Солнце - желтый карлик, горячий шар светящихся газов, расположенный в центре нашей солнечной системы . Его гравитация удерживает на орбите все - от самых больших планет до мельчайших частиц космического «мусора». Благодаря гравитации и орбите у нас есть времена года, океанские течения, погода, климат и полярные сияния. Хотя он для нас особенный, в галактическом масштабе он просто звезда, как и многие другие.
Размер и расстояние
Диаметр Солнца - 1 391 016 км. Звезда нашей солнечной системы не такая уж большая, но все же намного больше Земли . Нам потребуется 332 946 масс Земли, чтобы она была такой же массивной, как Солнце.
Солнце находится в 150 000 км от Земли. Ее ближайший звездный сосед - кратная звезда Альфа Центавра: Проксима Центавра, расположенная в 4,24 световых года от Солнца, и Альфа Центавра A и B - две звезды, вращающиеся друг вокруг друга, - расположенные в 4,37 световых годах от нашей звезды. Световой год - это расстояние, которое свет может пройти за год. Это равно 9 460 528 400 000 км (самый быстрый шаттл, который мы можем создать, пролетел бы один световой год за 37 200 лет).
Орбита и вращение
Солнце и все, что вращается вокруг него, находится в Млечном Пути. Наша Солнечная система находится в рукаве Ориона. У Солнца есть орбита - оно вращается вокруг ядра Млечного Пути, унося с собой планеты, астероиды , кометы и другие небесные тела под действием своей гравитации. Солнце движется по галактике со средней скоростью 720 000 км / ч, и ему требуется 230 миллионов лет, чтобы совершить полный оборот вокруг ядра галактики.
Солнце тоже вращается вокруг своей оси. Оно наклонено на 7,25 градуса с относительно его орбиты . Поскольку оно не является твердым телом, разные части Солнца вращаются с разной скоростью. Для вращения оси вокруг экватора требуется 25 земных дней, а на полюсах - 26 земных дней.
Происхождение солнца
Солнце образовалось около 4,5 миллиардов лет назад, когда часть большого молекулярного облака коллапсировала. Из-за огромной силы тяжести остальная часть облака вытянулась, образуя протопланетный диск вокруг новой звезды. Большинство доступных элементов были притянуты к ядру Солнца, что составляет 99,8% массы всей системы.
Солнце сейчас
Солнце прошло примерно половину своей жизни в качестве звезды главной последовательности . Это означает, что в его ядре происходит реакция синтеза - превращение водорода в гелий. Солнце плавит более 4 тонн элементов каждую секунду. Главная последовательность - это самый продолжительный и стабильный период в жизни Солнца.
Солнце будет звездой главной последовательности в общей сложности около 10 миллиардов лет. На этом этапе своей жизни он будет становиться все горячее и горячее, поскольку атомы гелия в его ядре занимают меньше места, чем атомы водорода. Это означает, что ядро Солнца сжимается, приближая внешние слои к ядру, увеличивая давление на его внешние края.
Что случится, когда у Солнца заканчивается водород?
Солнце недостаточно массивно, чтобы взорваться и стать сверхновой. Вместо этого примерно через 5 миллиардов лет он начнет превращаться в красного гиганта. Затем он вырастет до такой степени, что поглотит Меркурий , Венеру и, возможно, Землю.
Прежде чем он станет красным гигантом, его яркость увеличится вдвое. Примерно через 5,4 миллиарда лет Солнце начнет медленно увеличиваться в размерах. Эта фаза продлится примерно полмиллиарда лет. Затем этот процесс ускорится и в следующие полмиллиарда лет будет продолжать расти, пока не станет в 200 раз больше, чем сегодня. Только после этого начнется фаза красных гигантов. Затем он начнет терять вес - примерно 1/3 за миллиард лет.
По истечении этого времени у Солнца будет примерно 120 миллионов лет жизни. Тогда будет много чего. Во-первых, ядро, состоящее в основном из гелия, взорвется (так называемая гелиевая вспышка) и превратится в углерод в течение нескольких минут. Это запустит процесс, в результате которого солнце резко сократится. Он будет «всего» в 10 раз больше, чем сегодня. В течение следующих ста миллионов лет остаток гелия будет медленно сгорать в ядре.
Когда закончится гелий, солнце снова встанет, повторяя с гелием тот же процесс, который происходил, когда водород был основной составляющей ядра. Ядро Солнца будет состоять из углеродно-кислородного ядра. На этом слияние остановится. Затем оно станет звездой, известной как асимптотический гигант.
Примерно через 20 миллионов лет Солнце станет настолько нестабильным из-за быстрой потери массы и тепловых импульсов, что оно будет продолжать увеличиваться в течение нескольких сотен лет с регулярными интервалами примерно в 100 000 лет. Тепловые импульсы будут увеличиваться. Если Земля все еще будет существовать, тогда, вероятно, она будет поглощена Солнцем.
В этой фазе эволюция Солнца значительно ускорится. Его яркость больше не изменится так сильно, но температура повысится. Половина массы нашей звезды будет выброшена в космос, образуя планетарную туманность. Туманность будет ионизирована излучением ядра Солнца - единственной части, которая останется от нашей звезды. Затем Солнце достигнет фазы белого карлика и будет содержать около 54,05% нынешней массы Солнца. Примерно через 10 000 лет планетарная туманность рассеется, но белый карлик просуществует миллиарды лет. Не исключено, что затем он превратится в гипотетического черного карлика.
Структура
Солнце, как и другие звезды, представляет собой шар из раскаленного газа. Он состоит из 91% водорода и 8,9% гелия. Если рассматривать это с точки зрения массы, это 70,6% водорода и 27,4% гелия.
Огромная масса Солнца удерживается силой гравитации, создавая в ядре огромное давление и невообразимые температуры. Солнце состоит из шести областей: ядра, излучаемой зоны и внутренней зоны конвекции; видимая поверхность, известная как фотосфера; хромосферы; и короны.
В ядре температура составляет около 15 миллионов градусов по Цельсию, что достаточно для поддержания синтеза. В этом процессе атомы сливаются в более крупные элементы, высвобождая огромное количество энергии.
Энергия, генерируемая в ядре, приводит в движение солнце и производит тепло, которое излучается в зону излучения. Теплу требуется около 170 000 лет, чтобы достичь вершины радиационной зоны от ядра Солнца. Температура в зоне конвекции опускается до 2 миллионов o C. Пузыри горячей плазмы поднимаются к поверхности Солнца. Его поверхность - та часть, которую мы видим - имеет температуру около 5 500 000 o C. Это намного меньше, чем у ядра, но достаточно теплая, чтобы заставить углерод в виде алмазов и графита не только плавиться, но даже кипеть.
Поверхность
Поверхность Солнца - фотосфера - имеет толщину 500 км. Здесь большая часть солнечной радиации выходит наружу. Это не твердая поверхность, как на планетах. В основном он состоит из газов.
Мы воспринимаем излучение фотосферы в основном как солнечный свет, когда оно достигает Земли примерно через 8 минут после того, как покидает поверхность Солнца.
Атмосфера
Над фотосферой находится крошечная хромосфера и корона, которые создают тонкую атмосферу. Здесь мы видим такие вещи, как солнечные пятна и вспышки.
Свет, видимый в этой области Солнца, обычно слишком слаб, чтобы его можно было увидеть на яркой фотосфере. Хромосфера выглядит как красный ободок вокруг солнца. Корона образует красивые белые полосы плазмы вокруг звезды, образуя цветочные формы.
Как ни странно, температура атмосферы Солнца увеличивается с удалением от него. В самой дальней точке атмосферы она достигает 2 миллионов o C. Источник высоких температур в солнечной короне был загадкой на протяжении 50 лет.
Жизнь на Солнце?
Солнце - не самое подходящее место для жизни. Это горячая смесь газов и плазмы. Однако жизнь на Земле возможна именно благодаря Солнцу. Он дает нам тепло и энергию, которые используют растения - основные продукты многих пищевых цепочек.
Луны
У Солнца и других звезд нет лун. Вместо этого у них есть принадлежащие им планеты и луны; астероиды, кометы и другие объекты, захваченные огромной гравитацией звезды.
Магнитосфера
Электрические токи на Солнце создают сложное магнитное поле, которое простирается далеко в космос, образуя межпланетное магнитное поле. Та часть космоса, которая контролируется магнитным полем Солнца, называется гелиосферой.
Магнитное поле Солнца переносится по солнечной системе солнечным ветром, потоком заряженного газа, который «дует» во всех направлениях. Солнце вращается вокруг своей оси, поэтому его магнитное поле находится в форме спирали, известной как спираль Паркера.
Солнце не всегда действует одинаково. Он проходит фазы собственного солнечного цикла. Примерно каждые 11 лет полюса Солнца меняют свою полярность. За это время фотосфера, хромосфера и корона меняются из спокойного состояния в активное. Этот период известен как солнечный максимум. Это когда появляются солнечные бури, пятна, вспышки и корональные выбросы массы. Они вызывают аномалии магнитного поля Солнца и выделяют огромное количество энергии и частиц. Некоторые из них возвращаются на Землю. Такая космическая погода может повредить спутники и повлиять на электричество на Земле. Достаточно массивный выброс массы уничтожил бы электронику по всей планете.
Интересные факты
В 2014 году наша планета могла быть разрушена. Мы были близки к траектории коронального выброса массы - крупнейшего за более чем 150 лет. Если бы это произошло неделей ранее, все электронные устройства перестали бы работать.
В 1610 году Галилей и Томас Харриот первыми заметили солнечные пятна. Это была не очень хорошая идея, так как они использовали обычный телескоп и смотреть на Солнце без надлежащей защиты могло серьезно повредить зрение.
В 1994 году космический корабль Genesis вернулся из своего путешествия вокруг Солнца. Он привез с собой образец солнечного ветра, благодаря которому мы смогли выяснить, из чего он состоит и как работает.
19 июня 2012 г. нагретая плазма в солнечной атмосфере начала остывать и падать на поверхность. Это было снято одним из зондов, вращающихся вокруг Солнца. На фото вверху показано явление, известное как корональный дождь.
* Астрономическая единица (AU) - это расстояние от Солнца до Земли.
