пятна, это холодные участки внешней оболочки Солнца, и они бывают маленькие, и гигантских размеров, что их видно через телескопы с Земли. Поток свободных заряженных частиц исходящих из солнечного пятна принимается второй частью пятна, как полюсом магнита. И потоки свободных заряженных частиц не могут миновать этот полюс, что притягивает их на расстоянии нескольких сотен тысяч километров к себе.
Солнечные пятна и протуберанцы в солнечной короне. Коронарные петли в короне Солнца настолько огромны, что планета Земля может спокойно пройти сквозь коронарную петлю, и до самой петли во всех направлениях будет расстояние из нескольких десятков земных диаметров. В Солнечной короне в основном только при движении пятен происходит пересечение или скручивание коронарных петель, из-за чего коронарные петли разрываются или делятся, излучая потоки заряженных частиц. Коронарные выбросы настолько могут быть мощными, что их видно с Земли, и простираются на огромное расстояние, на 500 тысяч километров и более.
Чтобы представить себе коронарные петли Солнца, достаточно увидеть поток заряженных частиц в любой лучевой трубке, в частности электронов, и в основном это хорошо видно в неоновой рекламе, когда от одного электрода частицы летят до другого, и видно это посредством того, что электроны с высокого энергетического уровня при переходе на низший энергетический уровень излучают фотоны. Конечно, пересечения коронарных петель можно увидеть глядя на Солнце, как и скручивание коронарных петель или их пересечение, и если постараться осуществить такое экспериментально в газовой среде, то можно получить выброс свободных электронов, которые теряют связь с общим потоком, что и происходит в солнечной короне.
Солнечные пятна настолько магнитные в своем физическом аспекте, что притягивают к себе все заряженные или нейтральные частицы, которые находятся в пределах магнитного поля пятен. При наблюдении за солнечными пятнами, пятна кажутся провалами во внешней оболочке звезды, на самом деле, пятна не излучают ни одной частицы в пространство, пятна поглощают любые частицы, хоть и испускают частицы от одного пятна к другому, с противоположным магнитным полюсом. Поэтому, высвобождение заряженных частиц происходит посредством пересечения двух коронарных петель или скручиванием одной коронарной петли.
По коронарным выбросам можно определить весь состав любой звезды, и в частности Солнца. Как и был открыт такой химический элемент – Гелий. Но, в коронарных выбросах Солнца присутствует не только информация о наличии гелия, а так же о наличии всех составляющих Солнца, от водорода и его изотопов, до железа и его изотопов, естественно, что процент содержания всех химических элементов в составе звезды разный. Что обнаружили астрономы и ученые при наблюдениях за короной Солнца.
Образование пятен на Солнце, в связи, с чем возникают коронарные петли из заряженных частиц, и разрыв и скручивание коронарных петель, что образует потоки заряженных частиц в пространство, не зря связывают с магнитными бурями и прочим, ибо заряженные частицы через восемь с лишним минут достигают планеты Земля. Образование пятен на Солнце естественно говорит о солнечной активности, и чем больше пятна, и чем их больше, тем активность звезды выше, и сильнее влияние Солнца во многих процессах планет Солнечной системы. А, сама активность Солнца взаимосвязана с влиянием гравитации окружающих планет, со спутниками Солнца.
Внешняя оболочка[править]
Поверхность Солнца. Внешняя оболочка Солнца начинается с фотосферы, с видимого слоя поверхности Солнца, толщина видимого слоя в пределе от 100 до 400 км, и потому, что это определяют своеобразные гранулы на поверхности внешней оболочки Солнца. Можно представить какого грандиозного размера эти гранулы на поверхности внешней оболочки Солнца. И именно на внешней оболочке Солнца исходят все потоки частиц, и благодаря только пятнам на оболочке звезды, потому, что сама внешняя оболочка ничего не излучает, а только поглощает или отражает десятые доли процента частиц. Температура отраженного излучения поверхностью Солнца, фотосферой, колеблется от 4400 до 6600 К, а в реальности температура оболочки в 230 раз больше, и этому феномену есть обоснование – абсолютно черное тело.
Такой феномен в поверхности Солнца и температуры отраженного излучения вполне понятен, звезда поглощает все частицы, которые задействуются в коронарных петлях, но, испускаемые фотоны частицами при переходе с высокого уровня вне компетенции Солнца, хоть и большую часть этих фотонов поверхность звезды поглощает, мизерная часть фотонов всё-таки отражается в пространство, и формирует неправильную картину температуры поверхности. Если вспомнить Джеймса Максвелла и Макса Планка, желательно их труды по температуре излучения и сопутствующие этому труды физиков, там, доходчиво объясняют, что температуру тела мы узнаем по излучению частиц этим телом. И, если рассматривать абсолютно черное тело, истинную температуру по излучению просто и не узнаем, так, как этого нет, а по отраженной температуре излучения можно узнать многое, как и узнают класс звезды, процессы и их интенсивность, и даже параметры её существования, что и отражается цветом звезды, а в астрономическом мире звезды классифицируются именно по цвету отраженного излучения внешней оболочкой звезды. И, это не единственный подарок феноменов от нашего Солнца, звезда путает ученых во многом, и частой путаницей является флоккулы.
Флоккулы, это отклонение потока отраженных элементарных частиц от поверхности фотосферы Солнца, что обосновано магнетизмом формирующихся солнечных пятен или сформировавшихся солнечных пятен на поверхности солнечной фотосферы. Такое искривление вполне можно создать опытным путем, если с обратной стороны плазменной панели поместить сильный источник магнетизма, образно говоря сильный магнит, и изображение на плазменной панели исказится из-за влияния магнетизма, что рассчитано Френелем и дополнено выкладками Максвелла. Точно так же искажается траектория отраженных потоков элементарных частиц от поверхности фотосферы в пределах солнечных пятен, вызывая искажения именуемые флоккулами. И, если знать электромагнитное отклонение потока частиц, эффект флоккул будет совершенно понятен.
Внешняя оболочка Солнца, с зоной конвекции, составляет большую часть светила. По этой оболочке и определяют размеры Солнца. Внешняя оболочка любой звезды состоит в основном из водорода, тяжелых изотопов водорода 2H и 3H, и изотопа гелия 3He, а чем ярче классом звезда, тем больше её внешняя оболочка, следовательно, больше первичного топлива – водорода. Наличие водорода в звезде определяет её цвет, чем больше водорода, тем ярче звезда, и чем меньше водорода, тем темнее звезда, что только не относится к звездам, которые перешли рубеж красных гигантов.
По цвету и размеру звезды можно определить её срок жизни, и, как Солнцу отведены 9,5 – 10 миллиардов лет жизни, что в человеческом понимании почти бесконечность, а в понимании звёзд возраст достаточный. Это потому, что основное топливо – водород, расходуется медленно, звезда не горит интенсивно и в яростном ритме, а когда Солнце доживет до возраста красного гиганта, возраста смерти или перерождения в белого карлика, через четыре с половиной миллиарда лет планета Земля будет пожилая старушка.
Единственное, что могут ученые предположить о появлении темных пятен на Солнце, это активная конвекция в верхней оболочке звезды, а от чего это зависит, ещё предстоит узнать и решить. Для этого круглосуточно ведётся наблюдение за Солнцем с помощью разных спутников, получаются снимки светила в разных волновых диапазонах, и сопоставляются данные вековых наблюдений, ещё со времен Галилея, и даже данных до этого времени. Благодаря не столь магнитным свойствам поверхности Солнца, что не скажешь о свойствах солнечных пятен, любые наблюдения за фотосферой возможны, и можно увидеть поверхность внешней оболочки, и исследовать поверхность солнечной фотосферы.
Средняя оболочка[править]
Средняя оболочка Солнца состоит из более тяжелых газов, начиная с гелия 4He, заканчивая аргоном. Именно средняя оболочка Солнца является основным элементом топливной системы звезды. Из внешней оболочки забирается водород, в конвективной зоне средней оболочки производится его полураспад и подача частиц полураспада к ядру, чтобы получить тяжелые газы и тяжелые элементы, вплоть до железа, и свободные частицы, которые через миллионы или миллиард лет выбросит корона. В солнечной короне обнаружены следы не только легких элементов, что легче железа, и само железо, а и более тяжелые элементы, тяжелее железа, и это говорит, что Солнце - звезда не первого и не второго поколения.
Тяжелые газы в средней оболочке Солнца, как и любой звезды, распределяются по мере их плотности, и чтобы термоядерный синтез протекал медленно, водород из внешнего слоя звезды экономично расходовался ядерной реакцией в верхнем слое металлического ядра, значимую роль играют инертные газы. Эта прослойка из инертных газов – залог долгой жизни звезд класса желтый карлик, как и Солнца относящемуся к этому классу. Так год за годом, тысячелетиями, миллионами и миллиардами лет, средняя оболочка размеренно поставляет водород, как топливо, и, расходуя собственно и свой запас газов ради увеличения запасов кислорода и формирования ядра.
Ядро[править]
Температура конвективной зоны средней оболочки возле ядра настолько огромная, что дает возможность формировать тяжелые газы и тяжелые элементы, и даже железо, при помощи нуклеосинтеза. Гравитационный радиус, отделяющий зону ядерного синтеза от оболочки ядра, способствует целостности ядра, ведь никаких инертных или других газов в этих пределах не наблюдается, а это ядерная кузница сердца звезды.
Все тяжелые элементы литий, бериллий, натрий, магний, калий и кальций участвуют в ядерном синтезе других тяжелых элементов и самого железа, получая элементарные частицы от полураспада водорода и тяжелых газов из внешней и средней оболочки. Отходом ядерного синтеза является озон, трехатомный кислород, который до поры откладывается в средней оболочке звезды. Постепенно сжигая водород и другие газы, Солнце увеличивает своё ядро и количество кислорода в средней оболочке, что будет продолжаться ещё четыре с половиной миллиарда лет, а может немного дольше.
Когда истощатся запасы водорода, Солнце перейдет в класс звезд – красный гигант, когда кислородная оболочка раздуется до пределов возможно земной орбиты, Солнце перейдет на кислород, как топливо, продолжая образовывать ядро из остатков термоядерного топлива, в особенности внешнюю оболочку ядра. Так вся жизнь Солнца проходит ради формирования ядра, чтобы по истечении термоядерного топлива переродится в белого карлика.
Плотность и Масса Солнца[править]
Энциклопедические данные относительно плотности и массы Солнца либо очень занижены, либо чрезмерно завышены. Ведь Солнце сжигает миллион кубических метров водорода за один присест, за цикл солнечной активности. А, говорить, что плотность Солнца, в особенности плотность внешней оболочки даже два грамма на сантиметр кубический, это предречь Солнцу жить всего три миллиарда лет или менее того. Так же, говорить, что Плотность Солнца выше на два порядка, чем у газовых гигантов, это просто не понимание, что при такой плотности существуют только белые карлики и магнитные звёзды.
Плотность[править]
Если плотность газовых гигантов формируют только газы, то, плотность Солнца формируют газы и другие элементы периодической таблицы Менделеева, известно даже все эти элементы звезды, по излучениям солнечной короны. Следовательно, из-за огромной гравитации, что создает давление чуть большее, чем у газовых гигантов, плотность Солнца на порядок выше, и средняя плотность Солнца рана примерно 360 грамм на сантиметр кубический, или немногим чуть выше. Из этой плотности можно посчитать и массу Солнца.
Такое давление в недрах Солнца вполне обоснованно, тем, что давление в газовых гигантах, планетах, достигает 2 - 2,5 миллиона атмосфер, а с меньшим давлением существование газовых планет - невозможно, как и невозможно с таким давлением существование звезд, для этого необходимо давление во много раз большее, чтобы зажечь медленной термоядерной реакцией газовую оболочку. Поэтому, плотность звезд намного больше плотности газовых планет. И, когда указывают плотность Солнца в 1,4 грамма на кубический сантиметр, знайте, что по данным плотности достигнутой в термоядерной бомбе, плотность изотопов водорода была настолько большой, чтобы быть достаточной для термоядерного синтеза, а, с данной плотностью только газово-пылевые облака и обходятся, но только не газовые планеты и особенно звёзды.
Прямо говоря, 1,4 грамма на кубический сантиметр это плотность песка или каменного угля, но Солнце не из песка и не из каменного угля состоит, а из газов и элементов тяжелых, которые сжаты давлением до созидания медленного термоядерного синтеза, а у этого вещества плотность больше чем на два порядка (102), чем у песка и угля. Про каменный уголь, как составляющий элемент Солнца, было в средневековье, но ныне XXI век, век знаний и расширения их, век ядерной физики, и надо относиться к звездам соответственно этому.
Масса[править]
Используя обычную формулу, чтобы посчитать массу Солнца:
Достаточно только подставить известные значения, объем и плотность Солнца, и получить массу Солнца равную – 5,07×1032 кг.
Примером для массы Солнца может быть детский вопрос:
Сколько весит один кубометр Солнца?И, ученые отвечают на это путаясь в собственных данных. Рассмотрим сначала плотность, когда при плотности в одну атмосферу воздух весит равноценно этому, но с повышением плотности повышается и вес воздуха, так же и с плотностью Солнца, когда газы при солнечном давлении весят равноценно больше выдаваемых чисел энциклопедистами. И, если давление в газовой оболочке Солнца 4,5 миллиона атмосфер, то, и вес газовой оболочки будет соответственным этому давлению. Так, кубический метр газовой оболочки Солнца будет иметь массу 320 тонн. А, если от Солнца взять процентные части по всему радиусу, начиная от звездной короны, включая внешнюю оболочку, среднюю оболочку и звездное ядро, то, один кубометр этого будет иметь массу примерно 360 тонн. Таким будет ответ на простейший вопрос.
Так, занижение плотности и массы Солнца, не только формирует ошибки в данных и расчетах, но и отменит термоядерные процессы в недрах звезды, из-за несостоятельности условий для медленного течения этих процессов. С иной плотностью и массой не будут существовать звезды, потому, что это влечет мгновенный термоядерный синтез, что будет являться взрывом сверхновой, взрывом звезды не достигшей звездной плотности и массы для длительного термоядерного цикла или взрывом умирающей звезды превысившей звездную плотность и массу.
По астрономическим наблюдениям, часто становится известно о зарождении звезд, и достижение звездной плотности и массы способствует этому процессу, как создание звезд из газово-пылевых облаков, а с меньшими параметрами зарождение звезд неосуществимо, что отметит каждый ученый в сфере термоядерного синтеза, и, как говорил Георгий Гамов, что является основой в этом процессе. Ведь, чтобы добиться ядерного синтеза в урановой бомбе, добиваются нужной плотности при помощи тротилового заряда, а чтобы добиться термоядерного взрыва, тяжелые изотопы водорода сжимают до необходимой плотности ядерным взрывом, и наращивают тем самым массу газового вещества.
Такое происходит при образовании звёзд, как объяснял это Гамов, но игры с плотностью могут привести к такому наращиванию массы, что могут образовываться первичные черные дыры из водородных сгустков. И, этот факт образования таких объектов вполне допустим, а квантовые черные дыры и подавно могут зародиться при этих условиях, если превысить обычную плотность и массу, что может произойти при возможном стечении и случайно завышенных звездных параметрах. И, ученые космологи, физики и ядерщики вполне считают такое возможным, потому, что плотность и масса для звезд величина необходимая и определенная, и за пределами обычного вещества.
Гравитационные сферы Солнца[править]
Чтобы рассматривать гравитационные сферы Солнца, необходимо окунуться в историю, а именно обратиться к Альберту Эйнштейну. Эйнштейн в своей Теории Относительности предсказал отклонение света гравитацией Солнца. А именно, что можно увидеть свет звезд, которые непосредственно находятся за Солнцем, и из-за прямолинейности света эти звёзды невозможно увидеть, но только при внимательном рассмотрении можно выяснить, что гравитация Солнца отклонит свет этих звёзд, и их можно увидеть при солнечном, например, затмении.
Это Эйнштейн высказал в 1911 году, а через восемь лет было точно подтверждено, что с помощью гравитации нечто откроет невидимые объекты, находящиеся за этим нечто. Такое называют гравитационной линзой, что может открыть объекты, как это сделало Солнце, и может скрыть себя при влиянии огромной гравитации, как это происходит с черными дырами. Но, что создаёт такую гравитационную линзу, не задавались вопросом, на который простой ответ; закон всемирного тяготения Ньютона даёт объектам с огромной массой возможность создания гравитационной сферы вокруг самого объекта, образно говоря линзы.
Если посчитать гравитационный радиус по формуле из закона всемирного тяготения:
, то, можно получить гравитационные радиусы солнечного ядра и солнечных оболочек:
- Гравитационный радиус солнечного ядра примерно равен – 1,8605х108 м, или 186 050 км.
- Гравитационный радиус солнечных оболочек примерно равен – 1,8605х109 м, или 1,8605 миллионов км.
Гравитационный радиус солнечного ядра определяет зону нуклеосинтеза, в которой водород и другие легкие газы под влиянием ядерного синтеза формируют более тяжелые химические элементы и железо в частности. В смысле, гравитационный радиус формирует гравитационную сферу, перед которой и под влиянием которой происходит термоядерный синтез, посредством чего из водорода образуются тяжелые химические элементы.
Радиусы последующих гравитационных сфер гравитации Солнца, формируют не только облик звезды, а так же облик солнечной системы, как магнитные линии магнитного поля рисуют свой рисунок вокруг магнита, и обуславливают тем самым все параметры магнетизма. Так, гравитация Солнца, производит влияние на космические аппараты на окраине солнечной системы, и последняя гравитационная сфера вызывает ускорение, направленное к Солнцу, замедляя космические аппараты. Все силы, которые могут оказывать влияние на полет космических аппаратов, были подсчитаны и учтены. Кроме одной. И одна неизвестная и непонятная сила тянет зонды обратно. Именно она – причина загадки «Пионеров» и «Вояжера». Эта ничтожно малая и неотступная сила, и вызывает необъяснимое отрицательное ускорение, которое составляет 8,74±1,33·10–10 м/сек2, что является влиянием гравитационной сферы на задворках солнечной системы. И, если «Пионеры» и «Вояжер» преодолеют эту гипотетическую силу, они пройдут через гипотетическое облако Оорта и гипотетическую гравитационную сферу на окраине солнечной системы, и покинут совсем не гипотетическую солнечную систему. В смысле, гравитационные сферы Солнца существуют и не гипотетически, и определяют орбиты планет в солнечной системе, как и всё параметры и свойства орбит, и даже определяют пределы солнечной системы.
Сброс верхних оболочек красного гиганта, туманность NGC 2440. Гравитационный радиус, который намного больше размера газовых оболочек звезды, создает свою гравитационную сферу, в пределах которой бушуют штормы и волны из элементарных частиц. А именно протуберанцы. Протуберанец, это гигантский фонтан раскаленной плазмы из элементарных частиц, который поднимается до границ гравитационной сферы и формируется и направляется магнитным полем темных пятен. И элементарные частицы не покинули бы внутреннее пространство гравитационной сферы внешних оболочек, не создав для этого условие, гигантский разряд, пересечение или скручивание петель, протуберанцев, из-за чего выбрасываются за пределы гравитационной сферы созданной внешними оболочками и так же отражаясь от поверхности фотосферы не попадая в магнитное поле солнечных пятен.
Сброс верхних оболочек красного гиганта, туманность Бабочка. В сбросе звёздной оболочки или взрыве сверхновой, гравитационные сферы внешних оболочек и звёздного ядра играют роль гравитационных ускорителей для элементарной материи, звёздного вещества. Гравитация потому на таких огромных расстояниях преобладает пред всеми другими силами, в особенности пред главным соперником - магнетизмом, что этому способствует масса объектов, а масса звёздных объектов просто огромна. Как и при взрыве сверхновой гравитационные сферы играя роль гигантских ускорителей материи или элементарных частиц, сталкивают их между собой и под воздействием ядерного синтеза, спровоцированного таким путем образуют все элементы после железа. Что тоже отражается в Теории Относительности Эйнштейна, и современной наукой и техникой, как ускорение космических кораблей с помощью гравитации космических объектов, таких, как планеты и звёзды, демонстрируя это на астероидах и кометах, или моделирование взрыва сверхновой в научных целях, пусть и посредством мощного излучения оптического квантового генератора.
Взрыв сверхновой, туманность Улитка. И, относительно прогноза Эйнштейна, о гравитационной линзе, которую создает гравитационная сфера внешних оболочек солнечного ядра, просто глупо было бы противникам этого надеяться, что это не подтвердиться, что нет гравитационной линзы, что нет гравитационной сферы, что таким инструментом гравитация не может отклонить свет. Что краеугольный камень Теории Относительности, подтверждаемый законом всемирного тяготения Ньютона.
По мере сжигания в звёздах первичного и вторичного топлива, гравитационный радиус уменьшается, а, следовательно, уменьшается гравитационная сфера, что приводит к возможности расширения внешней оболочки состоящей в большем из кислорода. Так красные гиганты, уменьшая гравитационную сферу, приближают себя к неминуемой гибели. И если масса топлива звезды будет мала, чтобы гравитационный радиус внешних оболочек быстро не уменьшился до размеров гравитационного радиуса ядра, схлопывания оболочки не произойдет, а произойдёт сброс оболочки и звезда переродится в белого карлика. А если массы топлива звезды достаточно, чтобы гравитационный радиус внешних оболочек медленно сравнялся с гравитационным радиусом звёздного ядра, чтобы произошло схлопывание звездной оболочки, будет взрыв сверхновой.
Обратившись снова к Теории Относительности Эйнштейна можно констатировать, что Солнце внутри гравитационной сферы внешних оболочек живёт по своему замедленному времени, а солнечное ядро живёт по собственному замедленному времени, что скорость течения времени солнечного ядра на два порядка меньше, чем скорость течения времени за пределами гравитационных сфер Солнца. И не надо путешествовать к черной дыре, чтоб достичь замедления времени, достаточно находиться рядом с солнечной гравитационной сферой внешних оболочек. Пусть и влияние гравитации солнечных оболочек на один или два порядка больше земного влияния гравитации в замедлении времени, где порядок - 101, или два порядка - 102, но на несколько десятков (10-10) или сотен (10-100) порядков меньше влияния гравитации черной дыры, что может быть приемлемо для живых организмов.
Температура Солнца[править]
Температура Солнца от короны до ядра разная и увеличивается к центру звезды.
- Температура солнечной короны 1,5 миллиона градусов К, что есть свойство высокотемпературной плазмы.
- Температура солнечной оболочки примерно 2 миллиона градусов К, что обусловлено гранулами, образно говоря гранулированием внешней оболочки, и темными пятнами, как более холодными объектами на солнечной оболочке, внешняя оболочка подогревается водородной оболочкой, где происходит термоядерный синтез с участием водорода.
- Температура водородной оболочки Солнца примерно 4,5 миллиона градусов К, а температура последующих оболочек примерно 6 миллионов градусов К, что обусловлено термоядерным синтезом для образования более тяжелых элементов.
- Температура солнечного ядра примерно 13,5 миллионов градусов К, и эта температура, как камертон для жизни звезды, ведь покуда поддерживается эта температура ядра - звезда молода и полна сил, а когда температура ядра уменьшится, звезда начинает стареть и не долог момент, когда звезда переродится или умрет.
Исследования и наблюдения за Солнцем[править]
Во все времена люди уделяли Солнцу, как источнику теплоты и света, огромное значение. Во всех культурах Солнце олицетворяют с божеством, как культ поклонения Солнцу был обязательным в традициях древних ацтеков, инков, египтян, шумеров и славян. Большинство древних памятников, связано с Солнцем. К примеру, мегалиты символизируют солнцестояние летом. Самые крупные такие монументы расположены в Египте, Великобритании, Мексике и Средней Азии, и все они были выстроены с расчетом, точных знаний о Солнце.
Первым, кто решил изучать Солнце, как физический небесный объект, стал греческий ученый Анаксагор. Он открыто заявлял: «что Солнце не является колесницей Гелиоса», - как говорилось в греческих мифах. Философ был убежден, что этот объект представляет собой гигантский горячий шар. За свои убеждения Анаксагор был заключен в тюрьму и приговорен к смертной казни. Через какое-то время его все же освободили, благодаря Периклу.
Мысли о том, будто Солнце является центром определенной системы, высказывали древнеиндийский ученый Аристарх Самосский, и древнегреческий ученый Гиппарх, что обосновал Архимед и увековечил в антикитерском механизме, рассчитав всё относительно солнечной системы. Древние китайские ученые занимались изучением солнечных пятен. Но только в XVI веке данную теорию возродил Коперник.
После создания первого гелиоскопа, Галилей, Томас Хэрриот и Кристофер Шейн смогли наглядно изучить солнечные пятна. Галилей объявил, что пигментные пятна солнца элементами структуры нашей звезды. Кристофер Шейн считал, что затемнения на солнечном диске являются пересекающими его планетами. Такое заявление заставило Галилея заняться более тщательным изучением звезды. В конечном счете он смог доказать солнечное движение и высчитать длительность периода. Но религия не могла позволить такую ересь Галилею о Солнце, собрав достаточно компромата на Галилея, инквизиция свершила суд, запретив научное освещение данных, не запретив Галилею заниматься научной работой. А, наоборот, под присмотром инквизиции Галилей занимался научными наблюдениями за Солнцем.
В XVII веке Солнце уже начали наблюдать через бинокли и другие примитивные увеличительные приборы, что были доступны в те времена. В XIX веке известный астроном Ватикана - Пьетро Анджело Секки создал новое направление в астрономии, - спектроскопию. Ученый сумел разложить луч на семь цветовых спектров. С открытием спектроскопии астрономы смогли обнаружить новый химический элемент – гелий, как главный компонент солнечного вещества.
С изобретением Ньютона, телескопов рефлекторного типа, Солнце стало еще ближе и наглядно видно, но даже такое оптическое оружие не давало объемлющих данных. И, только с изобретением радиотелескопов Солнце начало открывать все свои секреты. С выводом радиотелескопов на орбиту, за пределы земной атмосферы, Солнце попало под ежеминутное, пристальное и пристрастное наблюдение, что отрывает многие тайны звезды.
На протяжении долгого времени люди не понимали, что является источником энергии Солнца. Только в 1848 году ученым Робертом Майером была выдвинута метеоритная гипотеза. Она гласила, что Солнце накаляется в результате постоянной метеоритной бомбардировки. Но данную теорию сразу опровергли, ввиду того, что в такой же ситуации и условиях когда-то нагревалась наша планета, но столько метеоритов не падает на Солнце, чтобы его разогреть и заставить светить.
Лишь в ХХ веке ученые нашли точное объяснение данному процессу. Изначально Резерфодом была предложена гипотеза где предполагалось, что главное составляющее внутренней энергии звезды - радиоактивный распад. В 20-х годах ХХ века Артур Эддингт пытался доказать, что причина высоких температурных показателей Солнца кроется во всевозможных внутренних реакциях. В 1930 году ученые - Бете и Чандрасекар выявили реальный способ поддержания высоких температур у звезд. Астрофизики считали, что она кроется в термических реакциях ядра, что делает их единственно возможным источником энергии звезды.
И в конечном итоге, в 1957 году Маргарет Беридж доказала, что практически все известные элементы Космоса возникли вследствие нуклеосинтеза, происходящего в звездах, в процессе образования химических элементов тяжелее водорода в ходе реакции ядерного синтеза. Но на этом исследования и наблюдения за Солнцем не заканчивается, современная наука открывает при помощи современных приборов новые данные о Солнце, которые освещены в этой статье.
Переход Солнца в белый карлик[править]
Сказкой теоретиков является переход Солнца (желтого карлика) в белый карлик, что неизбежно, как процесс жизни звезды. Теоретики пугают поглощением расширяющейся наружной оболочки звезды, которая поглотит планеты, но не учитывают изменение гравитационного поля в этот момент. Чтобы философски и логически понять этот звёздный процесс, необходимо учитывать так называемое искривление пространства звёздной гравитацией, как обосновывал это влияние гравитации Альберт Эйнштейн.
Представим, что гравитация Солнца изгибает пространство перед расширением внешней оболочки до определенного состояния, и планеты имеют от этого, под влиянием гравитации обоснованные и существующие орбиты. В процессе расширения внешней оболочки звезды искривление пространства обретёт меньшее значение, так, как масса распределится на большую площадь, а влияние гравитации будет меньшим значением, следовательно, планеты солнечной системы изменят свои орбиты, и отойдут на большее расстояние от звезды. В следствии чего, Меркурий отойдёт на дальнюю орбиту, чем имеет сегодня, Венера так же изменит орбиту на более большую, как и планета Земля найдёт собственную орбиту при превращении Солнца в красный гигант, как и остальные планеты изменят орбиты из-за гравитации красного Солнца.
Поэтому, никакого поглощения планет расширяющимся Солнцем и с уменьшенной гравитацией не произойдёт, просто планеты изменят свои орбиты в зависимости от значения гравитации Солнца в уравнении существования спутников. Заметим, что Солнце уменьшится и в массе из-за расхода термоядерного топлива - водорода, что тоже повлияет на гравитацию звезды и орбиты её спутников, а именно на увеличение расстояния до Солнца. Тем самым, при переходе Солнца в красный гигант, а после при сбросе внешней оболочки будет происходить изменение не только размера звезды, но и будет происходить изменение гравитации звезды, и будет происходить изменение орбит спутников звезды, в следствии чего солнечная система возможно может потерять планету Меркурий из-за гравитационного дисбаланса, но о потери планет Венеры и Земли даже и речи может не быть, как и дальних планет, а более дальние планеты, которые находятся на задворках солнечной системы возможно так же могут лишиться гравитационного влияния звезды и покинут солнечную систему.
А, после перехода Солнца в белый карлик, когда звезда станет маленькой, но большой плотности, что произойдёт при сбросе внешней оболочки, естественно произойдет приближение планет и определение их новых орбит. Такое космическое действо, как расширение звезды и её уменьшение вполне можно продемонстрировать на водной глади, когда ближайшие объекты отойдут на дольнее расстояние, а более удаленные объекты этого практически и не заметят или немного изменят своё местонахождение, а после, ближайшие объекты займут новые точки от центра влияния, а более дальние объекты опять же ничего не заметят и останутся на своих местах. Единственным опасным моментом для планет, а скорее для атмосферы и жизни на планетах, будет сброс внешней оболочки звезды, и это может создать торнадо из горячих элементарных частиц или разогретой звёздной оболочки, а это может сорвать атмосферы с планет и хорошенько пропечь живые планеты, после чего с жизнью на планетах будет покончено. Что и будет происходить со спутниками Солнца во время звёздного превращения.
--Kot Da Vinchi (обсуждение)
www.wikiznanie.ru
Солнце — Википедия (с комментариями)
Материал из Википедии — свободной энциклопедии
| Фотография Солнца в ультрафиолетовом участке спектра 19 августа 2010 года, изображённая в «ложных цветах». Получена Обсерваторией солнечной динамики. | |
| Среднее расстояниеот Земли | 1,496·108км[1](8,31 световых минут) 1 а. е. |
| Средний горизонтальный параллакс | 8,794" |
| Видимая звёздная величина (V) | −26,74m[1] |
| Абсолютная звёздная величина | 4,83m[1] |
| Спектральный класс | G2V |
| Расстояниеот центра Галактики | ~2,5·1020м(26 000 св. лет) |
| Расстояниеот плоскости Галактики | ~4,6·1017м(48 св. лет) |
| Галактический период обращения | 2,25-2,50·108лет |
| Скорость | ~2,2·105 м/с[2](на орбите вокруг центра Галактики)19,4 км/с[1](относительно соседних звёзд) |
| Средний диаметр | 1,392·109м(109 диаметров Земли)[1] |
| Экваториальный радиус | 6,9551·108 м[3] |
| Длина окружности экватора | 4,37001·109 м[3] |
| Полярное сжатие | 9·10−6 |
| Площадь поверхности | 6,07877·1018м²(11 917,607 площадей Земли)[3] |
| Объём | 1,40927·1027м³(1 301 018,805 объёмов Земли)[3] |
| Масса | 1,9885·1030кг(332 940 масс Земли)[1] |
| Средняя плотность | 1,409 г/см³[3] |
| Ускорение свободного падения на экваторе | 274,0 м/с²[1][3] (27,96 g[3]) |
| Вторая космическая скорость(для поверхности) | 617,7 км/с(55,2 земных)[3] |
| Эффективная температура поверхности | 5778 К[1] |
| Температуракороны | ~1 500 000 К |
| Температураядра | ~13 500 000 К |
| Светимость | 3,828·1026Вт[1](~3,75·1028Лм) |
| Яркость | 2,009·107 Вт/м²/ср |
| Наклон оси | 7,25°[1][3](относительно плоскости эклиптики)67,23°(относительно плоскости Галактики) |
| Прямое восхождениесеверного полюса | 286,13°[4]</small>(19 ч 4 мин 30 с) |
| Склонениесеверного полюса | +63,87°[4] |
| Сидерический период вращения внешних видимых слоёв(на широте 16°) | 25,38 дней[1](25 дней 9 ч 7 мин 13 с)[4] |
| (на экваторе) | 25,05 дней[1] |
| (у полюсов) | 34,3 дней[1] |
| Скорость вращения внешних видимых слоёв(на экваторе) | 7284 км/ч |
| Водород | 73,46 % |
| Гелий | 24,85 % |
| Кислород | 0,77 % |
| Углерод | 0,29 % |
| Железо | 0,16 % |
| Неон | 0,12 % |
| Азот | 0,09 % |
| Кремний | 0,07 % |
| Магний | 0,05 % |
| Сера | 0,04 % |
Со́лнце (астр. ☉) — единственная звезда Солнечной системы. Вокруг Солнца обращаются другие объекты этой системы: планеты и их спутники, карликовые планеты и их спутники, астероиды, метеороиды, кометы и космическая пыль. Масса Солнца составляет 99,86 % от суммарной массы всей Солнечной системы[7]. Солнечное излучение поддерживает жизнь на Земле[8] (свет необходим для начальных стадий фотосинтеза), определяет климат. Солнце состоит из водорода (≈73 % от массы и ≈92 % от объёма), гелия (≈25 % от массы и ≈7 % от объёма[9]) и других элементов с меньшей концентрацией: железа, никеля, кислорода, азота, кремния, серы, магния, углерода, неона, кальция и хрома[10]. На 1 млн атомов водорода приходится 98 000 атомов гелия, 851 атом кислорода, 398 атомов углерода, 123 атома неона, 100 атомов азота, 47 атомов железа, 38 атомов магния, 35 атомов кремния, 16 атомов серы, 4 атома аргона, 3 атома алюминия, по 2 атома никеля, натрия и кальция, а также малое количество прочих элементов. Средняя плотность Солнца составляет 1,4 г/см³. По спектральной классификации Солнце относится к типу G2V («жёлтый карлик»). Температура поверхности Солнца достигает 6000 К. Поэтому Солнце светит почти белым светом, но прямой свет Солнца у поверхности нашей планеты приобретает некоторый жёлтый оттенок из-за более сильного рассеяния и поглощения коротковолновой части спектра атмосферой Земли (при ясном небе, вместе с голубым рассеянным светом от неба, солнечный свет вновь даёт белое освещение).
Солнечный спектр содержит линии ионизированных и нейтральных металлов, а также водорода и гелия. В нашей галактике Млечный Путь насчитывается свыше 100 миллиардов звёзд[11]. При этом 85 % звёзд нашей галактики — это звёзды, менее яркие, чем Солнце (в большинстве своём красные карлики). Как и все звёзды главной последовательности, Солнце вырабатывает энергию путём термоядерного синтеза. В случае Солнца подавляющая часть энергии вырабатывается при синтезе гелия из водорода.
Удалённость Солнца от Земли — 149 597 870,691 км — приблизительно равна астрономической единице, а видимый угловой диаметр при наблюдении с Земли, как и у Луны, — чуть больше полградуса (31-32 минуты). Солнце находится на расстоянии около 26 000 световых лет от центра Млечного Пути и вращается вокруг него, делая один оборот за 225—250 миллионов лет[12]. Орбитальная скорость Солнца равна 217 км/с — таким образом, оно проходит один световой год за 1400 земных лет, а одну астрономическую единицу — за 8 земных суток[13]. В настоящее время Солнце находится во внутреннем крае рукава Ориона нашей Галактики, между рукавом Персея и рукавом Стрельца, в так называемом «Местном межзвёздном облаке» — области повышенной плотности, расположенной, в свою очередь, в имеющем меньшую плотность «Местном пузыре» — зоне рассеянного высокотемпературного межзвёздного газа. Из звёзд, принадлежащих 50 самым близким звёздным системам в пределах 17 световых лет, известным в настоящее время, Солнце является четвёртой по яркости звездой (его абсолютная звёздная величина +4,83m).
Общие сведения
Солнце принадлежит к первому типу звёздного населения. Одна из распространённых теорий возникновения Солнечной системы предполагает, что её формирование было вызвано взрывами одной или нескольких сверхновых звёзд[14]. Это предположение основано, в частности, на том, что в веществе Солнечной системы содержится аномально большая доля золота и урана, которые могли бы быть результатом эндотермических реакций, вызванных этим взрывом, или ядерного превращения элементов путём поглощения нейтронов веществом массивной звезды второго поколения.
Излучение Солнца — основной источник энергии на Земле. Его мощность характеризуется солнечной постоянной — мощностью излучения, проходящего через площадку единичной площади, перпендикулярную солнечным лучам и расположенную на расстоянии одной астрономической единицы от Солнца (то есть на орбите Земли) вне земной атмосферы. Эта постоянная равна приблизительно 1,37 кВт/м².
Проходя сквозь атмосферу Земли, солнечное излучение теряет в энергии примерно 370 Вт/м², и до земной поверхности доходит только 1000 Вт/м² (при ясной погоде и когда Солнце находится в зените). Эта энергия может использоваться в различных естественных и искусственных процессах. Так, растения, используя её посредством фотосинтеза, синтезируют органические соединения с выделением кислорода. Прямое нагревание солнечными лучами или преобразование энергии с помощью фотоэлементов может быть использовано для производства электроэнергии (солнечными электростанциями) или выполнения другой полезной работы. Путём фотосинтеза была в далёком прошлом получена и энергия, запасённая в нефти и других видах ископаемого топлива.
Ультрафиолетовое излучение Солнца имеет антисептические свойства, позволяющие использовать его для дезинфекции воды и различных предметов. Оно также вызывает загар и имеет другие биологические эффекты, например стимулирует производство в организме витамина D. Воздействие ультрафиолетовой части солнечного спектра сильно ослабляется озоновым слоем в земной атмосфере, поэтому интенсивность ультрафиолетового излучения на поверхности Земли сильно меняется с широтой. Угол, под которым Солнце стоит над горизонтом в полдень, влияет на многие типы биологической адаптации — например, от него зависит цвет кожи человека в различных регионах земного шара[15].
Наблюдаемый с Земли путь Солнца по небесной сфере изменяется в течение года. Путь, описываемый в течение года той точкой, которую занимает Солнце на небе в определённое заданное время, называется аналеммой и имеет форму цифры 8, вытянутой вдоль оси север — юг. Самая заметная вариация в видимом положении Солнца на небе — его колебание вдоль направления север — юг с амплитудой 47° (вызванное наклоном плоскости эклиптики к плоскости небесного экватора, равным 23,5°). Существует также другая компонента этой вариации, направленная вдоль оси восток — запад и вызванная увеличением скорости орбитального движения Земли при её приближении к перигелию и уменьшением — при приближении к афелию. Первое из этих движений (север — юг) является причиной смены времён года.
Земля проходит через точку афелия в начале июля и удаляется от Солнца на расстояние 152 млн км, а через точку перигелия — в начале января и приближается к Солнцу на расстояние 147 млн км[16]. Видимый диаметр Солнца между этими двумя датами меняется на 3 %[17]. Поскольку разница в расстоянии составляет примерно 5 млн км, то в афелии Земля получает примерно на 7 % меньше тепла. Таким образом, зимы в северном полушарии немного теплее, чем в южном, а лето немного прохладнее.
Солнце — магнитоактивная звезда. Она обладает сильным магнитным полем, напряжённость которого меняется со временем и которое меняет направление приблизительно каждые 11 лет, во время солнечного максимума. Вариации магнитного поля Солнца вызывают разнообразные эффекты, совокупность которых называется солнечной активностью и включает в себя такие явления, как солнечные пятна, солнечные вспышки, вариации солнечного ветра и т. д., а на Земле вызывает полярные сияния в высоких и средних широтах и геомагнитные бури, которые негативно сказываются на работе средств связи, средств передачи электроэнергии, а также негативно воздействует на живые организмы (вызывают головную боль и плохое самочувствие у людей, чувствительных к магнитным бурям)[18][19]. Предполагается, что солнечная активность играла большую роль в формировании и развитии Солнечной системы. Она также оказывает влияние на структуру земной атмосферы.
Жизненный цикл
Солнце является молодой звездой третьего поколения (популяции I) с высоким содержанием металлов, то есть оно образовалось из останков звёзд первого и второго поколений (соответственно популяций III и II).
Текущий возраст Солнца (точнее время его существования на главной последовательности), оценённый с помощью компьютерных моделей звёздной эволюции, равен приблизительно 4,5 млрд лет[20].
Считается[20], что Солнце сформировалось примерно 4,5 млрд лет назад, когда быстрое сжатие под действием сил гравитации облака молекулярного водорода привело к образованию в нашей области Галактики звезды первого типа звёздного населения типа T Тельца.
Звезда такой массы, как Солнце, должна существовать на главной последовательности в общей сложности примерно 10 млрд лет. Таким образом, сейчас Солнце находится примерно в середине своего жизненного цикла[21]. На современном этапе в солнечном ядре идут термоядерные реакции превращения водорода в гелий. Каждую секунду в ядре Солнца около 4 млн тонн вещества превращается в лучистую энергию, в результате чего генерируется солнечное излучение и поток солнечных нейтрино.
По мере того, как Солнце постепенно расходует запасы своего водородного горючего, оно становится всё горячее, а его светимость медленно, но неуклонно увеличивается. К возрасту 5,6 млрд лет, через 1,1 млрд лет от настоящего времени, наше дневное светило будет ярче на 11 %, чем сейчас[22]. Увеличение светимости Солнца в этот период таково, что поверхность Земли вследствие парникового эффекта, индуцированного парами воды, будет слишком горяча для того, чтобы на ней могла существовать жизнь в её современном понимании. Несмотря на это, жизнь может остаться в океанах[23] и полярных областях. По мнению профессора Пенсильванского университета Дж. Кастинга[24], исчезновение жизни из-за повышения температуры, вызванного увеличением яркости Солнца[25], возможно ещё до стадии красного гиганта, через 1 миллиард лет[26][27]. К этому моменту Солнце достигнет максимальной поверхностной температуры (5800 К) за всё своё время эволюции в прошлом и будущем вплоть до фазы белого карлика; на следующих стадиях температура фотосферы будет меньше.
К возрасту 8 млрд лет (через 3,5 млрд лет от настоящего времени) яркость Солнца возрастёт на 40 %[22]. К тому времени условия на Земле будут подобны условиям на Венере сегодня[23]: вода с поверхности планеты исчезнет полностью и улетучится в космос[23]. Эта катастрофа приведёт к окончательному уничтожению всех форм жизни на Земле. По мере того как водородное топливо в солнечном ядре будет выгорать, его внешняя оболочка будет расширяться, а ядро — сжиматься и нагреваться.
Когда Солнце достигнет возраста 10,9 млрд лет (6,4 млрд лет от настоящего времени), водород в ядре кончится, а образовавшийся из него гелий, ещё неспособный в этих условиях к термоядерному горению, станет сжиматься и уплотняться ввиду прекращения ранее поддерживавшего его «на весу» потока энергии из центра. Горение водорода будет продолжаться в тонком внешнем слое ядра. На этой стадии радиус Солнца достигнет 1,59 R☉, а светимость будет в 2,21 раза больше современной. В течение следующих 0,7 млрд лет Солнце будет относительно быстро расширяться (до 2,3 R☉), сохраняя почти постоянную светимость, а его температура упадёт с 5500 K до 4900 K[23]. В конце этой фазы, достигнув возраста 11,6 млрд лет (через 7 млрд лет от настоящего времени) Солнце станет субгигантом[23].
Приблизительно через 7,6-7,8[28][23] миллиардов лет, к возрасту 12,2 млрд лет ядро Солнца разогреется настолько, что запустит процесс горения водорода в окружающей его оболочке[28]. Это повлечёт за собой бурное расширение внешних оболочек светила, и таким образом Солнце покинет главную последовательность, на которой оно находилось почти с момента своего рождения, и станет красным гигантом, перейдя на вершину ветви красных гигантов диаграммы Герцшпрунга — Рассела[28]. В этой фазе радиус Солнца увеличится в 256 раз по сравнению с современным[28]. Расширение звезды приведёт к сильному увеличению её светимости (в 2700 раз) и охлаждению поверхности до 2650 К[28]. По-видимому, расширяющиеся внешние слои Солнца в это время достигнут современной орбиты Земли. При этом исследования показывают, что ещё до этого момента из-за усиления солнечного ветра вследствие многократного увеличения площади поверхности Солнце потеряет более 28 %[23] своей массы, что приведёт к тому, что Земля перейдёт на более далёкую от Солнца орбиту и, таким образом, избежит поглощения внешними слоями солнечной плазмы[29][26]. Хотя исследования 2008 года показывают, что Земля, скорее всего, всё-таки будет поглощена Солнцем вследствие замедления вращения Солнца и последующих приливных взаимодействий с его внешней оболочкой[28], которые приведут к приближению орбиты Земли обратно к Солнцу. Даже если наша планета избежит поглощения Солнцем, вся вода на ней перейдёт в газообразное состояние, а её атмосфера будет сорвана сильнейшим солнечным ветром[30].
Данная фаза существования Солнца продлится лишь около десяти миллионов лет. Когда температура в ядре достигнет 100 млн К, произойдёт гелиевая вспышка, и начнётся термоядерная реакция синтеза углерода и кислорода из гелия[23]. Солнце, получившее новый источник энергии, уменьшится в размере до 9,5 R☉[23]. Спустя 100—110 млн лет, когда запасы гелия иссякнут, повторится бурное расширение внешних оболочек звезды, и она снова станет красным гигантом[23]. Этот период существования Солнца будет сопровождаться мощными вспышками, временами его светимость будет превышать современный уровень в 5200 раз[23][31]. Это будет происходить от того, что в термоядерную реакцию будут вступать ранее не затронутые остатки гелия[31]. В таком состоянии Солнце просуществует около 20 млн лет[23].
Масса Солнца недостаточна для того, чтобы его эволюция завершилась взрывом сверхновой. После того как Солнце пройдёт фазу красного гиганта, термические пульсации приведут к тому, что его внешняя оболочка будет сорвана, и из неё образуется планетарная туманность. В центре этой туманности останется сформированный из ядра Солнца белый карлик, очень горячий и плотный объект, но размером только с Землю[23]. Изначально этот белый карлик будет иметь температуру поверхности 120 000 К[23] и светимость 3500[23] солнечных, но в течение многих миллионов и миллиардов лет будет остывать и угасать. Данный жизненный цикл считается типичным для звёзд малой и средней массы.
Структура
Внутреннее строение Солнца
Ошибка создания миниатюры: Файл не найден
Строение Солнца. В центре Солнца находится солнечное ядро. Фотосфера — это видимая поверхность Солнца, которая и является основным источником излучения. Солнце окружает солнечная корона, которая имеет очень высокую температуру, однако она крайне разрежена, поэтому видима невооружённым глазом только во время полного солнечного затмения.Солнечное ядро
Центральная часть Солнца с радиусом примерно 150—175 тыс. км (то есть 20-25 % от радиуса Солнца), в которой идут термоядерные реакции, называется солнечным ядром[32]. Плотность вещества в ядре составляет примерно 150 000 кг/м³[33] (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 млн К. Анализ данных, проведённый миссией SOHO, показал, что в ядре скорость вращения Солнца вокруг своей оси значительно выше, чем на поверхности[32][34]. В ядре осуществляется протон-протонная термоядерная реакция, в результате которой из четырёх протонов образуется гелий-4[35]. При этом каждую секунду в излучение превращаются 4,26 млн тонн вещества, однако эта величина ничтожна по сравнению с массой Солнца — 2·1027 тонн. Мощность, выделяемая различными зонами ядра, зависит от их расстояния до центра Солнца. В самом центре она достигает, согласно теоретическим оценкам, 276,5 Вт/м³[36]. Таким образом, на объём человека (0,05 м³) приходится выделение тепла 285 Ккал/день (1192 кДж/день), что на порядок меньше удельного тепловыделения живого бодрствующего человека. Удельное же тепловыделение всего объёма Солнца ещё на два порядка меньше. Благодаря столь скромному удельному энерговыделению запасов «топлива» (водорода) хватает на несколько миллиардов лет поддержания термоядерной реакции.
Ядро — единственное место на Солнце, в котором энергия и тепло получается от термоядерной реакции, остальная часть звезды нагрета этой энергией. Вся энергия ядра последовательно проходит сквозь слои, вплоть до фотосферы, с которой излучается в виде солнечного света и кинетической энергии[37][38].
Зона лучистого переноса
Над ядром, на расстояниях примерно от 0,2-0,25 до 0,7 радиуса Солнца от его центра, находится зона лучистого переноса. В этой зоне перенос энергии происходит главным образом с помощью излучения и поглощения фотонов. При этом направление каждого конкретного фотона, излучённого слоем плазмы, никак не зависит от того, какие фотоны плазмой поглощались, поэтому он может как проникнуть в следующий слой плазмы в лучистой зоне, так и переместиться назад, в нижние слои. Из-за этого промежуток времени, за который многократно переизлучённый фотон (изначально возникший в ядре) достигает конвективной зоны, может измеряться миллионами лет. В среднем этот срок составляет для Солнца 170 тыс. лет[39].
Перепад температур в данной зоне составляет от 2 млн К на поверхности до 7 млн К в глубине[40]. При этом в данной зоне отсутствуют макроскопические конвекционные движения, что говорит о том, что адиабатический градиент температуры в ней больше, чем градиент лучевого равновесия[41]. Для сравнения, в красных карликах давление не может препятствовать перемешиванию вещества и зона конвекции начинается сразу от ядра. Плотность вещества в данной зоне колеблется от 0,2 (на поверхности) до 20 (в глубине) плотностей воды[40].
Конвективная зона Солнца
Ближе к поверхности Солнца температуры и плотности вещества уже недостаточно для полного переноса энергии путём переизлучения. Возникает вихревое перемешивание плазмы, и перенос энергии к поверхности (фотосфере) совершается преимущественно движениями самого вещества. С одной стороны, вещество фотосферы, охлаждаясь на поверхности, погружается вглубь конвективной зоны. С другой стороны, вещество в нижней части получает излучение из зоны лучевого переноса и поднимается наверх, причём оба процесса идут со значительной скоростью. Такой способ передачи энергии называется конвекцией, а подповерхностный слой Солнца толщиной примерно 200 000 км, где она происходит, — конвективной зоной. По мере приближения к поверхности температура падает в среднем до 5800 К, а плотность газа до менее 1/1000 плотности земного воздуха[40].
По современным данным, роль конвективной зоны в физике солнечных процессов исключительно велика, так как именно в ней зарождаются разнообразные движения солнечного вещества. Термики в конвективной зоне вызывают на поверхности гранулы (которые по сути являются вершинами термиков) и супергрануляцию. Скорость потоков составляет в среднем 1–2 км/с, а максимальные её значения достигают 6 км/с. Время жизни гранулы составляет 10-15 минут, что сопоставимо по времени с периодом, за который газ может однократно обойти вокруг гранулы. Следовательно, термики в конвективной зоне находятся в условиях, резко отличных от условий, способствующих возникновению ячеек Бенара[42]. Также движения в этой зоне вызывают эффект магнитного динамо и, соответственно, порождают магнитное поле, имеющее сложную структуру[40].
Атмосфера Солнца
Файл:171879main LimbFlareJan12 lg.jpgИзображение поверхности и короны Солнца, полученное Солнечным оптическим телескопом (SOT) на борту спутника Hinode. Получено 12 января 2007 года.
Фотосфера
Фотосфера (слой, излучающий свет) образует видимую поверхность Солнца. Её толщина соответствует оптической толщине приблизительно в 2/3 единиц[43]. В абсолютных величинах фотосфера достигает толщины, по разным оценкам, от 100[44] до 400 км[1]. Из фотосферы исходит основная часть оптического (видимого) излучения Солнца, излучение же из более глубоких слоёв до нас уже не доходит. Температура по мере приближения к внешнему краю фотосферы уменьшается с 6600 К до 4400 К[1]. Эффективная температура фотосферы в целом составляет 5778 К[1]. Она может быть рассчитана по закону Стефана — Больцмана, согласно которому мощность излучения абсолютно чёрного тела прямо пропорциональна четвёртой степени температуры тела. Водород при таких условиях сохраняется почти полностью в нейтральном состоянии. Фотосфера образует видимую поверхность Солнца, по которой определяются размеры Солнца, расстояние от Солнца и т. д. Так как газ в фотосфере является относительно разреженным, то скорость его вращения много меньше скорости вращения твёрдых тел[44]. При этом газ в экваториальной и полярных областях, движется неравномерно — на экваторе он делает оборот за 24 дня, на полюсах — за 30 дней
o-ili-v.ru
Солнце — Википедия (с комментариями)
Материал из Википедии — свободной энциклопедии
| Среднее расстояниеот Земли | 1,496·108км[1](8,31 световых минут) 1 а. е. |
| Средний горизонтальный параллакс | 8,794" |
| Видимая звёздная величина (V) | −26,74m[1] |
| Абсолютная звёздная величина | 4,83m[1] |
| Спектральный класс | G2V |
| Расстояниеот центра Галактики | ~2,5·1020м(26 000 св. лет) |
| Расстояниеот плоскости Галактики | ~4,6·1017м(48 св. лет) |
| Галактический период обращения | 2,25-2,50·108лет |
| Скорость | ~2,2·105 м/с[2](на орбите вокруг центра Галактики)19,4 км/с[1](относительно соседних звёзд) |
| Средний диаметр | 1,392·109м(109 диаметров Земли)[1] |
| Экваториальный радиус | 6,9551·108 м[3] |
| Длина окружности экватора | 4,37001·109 м[3] |
| Полярное сжатие | 9·10−6 |
| Площадь поверхности | 6,07877·1018м²(11 917,607 площадей Земли)[3] |
| Объём | 1,40927·1027м³(1 301 018,805 объёмов Земли)[3] |
| Масса | 1,9885·1030кг(332 940 масс Земли)[1] |
| Средняя плотность | 1,409 г/см³[3] |
| Ускорение свободного падения на экваторе | 274,0 м/с²[1][3] (27,96 g[3]) |
| Вторая космическая скорость(для поверхности) | 617,7 км/с(55,2 земных)[3] |
| Эффективная температура поверхности | 5778 К[1] |
| Температуракороны | ~1 500 000 К |
| Температураядра | ~13 500 000 К |
| Светимость | 3,828·1026Вт[1](~3,75·1028Лм) |
| Яркость | 2,009·107 Вт/м²/ср |
| Наклон оси | 7,25°[1][3](относительно плоскости эклиптики)67,23°(относительно плоскости Галактики) |
| Прямое восхождениесеверного полюса | 286,13°[4]</small>(19 ч 4 мин 30 с) |
| Склонениесеверного полюса | +63,87°[4] |
| Сидерический период вращения внешних видимых слоёв(на широте 16°) | 25,38 дней[1](25 дней 9 ч 7 мин 13 с)[4] |
| (на экваторе) | 25,05 дней[1] |
| (у полюсов) | 34,3 дней[1] |
| Скорость вращения внешних видимых слоёв(на экваторе) | 7284 км/ч |
| Водород | 73,46 % |
| Гелий | 24,85 % |
| Кислород | 0,77 % |
| Углерод | 0,29 % |
| Железо | 0,16 % |
| Неон | 0,12 % |
| Азот | 0,09 % |
| Кремний | 0,07 % |
| Магний | 0,05 % |
| Сера | 0,04 % |
Со́лнце (астр. ☉) — единственная звезда Солнечной системы. Вокруг Солнца обращаются другие объекты этой системы: планеты и их спутники, карликовые планеты и их спутники, астероиды, метеороиды, кометы и космическая пыль. Масса Солнца составляет 99,86 % от суммарной массы всей Солнечной системы[7]. Солнечное излучение поддерживает жизнь на Земле[8] (свет необходим для начальных стадий фотосинтеза), определяет климат. Солнце состоит из водорода (≈73 % от массы и ≈92 % от объёма), гелия (≈25 % от массы и ≈7 % от объёма[9]) и других элементов с меньшей концентрацией: железа, никеля, кислорода, азота, кремния, серы, магния, углерода, неона, кальция и хрома[10]. На 1 млн атомов водорода приходится 98 000 атомов гелия, 851 атом кислорода, 398 атомов углерода, 123 атома неона, 100 атомов азота, 47 атомов железа, 38 атомов магния, 35 атомов кремния, 16 атомов серы, 4 атома аргона, 3 атома алюминия, по 2 атома никеля, натрия и кальция, а также малое количество прочих элементов. Средняя плотность Солнца составляет 1,4 г/см³. По спектральной классификации Солнце относится к типу G2V («жёлтый карлик»). Температура поверхности Солнца достигает 6000 К. Поэтому Солнце светит почти белым светом, но прямой свет Солнца у поверхности нашей планеты приобретает некоторый жёлтый оттенок из-за более сильного рассеяния и поглощения коротковолновой части спектра атмосферой Земли (при ясном небе, вместе с голубым рассеянным светом от неба, солнечный свет вновь даёт белое освещение).
Солнечный спектр содержит линии ионизированных и нейтральных металлов, а также водорода и гелия. В нашей галактике Млечный Путь насчитывается свыше 100 миллиардов звёзд[11]. При этом 85 % звёзд нашей галактики — это звёзды, менее яркие, чем Солнце (в большинстве своём красные карлики). Как и все звёзды главной последовательности, Солнце вырабатывает энергию путём термоядерного синтеза. В случае Солнца подавляющая часть энергии вырабатывается при синтезе гелия из водорода.
Удалённость Солнца от Земли — 149 597 870,691 км — приблизительно равна астрономической единице, а видимый угловой диаметр при наблюдении с Земли, как и у Луны, — чуть больше полградуса (31-32 минуты). Солнце находится на расстоянии около 26 000 световых лет от центра Млечного Пути и вращается вокруг него, делая один оборот за 225—250 миллионов лет[12]. Орбитальная скорость Солнца равна 217 км/с — таким образом, оно проходит один световой год за 1400 земных лет, а одну астрономическую единицу — за 8 земных суток[13]. В настоящее время Солнце находится во внутреннем крае рукава Ориона нашей Галактики, между рукавом Персея и рукавом Стрельца, в так называемом «Местном межзвёздном облаке» — области повышенной плотности, расположенной, в свою очередь, в имеющем меньшую плотность «Местном пузыре» — зоне рассеянного высокотемпературного межзвёздного газа. Из звёзд, принадлежащих 50 самым близким звёздным системам в пределах 17 световых лет, известным в настоящее время, Солнце является четвёртой по яркости звездой (его абсолютная звёздная величина +4,83m).
Общие сведения
Солнце принадлежит к первому типу звёздного населения. Одна из распространённых теорий возникновения Солнечной системы предполагает, что её формирование было вызвано взрывами одной или нескольких сверхновых звёзд[14]. Это предположение основано, в частности, на том, что в веществе Солнечной системы содержится аномально большая доля золота и урана, которые могли бы быть результатом эндотермических реакций, вызванных этим взрывом, или ядерного превращения элементов путём поглощения нейтронов веществом массивной звезды второго поколения.
Излучение Солнца — основной источник энергии на Земле. Его мощность характеризуется солнечной постоянной — мощностью излучения, проходящего через площадку единичной площади, перпендикулярную солнечным лучам и расположенную на расстоянии одной астрономической единицы от Солнца (то есть на орбите Земли) вне земной атмосферы. Эта постоянная равна приблизительно 1,37 кВт/м².
Проходя сквозь атмосферу Земли, солнечное излучение теряет в энергии примерно 370 Вт/м², и до земной поверхности доходит только 1000 Вт/м² (при ясной погоде и когда Солнце находится в зените). Эта энергия может использоваться в различных естественных и искусственных процессах. Так, растения, используя её посредством фотосинтеза, синтезируют органические соединения с выделением кислорода. Прямое нагревание солнечными лучами или преобразование энергии с помощью фотоэлементов может быть использовано для производства электроэнергии (солнечными электростанциями) или выполнения другой полезной работы. Путём фотосинтеза была в далёком прошлом получена и энергия, запасённая в нефти и других видах ископаемого топлива.
Ультрафиолетовое излучение Солнца имеет антисептические свойства, позволяющие использовать его для дезинфекции воды и различных предметов. Оно также вызывает загар и имеет другие биологические эффекты, например стимулирует производство в организме витамина D. Воздействие ультрафиолетовой части солнечного спектра сильно ослабляется озоновым слоем в земной атмосфере, поэтому интенсивность ультрафиолетового излучения на поверхности Земли сильно меняется с широтой. Угол, под которым Солнце стоит над горизонтом в полдень, влияет на многие типы биологической адаптации — например, от него зависит цвет кожи человека в различных регионах земного шара[15].
Наблюдаемый с Земли путь Солнца по небесной сфере изменяется в течение года. Путь, описываемый в течение года той точкой, которую занимает Солнце на небе в определённое заданное время, называется аналеммой и имеет форму цифры 8, вытянутой вдоль оси север — юг. Самая заметная вариация в видимом положении Солнца на небе — его колебание вдоль направления север — юг с амплитудой 47° (вызванное наклоном плоскости эклиптики к плоскости небесного экватора, равным 23,5°). Существует также другая компонента этой вариации, направленная вдоль оси восток — запад и вызванная увеличением скорости орбитального движения Земли при её приближении к перигелию и уменьшением — при приближении к афелию. Первое из этих движений (север — юг) является причиной смены времён года.
Земля проходит через точку афелия в начале июля и удаляется от Солнца на расстояние 152 млн км, а через точку перигелия — в начале января и приближается к Солнцу на расстояние 147 млн км[16]. Видимый диаметр Солнца между этими двумя датами меняется на 3 %[17]. Поскольку разница в расстоянии составляет примерно 5 млн км, то в афелии Земля получает примерно на 7 % меньше тепла. Таким образом, зимы в северном полушарии немного теплее, чем в южном, а лето немного прохладнее.
Солнце — магнитоактивная звезда. Она обладает сильным магнитным полем, напряжённость которого меняется со временем и которое меняет направление приблизительно каждые 11 лет, во время солнечного максимума. Вариации магнитного поля Солнца вызывают разнообразные эффекты, совокупность которых называется солнечной активностью и включает в себя такие явления, как солнечные пятна, солнечные вспышки, вариации солнечного ветра и т. д., а на Земле вызывает полярные сияния в высоких и средних широтах и геомагнитные бури, которые негативно сказываются на работе средств связи, средств передачи электроэнергии, а также негативно воздействует на живые организмы (вызывают головную боль и плохое самочувствие у людей, чувствительных к магнитным бурям)[18][19]. Предполагается, что солнечная активность играла большую роль в формировании и развитии Солнечной системы. Она также оказывает влияние на структуру земной атмосферы.
Жизненный цикл
Солнце является молодой звездой третьего поколения (популяции I) с высоким содержанием металлов, то есть оно образовалось из останков звёзд первого и второго поколений (соответственно популяций III и II).
