Солнце, наша единственная звезда, может проявлять себя по-всякому. Например, на ней могут появляться пятна. От неё исходит солнечный ветер. А ещё бывают солнечные извержения, солнечные бури, выбросы корональной массы, геомагнитные бури и так далее.
Но объединяет все эти явления одно – магнитное поле Солнца.
Все эти события несомненно влияют на нас, людей. И сегодня мы о них поговорим.
Рождение звезды
Солнечная система родилась 4,6 миллиарда лет назад. Она сформировалась из огромных облаков пыли и газа, некоторые из которых существовали с момента зарождения Вселенной, а некоторые появились в результате взрывов массивных звёзд.
Некоторые «неравномерности» в распределении вещества внутри этих облаков привели к образованию небольших скоплений вещества и областей повышенной гравитации. Когда гравитация становится больше, чем в окружающей области пространства, «сгусток» материи начинает притягивать ещё больше материи и, таким образом, становится все больше и больше. Из-за возрастающей гравитации притяжение становится сильнее и накопление материи происходит всё быстрее и быстрее.
Видели ли вы когда-нибудь, как начинает вращаться всё быстрее и быстрее фигуристка, когда прижимает руки к телу? Вот так же и наше облако начинает вращаться в процессе сжатия. При этом скопившаяся в центре материя нагревается и уплотняется. Вокруг этого ядра создаётся кольцо из пыли и газа, часть вблизи ядра более горячая, а часть дальше от ядра — холодная. Внутри кольца тоже начинают образовываться области большего скопления материи, которые затем образовывают планеты. И вуаля!
Солнечная система готова!
Внутри Солнца
Сегодня температура в ядре Солнца превышает 15 миллионов градусов, а давление там в 250 миллиардов раз превышает давление, которое мы имеем на земной поверхности.
Солнце имеет диаметр почти полтора миллиона километров и массу 1,989×10^30 кг. То есть наша звезда в 100 раз больше Земли по диаметру, и в 333 000 раз её тяжелее.
Солнце, несомненно, является самым большим телом в нашей планетной системе. 99,8% массы всей Солнечной системы приходится именно на Солнце.
Большая её часть принадлежит Юпитеру. Однако при всём этом Солнце – самая обычная звезда. Во Вселенной есть огромное количество звёзд, которые по размерам похожи на нашу звезду.
70% массы Солнца составляет водород и 28% — гелий. Астрофизики часто называют «металлом» всё, что не является водородом или гелием. Поэтому считается, что 2% Солнца состоит из металла.
Процентное соотношение металла медленно меняется по мере того, как водород в ядре Солнца превращается в гелий. Такой процесс происходит посредством ядерного синтеза и способен превращать 700 миллионов тонн водорода в 695 миллионов тонн гелия каждую секунду! Только вдумайтесь. Каждую секунду!
Мощность Солнца просто невероятна: 3,86 х 10^26 ватт. Это просто колоссальное число. Невообразимое.
В ходе термоядерных реакций энергия, в основном, выделяется в виде гамма-лучей. На пути к поверхности эти лучи непрерывно поглощаются и переизлучаются, при этом постепенно теряя свою энергию. К тому времени, когда они достигают поверхности (через примерно 10 тысяч лет), эта энергия становится видимым светом.
На поверхности
Внутри Солнца есть три отдельных «слоя»: ядро, зона лучистого переноса и конвективная зона.
Поверхность Солнца называется фотосферой. Это не твёрдая поверхность, а слой, в котором плотность газа сильно меняется. Температура фотосферы Солнца составляет около 5700 С. Выше находится узкий слой, называемый хромосферой. Можно сказать, что фотосфера и хромосфера – это нижние слои атмосферы Солнца. Выше находится солнечная корона, простирающаяся на миллионы километров. Корона настолько слабо светится, что её можно увидеть только во время затмений.
Активность Солнца меняется со временем в соответствии с так называемым «солнечным циклом». Каждые 11 лет Солнце затихает, сохраняя минимальную активность. Но в какой-то момент его активность начинает возрастать и количество солнечных вспышек начинает увеличиваться, пока не достигает максимальной активности. Затем солнечная активность снова уменьшается, цикл закрывается и начинается новый.
Движущей силой этого цикла является магнитное поле Солнца.
Сложное поле
И у нашей звезды оно имеет очень сложную конфигурацию. Такая ситуация сложилась из-за того, что поверхность Солнца не является твёрдой, и поэтому скорость вращения фотосферы на экваторе и на полюсах разная.
На экваторе поверхность Солнца делает один оборот вокруг своей оси за 25 земных суток, а на полюсах полный оборот занимает 38 суток. Это дифференциальное вращение включает в себя сложные движения плазмы и энергии внутри Солнца, заставляя магнитное поле всё время как бы «скручиваться» и «извиваться». Положительные и отрицательные области магнитного поля начинают мешать друг другу, вплоть до возникновения полной неразберихи.
Материя начинает интенсивно выбрасываться вдоль линий магнитного поля. Так рождаются солнечные вспышки.
В это время Солнце находится в фазе максимальной активности. Затем оно снова медленно «расслабляется», и при этом полюса магнитного поля меняются местами.
Детали процесса изменения магнитного поля до сих пор полностью не известны, но наука установила, что он имеет 22-летний цикл. