Интересные факты о Солнце

Что оно скрывает и почему так холодно?

Одной из фундаментальных загадок Солнца является температурная аномалия солнечной короны — проблема нагрева. Корона – последняя внешняя оболочка Солнца. Её температура — от 600 000 до 2 000 000 градусов, а в случае вспышек может достигать десятков миллионов градусов Кельвина. Несмотря на это, корона видна невооружённым глазом только во время полного солнечного затмения. Её яркость невелика, так как плотность вещества в короне очень мала. Парадокс заключается в том, что хотя и в недрах Солнца, где протекают термоядерные реакции синтеза, температура достигает миллионов градусов Кельвина, но между короной и недрами Солнца расположен еще один слой — фотосфера, температура которой на три порядка ниже — всего около 5-6 тысяч градусов Кельвина. Существует более десятка конкурирующих теорий, которые связывают этот эффект с трансформацией энергии магнитного поля в тепловую энергию. Солнечная корона, поскольку ее температура очень велика, интенсивно испускает лучи в ультрафиолетовом и рентгеновских диапазонах. Эти излучения не проходят сквозь земную атмосферу, но сейчас уже ученые могут исследовать их при помощи космических аппаратов.

Справка: Валерий Михайлович Накаряков — профессор Уорикского Университета (Великобритания), председатель Департамента физики Солнца Великобритании, эксперт в отделе грантов по астрономии, член совета Королевского астрономического общества и автор известного обзора «Корональные волны и колебания» в the Living Reviews of Solar Physic, а также автор более двухсот научных статей в рецензируемых журналах

Основные научные достижения профессора Накарякова связаны с магнитогидродинамической корональной сейсмологией. Текущая деятельность Накарякова, помимо преподавания, включает исследования по физике Солнца, руководство и участие в международных научных проектах Solar Orbiter, АРКА, HiRISE, SPARK и PROBA-3.

Автор текста:

Краснопевцева Екатерина Александровна,

2 августа, 2017 г.

Физика

космос

Подпишись на IQ.HSE

Лучистые зоны звёзд[править | править код]

У звёзд главной последовательности, имеющих малую массу — красных карликов, зона конвекции занимает все пространство от ядра до фотосферы (лучистая зона отсутствует), поскольку давление в их недрах не может сжать вещество настолько, чтобы препятствовать его перемешиванию, и привести к возникновению зоны лучистого переноса. Лучистая зона по тем же причинам отсутствует и у молодых звёзд малой массы (до трёх масс Солнца), ещё не завершивших процесс гравитационного сжатия и находящихся на подходе к главной последовательности. У красных гигантов зона конвекции также простирается непосредственно до ядра.

У молодых звёзд промежуточной массы (от 2 до 8 массы Солнца) нет конвективных зон (происходит только лучистый перенос) вплоть до вступления на главную последовательность.

Звёзды типа Солнца и меньше имеют лучистое ядро и конвективную атмосферу, звёзды больше 1,4 массы Солнца имеют конвективное ядро и лучистую атмосферу.

Основные зоны Солнца

Чтобы иметь представление о том, каким является внутреннее строение Солнца, стоит остановиться на каждом его слое более подробно.

Ядро

Это центральная область нашего светила. Она обладает радиусом, равным 150-175 тысяч километров. А это – порядка 20 или даже 25% всего солнечного радиуса. По сути, ядерная зона представляет собой реактор термоядерного типа, потому что в нём происходят одноимённые реакции. Изучая слои Солнца, в частности – ядро, можно отметить, что его плотность в 150 раз выше, чем у воды, а температурное значение превышает отметку в 14 000 000 Кельвинов.

Что касается «скоростного режима», в котором звезда вращается вокруг собственной оси, в ядерной области он значительно выше в сравнении с тем, что предполагает поверхность Солнца. Ежесекундно за счёт термоядерных явлений в излучение вовлекается 4,26 миллионов тонн всевозможных веществ. Однако топливного ресурса, возникающего за счёт действия звезды, достаточно для того, чтобы энергия «работала» в течение нескольких миллиардов лет.

Территория лучистого переноса

В этой части нашего естественного светила энергия переносится преимущественно посредством излучения и поглощения фотонов. При всем этом направленность каждого элемента, который излучен плазматическим слоем, не зависит от того, какие из них поглощались плазмой, а какие не поглощались. Поэтому есть вероятность проникновения в следующий плазменный слой в лучистой области, а также перемещения вниз, назад.

По описанным причинам временной интервал, за которой фотон, который изначально появился в ядре, достигает конвективной части светила, может составлять миллионы лет. В среднем этот отрезок времени для нашей главной звезды равен около 170 000 лет. По этой причине внутреннее строение Солнца вызывает среди учёных неподдельный интерес и многочисленные вопросы.

Конвективная зона

Следующая часть внешней области светила приходится на конвективную часть. Она располагается максимально близко к такому элементу, как поверхность Солнца. Чем ближе к ней, тем ниже становится плотность и температурный режим. Этих параметров становится недостаточно для того, чтобы в полной мере перенести энергию посредством повторного излучения. Вследствие этого появляется вихрь, в рамках которого плазма перемешивается, а энергии подступает к фотосфере.

По мере того как слои Солнца взаимодействуют между собой, наблюдается следующая картина. Вещество, относящееся к фотосфере, охлаждается на поверхности и погружается в глубину конвективной части. С другой стороны, элемент излучается из области лучевого переноса и впоследствии поднимается вверх. Оба эти процесса протекают достаточно быстро. В результате возникает процесс конвекции. Слой, расположенный под поверхностью, имеет толщину в 200 000 километров. По мере приближения к самой верхней части наблюдается падение температуры до отметки в 5800 К.

Ссылки [ править ]

1. ^ Behrend, R .; Мэдер, А. (2001). «Формирование массивных звезд за счет роста темпов аккреции». Астрономия и астрофизика . 373 : 190–198. arXiv : astro-ph / 0105054 . Бибкод : 2001A & A … 373..190B . DOI : 10.1051 / 0004-6361: 20010585 . S2CID  18153904 .
2. ^ Мартинс, F .; Depagne, E .; Russeil, D .; Махи, Л. (2013). «Свидетельства квазихимически однородной эволюции массивных звезд до солнечной металличности». Астрономия и астрофизика . 554 : A23. arXiv1304,3337 . Bibcode2013A&A … 554A..23M . DOI10.1051 / 0004-6361 / 201321282 . S2CID 54707309 .
3. ^ Райнерс, А .; Басри, Г. (март 2009 г.). «О магнитной топологии частично и полностью конвективных звезд». Астрономия и астрофизика . 496 (3): 787–790. arXiv0901.1659 . Бибкод2009A&A … 496..787R . DOI10.1051 / 0004-6361: 200811450 . S2CID 15159121 .
4. ^ d’Antona, F .; Монтальбан, Дж. (2003). «Эффективность конвекции и обеднения лития на предосновной последовательности». Астрономия и астрофизика . 212 : 213–218. arXivastro-ph / 0309348 . Бибкод2003A & A … 412..213D . DOI10.1051 / 0004-6361: 20031410 . S2CID 2590382 .
5. ^ Lebzelter, T .; Lederer, MT; Cristallo, S .; Hinkle, KH; Straniero, O .; Аринджер, Б. (2008). «Звезды AGB среднего возраста скопления LMC NGC 1846». Астрономия и астрофизика . 486 (2): 511. arXiv0805.3242 . Бибкод2008A & A … 486..511L . DOI10.1051 / 0004-6361: 200809363 . S2CID 18811290 .

Эволюция Солнца

Предполагается, что Солнце родилось в сжавшейся газопылевой туманности. Есть, по крайней мере, две теории относительно того, что дало толчок первоначальному сжатию туманности. Согласно одной из них предполагается, что один из спиральных рукавов нашей галактики проходил через нашу область пространства примерно 5 млрд. лет назад. Это могло вызвать легкое сжатие и привести к формированию центров тяготения в газо-пылевом облаке. Действительно, сейчас вдоль спиральных рукавов мы видим довольно большое количество молодых звезд и светящихся газовых облаков. Другая теория предполагает, что где-то недалеко (по масштабам Вселенной, конечно) взорвалась древняя массивная сверхновая звезда. Возникшая ударная волна могла быть достаточно сильной, чтобы инициировать звездообразование в «нашей» газо-пылевой туманности. В пользу этой теории говорит то, что ученые, изучая метеориты, обнаружили довольно много элементов, которые могли образоваться при взрыве сверхновой.

Далее, когда столь грандиозная масса (2*1030кг) сжималась под действием сил гравитации, она сама себя сильно разогрела внутренним давлением до температур, при которых в ее центре смогли начаться термоядерные реакции. В центральной части температура на Солнце равна 15000000K, а давление достигает сотни миллиардов атмосфер. Так зажглась новорожденная звезда (не путайте с новыми звездами).

В основном Солнце в начале своей жизни состояло из водорода. Именно водород в ходе термоядерных реакций превращается в гелий, при этом выделяется энергия, излучаемая Солнцем. Солнце принадлежит к типу звезд, называемых желтыми карликами. Оно – звезда главной последовательности и относится к спектральному классу G2. Масса одинокой звезды довольно однозначно определяет ее судьбу. За время жизни (~5 миллиардов лет), в центре нашего светила, где температура достаточно высока, сгорело около половины всего имеющегося там водорода. Примерно столько же, 5 миллиардов лет, Солнцу осталось жить в таком виде, к которому мы с вами привыкли.

После того, как в центре светила водород будет на исходе, Солнце увеличится в размерах, станет красным гигантом. Это сильнейшим образом скажется на Земле: повысится температура, океаны выкипят, жизнь станет невозможной. Затем, исчерпав «топливо» совсем и не имея более сил держать внешние слои красного гиганта, наша звезда закончит свою жизнь как белый карлик, порадовав неведомых нам внеземных астрономов будущего новой планетарной туманностью, форма которой может оказаться весьма причудливой благодаря влиянию планет.

Смерть Солнца по времени

• Уже через 1,1 млрд. лет, светило увеличит свою яркость на 10 %, что повлечет сильное нагревание Земли.
• Через 3,5 млрд. лет, яркость увеличиться на 40%. Начнут испаряться океаны и наступит конец всему живому на Земле.
• По прошествии 5,4 млрд. лет, в ядре звезды закончится топливо – водород. Солнце начнет увеличиваться в размерах, за счет разрежения внешней оболочки и нагрева ядра.
• Через 7,7 млрд. лет, наша звезда превратиться в красного гиганта, т.к. увеличиться в 200 раз из-за этого будет поглощена планета Меркурий.
• В конце, через 7,9 млрд. лет, внешние слои звезды настолько разредятся, что распадаться на туманность, а в центре бывшего Солнца будет маленький объект – белый карлик. Так закончит существование наша Солнечная система. Все строительные элементы, оставшиеся после распада, не пропадут, они станут основой для зарождения новых звезд и планет.

Структура Солнечной системы

Четыре из них имеют схожие свойства с Землёй: имеют высокую плотность, поскольку состоят по большей части из металлов и силикатов; обладают ядром планеты, состоящим преимущественно из железа и никеля; имеют мантию, состоящую из силикатов; не имеют колец.

Планеты земной группы ещё иногда называют внутренними. Это объясняется тем, что они занимают четыре первые орбиты. Ближе всех к Солнцу — Меркурий. Он же является самой маленькой планетой (в 18 раз меньше массы Земли).Венера лишь немного уступает по размерам нашей Земле. Однако, условия планет схожими никак не назовёшь. Из-за того, что Венера находится довольно близко к звезде (на второй орбите), она обладает самой высокой температурой — более 400°C. Соответственно, воды на ней очень мало.Марс по массе почти в десять раз меньше Земли. Расположен он на 4-ой орбите, за счёт чего на планете преобладают низкие температуры (в среднем, -50°C). Хоть некоторые, видя красный цвет Марса (из-за оксида железа), считают, что там жарко — это не так.

Оставшиеся 4 планеты системы — газовые гиганты. Это значит, что они куда массивнее Земли и состоят, в основном, из водорода, гелия, метана и иных элементов. Соответственно, они имеют относительно маленькую плотность.Ещё одной их особенностью является быстрое вращение вокруг своей оси (от 9 до 17 часов).Юпитер — самая большая из этих планет в Солнечной системе. Она превышает массой все остальные планеты вместе взятые в два с половиной раза. Вокруг Юпитера вращается 67 спутников, некоторые из них схожи по размерам с Меркурием.
Вторая по величине — планета Сатурн. Он широко известен благодаря своей красивой системе колец. Также интересен своей маленькой плотностью (средняя плотность Сатурна немного меньше плотности воды). Имеет 62 спутника, один из которых обладает атмосферой (единственный такой в системе).
Самым лёгким из гигантов является Уран. Превышает своей массой Землю всего лишь в 14 раз. Вокруг него вращается 27 спутников.
А вот по размерам самый маленький — Нептун. У него также меньше всего спутников — всего 14.

Помимо этих восьми основных планет, в системе также есть и множество других. Они все относятся к группе планет-карликов (таковыми они считаются, потому что не могут расчистить от других объектов свою орбиту).

Наиболее распространёнными объектами Солнечной система являются небольшие астероиды (несколько сотен тысяч). Они не имеют атмосферы, обладают неправильной формой и небольшими размерами. Но они также, как и планеты, вращаются вокруг Солнца и могут иметь спутники (раньше их называли малыми планетами).

Кометы — маленькие тела системы (обычно — пару километров). По большей части они состоят из летучих веществ (льдов), которые испаряются при достаточном приближении к Солнцу. Именно благодаря такому эффекту мы можем наслаждаться их красотой.Сейчас их насчитано более трёх тысяч. Но со временем летучие вещества из комет испаряются и они переходят в разряд астероидов.

Земной день

Если на небосвод смотреть с точки зрения землянина в поисках ответа на вопрос, почему Солнце светит днём и где оно встаёт, то вскоре можно убедиться, что Солнце всходит на востоке, а его заход можно увидеть на западе.

Происходит это из-за того, что наша планета не только движется вокруг Солнца, но ещё и вращается вокруг своей оси, совершая полный оборот за 24 часа. Если смотреть на Землю из космоса, то можно увидеть, что она, как большинство планет Солнца, оборачивается против часовой стрелки, с запада на восток. Стоя на Земле и наблюдая за тем, где Солнце показывается утром, всё видится в зеркальном отражении, а потому Солнце встаёт на востоке.

При этом наблюдается интересная картина: человек, наблюдая за тем, где Солнце находится, стоя на одной точке, вместе с Землёй движется в восточном направлении. В это же время части планеты, которые расположены в западной стороне, одну за другой постепенно начинает освещать свет Солнца. Так. например, восход Солнца на восточном побережье США можно увидеть на три часа раньше до того, как Солнце встаёт на западном.

Солнце осушит наши океаны через 3,5 миллиарда лет?

Текущий возраст Солнца (время его существования), оценённый с помощью компьютерных моделей звёздной эволюции, равен приблизительно 4,57 млрд лет. К слову, Солнце является молодой звездой третьего поколения. Ученым удалось выяснить, что в самом начале своей жизни Солнце на три четверти состояло из водорода. Этот элемент в ходе термоядерных реакций превращается в гелий. При этом, собственно, выделяется энергия, излучаемая Солнцем. Механизм следующий: масса ядра гелия на 0,7% меньше массы ядер водорода, из которых оно образовалось, а по формуле Эйнштейна (Е = mc^2) эта разница в массе превращается в энергию. Если говорить о массе Солнца, то, по расчётам ученых, такая звезда должна существовать на главной последовательности в общей сложности примерно 10 млрд лет. Таким образом, сейчас Солнце находится примерно в середине своего жизненного цикла. После того как в центре звезды водород будет на исходе, Солнце увеличится в размерах и превратится в красного гиганта, поглотив Меркурий и Венеру. Эти изменения, конечно, драматическим образом скажутся и на нашей планете. Повысится температура Земли, океаны выкипят. Жизнь в той форме, в которой мы её знаем сейчас, станет невозможной. Солнце же в итоге ждет судьба белого карлика. Его гравитационного влияния уже не будет хватать для поддержания оставшихся планет на текущих орбитах. Они, по всей видимости, начнут сталкиваться, что приведет к образованию огромного количества астероидов, состав которых будет напоминать ядра планет. Но это лишь предположение, хотя и основанное на эмпирических данных, которые получены из космоса с помощью телескопа Хаббл. Как будет на самом деле, наше с вами поколение, к счастью, не узнает.

Строение[править | править код]

Водород в зоне лучистого переноса сжат настолько плотно, что соседние протоны не могут поменяться местами, из-за чего перенос энергии путём перемешивания вещества очень затруднён. Дополнительные препятствия для перемешивания вещества создаёт низкая скорость убывания температуры по мере движения от нижних слоёв к верхним, которая обусловлена прежде всего высокой теплопроводностью водорода. Прямое излучение наружу также невозможно, поскольку водород непрозрачен для излучения, возникающего в ходе реакции ядерного синтеза.

Перенос энергии, кроме теплопередачи, происходит также путём последовательного поглощения и излучения фотонов отдельными слоями частиц.

Жизненный цикл

___________________________________________________________________

Жизненный цикл Солнца

___________________________________________________________________

Считается что Солнце сформировалось примерно 4,59 миллиарда лет назад, когда быстрое сжатие под действиемсил гравитации облака молекулярного водородапривело к образованию в нашей области Галактики звезды первого типа звездного поколения типа Т Тельца. Масса Солнца недостаточна для того, чтобы его эволюция завершилась взрывом сверхновой. Вместо этого, через 4—5 миллиардов лет оно превратится в звезду типа красный гигант.  Примерно через 7,8 миллиарда лет, когда температура в ядре достигнет приблизительно 100 миллионов градусов, в нём начнётся термоядерная реакция синтеза углерода и кислорода из гелия. На этой фазе развития температурные неустойчивости внутри Солнца приведут к тому, что оно начнёт терять массу и сбрасывать оболочку. 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 формированная из очень горячего ядра Солнца звезда типа белый карлик, которая в течение многих миллиардов лет будет постепенно остывать и угасать. Описанный выше сценарий эволюции Солнца типичен для звёзд малой и средней массы.

Двигаемся от ядра

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

Солнечный центр охватывает около 25% звездного радиуса и раскаляется выше 15 млн. К. Высокая сила гравитации формирует сильный уровень давления, который сталкивает атомы водорода в ядерных реакциях синтеза.

Мощные взрывы создают энергетические вспышки высокой мощности. Они еще не напоминают известный нам свет и способны убить. Речь идет о гамма-излучении. Если бы не возникало никаких препятствий, то лучи преодолевали дистанцию к солнечной поверхности за пару секунд. Однако рожденному фотону приходится карабкаться сквозь плотный слой атомов водорода. На это уходит не меньше сотни лет.

Конвективные зоны звёзд различной массы[править | править код]

Расположение лучистой зоны и конвекционной в звёздах разной массы

Обычная конвективная зонаправить | править код

Солнце, а также звёзды главной последовательности, имеющие среднюю массу и близкий спектральный класс, обладают конвективной зоной, которая занимает приблизительно треть объёма звезды. Когда горячая плазма поднимается к верхней границе конвективной зоны, она охлаждается за счёт излучения энергии в фотосферу, остывает и погружается вглубь, где нагревается излучением лучистой зоны, после чего цикл повторяется. Поскольку зона ядерных реакций отделена от зоны перемешивания вещества зоной лучистого переноса, то гелий практически не выносится в поверхностные слои Солнца, а накапливается в его ядре.

Конвективная зона на Солнце и сходных звёздах представляет собой зону частично ионизованных водорода и гелия. Конвективная зона простирается до глубины, где водород и гелий полностью ионизованы. Чем ниже температура звезды, тем толще её конвективная зона, у холодных красных звёзд её толщина достигает половины радиуса. Наоборот, у более горячих звёзд спектрального класса А водород заметно ионизован уже на поверхности, поэтому уже на небольшой глубине и водород и гелий полностью ионизованы, следовательно толщина конвективной зоны у таких звёзд мала.

Ядерная конвективная зонаправить | править код

У массивных звёзд ранних спектральных классов (O и B) синтез гелия осуществляется не протон-протонным, а азотно-углеродным циклом. Скорость этой реакции очень сильно зависит от температуры, поэтому температура внутри ядра по мере движения к центру звезды очень быстро возрастает. Большой температурный градиент внутри ядра создаёт условия для формирования ещё одной, внутриядерной зоны конвекции, которая лежит под зоной лучистого переноса, и в которой происходит активное перемешивание массы вещества, участвующего в ядерных реакциях. Это приводит к равномерному выгоранию водорода по всему ядру, что существенно влияет на ход эволюции таких звёзд.

Особенности строения

Современные представления и убеждения гласят о том, что наша звезда включает в свой состав несколько концентрических сфер (областей). Каждая из них наделена своими особенностями. В схематическом разрезе можно увидеть не только внешние характеристики, но и внутренние параметры. Энергетический поток, который освобождается вследствие термоядерных реакций в ядре Солнца, постепенно прокладывает путь к его видимой зоне.

Её перенос, в свою очередь, происходит за счёт определённых процессов. Считается, что в ходе их протекания атомами поглощается, а затем повторно излучается и рассеивается излучение. То есть речь идёт о лучевом способе. После прохождения 80% пути, начиная от ядра и заканчивая поверхностью, газ утрачивает свойства стойкости. Поэтому впоследствии происходит перенос энергии посредством конвекции по направлению к видимой солнечной поверхности. По итогу он попадает в атмосферную часть.

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.

Солнце – совершенный термоядерный реактор

В последнее время ученые всего мира пытаются получить термоядерную энергию, которая будет в производстве более эффективна, чем ядерная реакция. Такой термоядерный реактор мог бы соединять легкие ядра в более тяжелые, приблизительно также, как это происходит на Солнце. На разработку этого проекта затрачиваются огромные средства.

В то же время в природе существует уже пять миллиардов лет совершенный термоядерный реактор — Солнце.

В ядре звезды в том числе и как наше Солнце происходит огромное количество  реакций. Во время каждой реакции количество частиц понижается. Это вызывает понижение давления в ядре звезды, так как давление пропорционально количеству частиц. Внешняя оболочка звезды сдавливает гелиевое ядро, которое нагревается, подобно тому, как нагревается сдавливаемый воздух в воздушном насосе. Но в то время, как тепло  возникает за счет энергии наших мускулов, тепло в ядре звезды возникает за счет гравитационной энергии.

Горячее ядро нагревает слой водорода, покрывающий его. При температуре свыше 7 миллионов градусов по Кельвину водород начинает превращаться в гелий.

На этом этапе звезда,  обладает двумя источниками энергии: энергией гравитационного сжатия выгоревшего гелиевого ядра и  термоядерных реакций в слое, окружающем ядро.
У звезды с двумя источниками энергии повышается ее светимость. В то время как ядро звезды вследствие сил гравитации сжимается, горение водорода на поверхности звезды в процессе расширения охлаждается (приобретает красный цвет).
Нагревание гелия в ядре красного гиганта продолжается до тех пор, пока температура не достигнет ста миллионов градусов. При этой температуре альфа-частицы сталкиваются с такой скоростью, что преодолевают силу взаимного электрического отталкивания и вследствие этого могут приблизиться на расстояние 1 ферми (1 ферми 1×10−15 м) . Между альфа-частицами начинает действовать мощная ядерная сила, которая соединяет их в более сложное атомное ядро.

Солнечная атмосфера и ее строение

Каждая планета Солнечной системы имеет свою атмосферу. У Солнца, как и у других звезд, внешние слои тоже принято называть атмосферой. Солнечная атмосфера имеет свое строение и особенности. Она состоит из:

• фотосферы;
• хромосферы;
• короны.

Фотосфера – это самый глубокий слой солнечной атмосферы.  Его толщина 200-300 километров. Исследователи именно фотосферу считают поверхностью Солнца, поэтому температура фотосферы равна температуре поверхности Светила и в среднем составляет 6000 градусов. Структура фотосферы зернистая, похожая на гранулы. Здесь как раз и наблюдаются протуберанцы и пятна.

Протуберанцы

Протуберанцы представляют собой достаточно большие облака холодного (если сравнивать с остальной поверхностью Светила) газа, которые образуют солнечную корону. Простыми словами – это языки пламени, стремящиеся вырваться из хромосферы.

Хромосфера очень четко видна, когда происходят полные солнечные затмения. С Земли отчетливо наблюдается  яркое кольцо, которое образуется вокруг темного лунного диска, закрывающего Солнце. Хромосфера тянется на 10 000 – 15 000 километров. Температура здесь значительно выше, чем в фотосфере. Плотность же значительно меньше.

Корона – это третий слой солнечной атмосферы. Он относится к разреженным слоям и считается самым обширным и горячим. Температура здесь в 200 раз выше, чем на поверхности Солнца и может  достигать до 3 миллионов градусов. Астрономы до сих пор ищут объяснение этому явлению. Ученые видят корону как лучистое сияние, имеющее перламутровый оттенок. Ее лучи  самые разнообразные: короткие и длинные, прямые и достаточно изогнутые. Самое отличное время для наблюдения – это время полного солнечного затмения. Оно такое короткое, что попытки зарисовать солнечную корону не всегда были удачными. Сделать качественную фотографию тоже не всегда удается. Астрономами было доказано, что вид (форма и  яркость) короны меняется и в разное время она выглядит по-разному. На это также влияет 11–летний цикл солнечной активности. В год максимума пятен корона приобретает круглую форму, ее лучи видны вдоль экватора и на полюсах. В год минимума пятен лучи можно наблюдать в широтах средних и экваториальных. Корона становиться вытянутой и менее  яркой.

Источник энергии Солнца

Источником энергии Солнца, как и других звезд, является превращение водорода в гелий, которое происходит в центральной части звезды. Подобный процесс, вызванный слиянием легких ядер в более тяжелые, носит название термоядерной реакции и сопровождается выделением большого количества энергии. Из недр Солнца эта энергия переносится излучением, а во внешнем слое – конвекцией плазмы.

Атмосфера Солнца

Фотосфера

Фотосфера (слой, излучающий свет) достигает толщины ~320 км и образует видимую поверхность Солнца. Из фотосферы исходит основная часть оптического (видимого) излучения Солнца, излучение же из более глубоких слоёв до неё уже не доходит. Температура в фотосфере достигает в среднем 5800 К. Здесь средняя плотность газа составляет менее 1/1000 плотности земного воздуха, а температура по мере приближения к внешнему краю фотосферы уменьшается до 4800 К. Водород при таких условиях сохраняется почти полностью в нейтральном состоянии. Фотосфера образует видимую поверхность Солнца, от которой определяются размеры Солнца, расстояние от поверхности Солнца и т.д.

Хромосфера

Хромосфера (от др.-греч. чспмб — цвет, уцбЯсб — шар, сфера) — внешняя оболочка Солнца толщиной около 10 000 км, окружающая фотосферу. Происхождение названия этой части солнечной атмосферы связано с её красноватым цветом, вызванным тем, что в её видимом спектре доминирует красная H-альфа линия излучения водорода. Верхняя граница хромосферы не имеет выраженной гладкой поверхности, из неё постоянно происходят горячие выбросы, называемые спикулами (из-за этого в конце XIX века итальянский астроном Секки, наблюдая хромосферу в телескоп, сравнил её с горящими прериями). Температура хромосферы увеличивается с высотой от 4000 до 15 000 градусов.

Плотность хромосферы невелика, поэтому яркость её недостаточна, чтобы наблюдать её в обычных условиях. Но при полном солнечном затмении, когда Луна закрывает яркую фотосферу, расположенная над ней хромосфера становится видимой и светится красным цветом. Её можно также наблюдать в любое время с помощью специальных узкополосных оптических фильтров.

Корона

Корона — последняя внешняя оболочка Солнца. Несмотря на её очень высокую температуру, от 600 000 до 5 000 000 градусов, она видна невооружённым глазом только во время полного солнечного затмения, так как плотность вещества в короне мала, а потому невелика и её яркость. Необычайно интенсивный нагрев этого слоя вызван, по-видимому, магнитным эффектом и воздействием ударных волн (см. Проблема нагрева короны). Форма короны меняется в зависимости от фазы цикла солнечной активности: в периоды максимальной активности она имеет округлую форму, а в минимуме — вытянута вдоль солнечного экватора. Поскольку температура короны очень велика, она интенсивно излучает в ультрафиолетовом и рентгеновском диапазонах. Эти излучения не проходят сквозь земную атмосферу, но в последнее время появилась возможность изучать их с помощью космических аппаратов. Излучение в разных областях короны происходит неравномерно. Существуют горячие активные и спокойные области, а также корональные дыры с относительно невысокой температурой в 600 000 градусов, из которых в пространство выходят магнитные силовые линии. Такая («открытая») магнитная конфигурация позволяет частицам беспрепятственно покидать Солнце, поэтому солнечный ветер испускается в основном из корональных дыр.

Интересные факты о звездах

1. Наиболее распространенными звездами во вселенной являются красные карлики. По большей части это происходит из-за их низкой массы, что позволяет им жить в течение очень долгого времени, прежде чем превратиться в белых карликов.
2. Почти все звезды во вселенной имеют одинаковый химический состав и реакция ядерного синтеза происходит в каждой звезде и является практически идентичной, определяясь лишь запасом топлива.
3. Как мы знаем как и белый карлик, нейтронные звезды являются одним из конечных процессов эволюции звёзд, во многом возникая после взрыва сверхновой. Ранее зачастую тяжело было отличить белого карлика от нейтронной звезды, сейчас же ученые с помощью телескопов нашли различия в них. Нейтронная звезда собирает вокруг себя больше света и это легко увидеть с помощью инфракрасных телескопов. Восьмое место среди интересных фактов о звездах.
4. Благодаря своей невероятной массе, согласно общей теории относительности Эйнштейна, черная дыра на самом деле, это изгиб пространства, таким образом, что все в пределах их гравитационного поля выталкивается к нему. Гравитационное поле черной дыры настолько сильно, что даже свет не может избежать ее.
5. На сколько мы знаем когда у звезды заканчивается топливо, звезда может вырастать в размерах более чем в 1000 раз, далее она превращается в белого карлика, а из-за скорости реакции взрываются. Эта реакция более известна как сверхновая. Ученые предполагают, что в связи с этим долгим процессом и образуются, столь загадочные черные дыры.
6. Многие звезды которые мы наблюдаем в ночном небе, могут казаться одним проблеском света. Однако это не всегда так. Большинство звезд, которые мы видим в небе на самом деле две звездные системы, или бинарные звездные системы. Они просто невообразимо далеко и нам кажется, что мы видим лишь одно пятнышко света.
7. Звезды которые имеют самую короткую продолжительность жизни, являются наиболее массивными. Они представляют собой высокую массу химических веществ и как правило сжигают свое топливо гораздо быстрее.
8. Не смотря на то что нам иногда кажется что Солнце и звезды мерцают, на самом деле это не так. Эффект мерцания является лишь светом от звезды, который в это время проходит через атмосферу Земли но еще не достиг наших глаз. Третье место среди самых интересных фактов о звездах.
9. Расстояния, участвующие в оценке того, насколько далеко до звезды невообразимо огромны огромны. Рассмотрим пример: До ближайшая до земли звезда находится на расстоянии примерно 4.2 световых года, и что бы добраться до нее, даже на самом быстром нашем корабле, потребуется около 70 000 лет.
10. Самая холодная известная звезда, это коричневый карлик «CFBDSIR 1458+10B» имеющий температуру всего около 100 °C. Самая горячая известная звезда, это голубой сверх гигант, находящийся в млечном пути под названием «Дзета Кормы» ее температура более 42 000 °C.

Источники

• http://kosmos-gid.ru/solar_system/solnce/http://www.examen.ru/add/manual/school-subjects/natural-sciences/astronomy/solncze-blizhajshaya-zvezda/izluchenie-solnczahttp://solarsoul.net/solnce-kak-istochnik-energhttp://www.examen.ru/add/manual/school-subjects/natural-sciences/astronomy/solncze-blizhajshaya-zvezda/evolyucziya-solnczahttp://100facts.ru/fakty-o-solnce.htmlhttps://ru.wikipedia.org/wiki/Солнце

Механизм переноса энергии

Гамма-квант, приходящий из солнечного ядра, поглощается частицей вещества (атомным ядром либо свободным протоном), после чего возбуждённая частица излучает новый квант света. Этот фотон имеет направление, никак не зависящее от направления поглощённого фотона и 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, согласно современным моделям Солнца, может лежать в пределах от 10 тысяч до 170 тысяч лет (иногда встречающаяся цифра в миллионы лет считается завышенной).

Похожие записи:

Истребитель миг-35: особенности и ттх Чем опасен укус клеща и как избежать трагических последствий Левые и правые Загадка саргассова моря и почему там погибают корабли Длина самого маленького динозавра составляла всего 5 сантиметров Выделения из уретры: природа, причины