Текущий возраст Солнца (точнее время его существования на главной последовательности), оценённый с помощью компьютерных моделей звёздной эволюции, равен приблизительно 4,5 млрд лет[20].
Считается[20], что Солнце сформировалось примерно 4,5 млрд лет назад, когда быстрое сжатие под действием сил гравитации облака молекулярного водорода привело к образованию в нашей области Галактики звезды первого типа звёздного населения типа T Тельца.
Звезда такой массы, как Солнце, должна существовать на главной последовательности в общей сложности примерно 10 млрд лет. Таким образом, сейчас Солнце находится примерно в середине своего жизненного цикла[21]. На современном этапе в солнечном ядре идут термоядерные реакции превращения водорода в гелий. Каждую секунду в ядре Солнца около 4 млн тонн вещества превращается в лучистую энергию, в результате чего генерируется солнечное излучение и поток солнечных нейтрино.
По мере того, как Солнце постепенно расходует запасы своего водородного горючего, оно становится всё горячее, а его светимость медленно, но неуклонно увеличивается. К возрасту 5,6 млрд лет, через 1,1 млрд лет от настоящего времени, наше дневное светило будет ярче на 11 %, чем сейчас[22]. Увеличение светимости Солнца в этот период таково, что поверхность Земли вследствие парникового эффекта, индуцированного парами воды, будет слишком горяча для того, чтобы на ней могла существовать жизнь в её современном понимании. Несмотря на это, жизнь может остаться в океанах[23] и полярных областях. По мнению профессора Пенсильванского университета Дж. Кастинга[24], исчезновение жизни из-за повышения температуры, вызванного увеличением яркости Солнца[25], возможно ещё до стадии красного гиганта, через 1 миллиард лет[26][27]. К этому моменту Солнце достигнет максимальной поверхностной температуры (5800 К) за всё своё время эволюции в прошлом и будущем вплоть до фазы белого карлика; на следующих стадиях температура фотосферы будет меньше.
К возрасту 8 млрд лет (через 3,5 млрд лет от настоящего времени) яркость Солнца возрастёт на 40 %[22]. К тому времени условия на Земле будут подобны условиям на Венере сегодня[23]: вода с поверхности планеты исчезнет полностью и улетучится в космос[23]. Эта катастрофа приведёт к окончательному уничтожению всех форм жизни на Земле. По мере того как водородное топливо в солнечном ядре будет выгорать, его внешняя оболочка будет расширяться, а ядро — сжиматься и нагреваться.
Когда Солнце достигнет возраста 10,9 млрд лет (6,4 млрд лет от настоящего времени), водород в ядре кончится, а образовавшийся из него гелий, ещё неспособный в этих условиях к термоядерному горению, станет сжиматься и уплотняться ввиду прекращения ранее поддерживавшего его «на весу» потока энергии из центра. Горение водорода будет продолжаться в тонком внешнем слое ядра. На этой стадии радиус Солнца достигнет 1,59 R☉, а светимость будет в 2,21 раза больше современной. В течение следующих 0,7 млрд лет Солнце будет относительно быстро расширяться (до 2,3 R☉), сохраняя почти постоянную светимость, а его температура упадёт с 5500 K до 4900 K[23]. В конце этой фазы, достигнув возраста 11,6 млрд лет (через 7 млрд лет от настоящего времени) Солнце станет субгигантом[23].
Приблизительно через 7,6-7,8[28][23] миллиардов лет, к возрасту 12,2 млрд лет ядро Солнца разогреется настолько, что запустит процесс горения водорода в окружающей его оболочке[28]. Это повлечёт за собой бурное расширение внешних оболочек светила, и таким образом Солнце покинет главную последовательность, на которой оно находилось почти с момента своего рождения, и станет красным гигантом, перейдя на вершину ветви красных гигантов диаграммы Герцшпрунга — Рассела[28]. В этой фазе радиус Солнца увеличится в 256 раз по сравнению с современным[28]. Расширение звезды приведёт к сильному увеличению её светимости (в 2700 раз) и охлаждению поверхности до 2650 К[28]. По-видимому, расширяющиеся внешние слои Солнца в это время достигнут современной орбиты Земли. При этом исследования показывают, что ещё до этого момента из-за усиления солнечного ветра вследствие многократного увеличения площади поверхности Солнце потеряет более 28 %[23] своей массы, что приведёт к тому, что Земля перейдёт на более далёкую от Солнца орбиту и, таким образом, избежит поглощения внешними слоями солнечной плазмы[29][26]. Хотя исследования 2008 года показывают, что Земля, скорее всего, всё-таки будет поглощена Солнцем вследствие замедления вращения Солнца и последующих приливных взаимодействий с его внешней оболочкой[28], которые приведут к приближению орбиты Земли обратно к Солнцу. Даже если наша планета избежит поглощения Солнцем, вся вода на ней перейдёт в газообразное состояние, а её атмосфера будет сорвана сильнейшим солнечным ветром[30].
Данная фаза существования Солнца продлится лишь около десяти миллионов лет. Когда температура в ядре достигнет 100 млн К, произойдёт гелиевая вспышка, и начнётся термоядерная реакция синтеза углерода и кислорода из гелия[23]. Солнце, получившее новый источник энергии, уменьшится в размере до 9,5 R☉[23]. Спустя 100—110 млн лет, когда запасы гелия иссякнут, повторится бурное расширение внешних оболочек звезды, и она снова станет красным гигантом[23]. Этот период существования Солнца будет сопровождаться мощными вспышками, временами его светимость будет превышать современный уровень в 5200 раз[23][31]. Это будет происходить от того, что в термоядерную реакцию будут вступать ранее не затронутые остатки гелия[31]. В таком состоянии Солнце просуществует около 20 млн лет[23].
Масса Солнца недостаточна для того, чтобы его эволюция завершилась взрывом сверхновой. После того как Солнце пройдёт фазу красного гиганта, термические пульсации приведут к тому, что его внешняя оболочка будет сорвана, и из неё образуется планетарная туманность. В центре этой туманности останется сформированный из ядра Солнца белый карлик, очень горячий и плотный объект, но размером только с Землю[23]. Изначально этот белый карлик будет иметь температуру поверхности 120 000 К[23] и светимость 3500[23] солнечных, но в течение многих миллионов и миллиардов лет будет остывать и угасать. Данный жизненный цикл считается типичным для звёзд малой и средней массы.
Структура
Внутреннее строение Солнца
Солнечное ядро
Центральная часть Солнца с радиусом примерно 150—175 тыс. км (то есть 20-25 % от радиуса Солнца), в которой идут термоядерные реакции, называется солнечным ядром[32]. Плотность вещества в ядре составляет примерно 150 000 кг/м³[33] (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 млн К. Анализ данных, проведённый миссией SOHO, показал, что в ядре скорость вращения Солнца вокруг своей оси значительно выше, чем на поверхности[32][34]. В ядре осуществляется протон-протонная термоядерная реакция, в результате которой из четырёх протонов образуется гелий-4[35]. При этом каждую секунду в излучение превращаются 4,26 млн тонн вещества, однако эта величина ничтожна по сравнению с массой Солнца — 2·1027 тонн. Мощность, выделяемая различными зонами ядра, зависит от их расстояния до центра Солнца. В самом центре она достигает, согласно теоретическим оценкам, 276,5 Вт/м³[36]. Таким образом, на объём человека (0,05 м³) приходится выделение тепла 285 Ккал/день (1192 кДж/день), что на порядок меньше удельного тепловыделения живого бодрствующего человека. Удельное же тепловыделение всего объёма Солнца ещё на два порядка меньше. Благодаря столь скромному удельному энерговыделению запасов «топлива» (водорода) хватает на несколько миллиардов лет поддержания термоядерной реакции.
Ядро — единственное место на Солнце, в котором энергия и тепло получается от термоядерной реакции, остальная часть звезды нагрета этой энергией. Вся энергия ядра последовательно проходит сквозь слои, вплоть до фотосферы, с которой излучается в виде солнечного света и кинетической энергии[37][38].
Зона лучистого переноса
Над ядром, на расстояниях примерно от 0,2-0,25 до 0,7 радиуса Солнца от его центра, находится зона лучистого переноса. В этой зоне перенос энергии происходит главным образом с помощью излучения и поглощения фотонов. При этом направление каждого конкретного фотона, излучённого слоем плазмы, никак не зависит от того, какие фотоны плазмой поглощались, поэтому он может как проникнуть в следующий слой плазмы в лучистой зоне, так и переместиться назад, в нижние слои. Из-за этого промежуток времени, за который многократно переизлучённый фотон (изначально возникший в ядре) достигает конвективной зоны, может измеряться миллионами лет. В среднем этот срок составляет для Солнца 170 тыс. лет[39].
Перепад температур в данной зоне составляет от 2 млн К на поверхности до 7 млн К в глубине[40]. При этом в данной зоне отсутствуют макроскопические конвекционные движения, что говорит о том, что адиабатический градиент температуры в ней больше, чем градиент лучевого равновесия[41]. Для сравнения, в красных карликах давление не может препятствовать перемешиванию вещества и зона конвекции начинается сразу от ядра. Плотность вещества в данной зоне колеблется от 0,2 (на поверхности) до 20 (в глубине) плотностей воды[40].
Конвективная зона Солнца
Ближе к поверхност
wiki-org.ru
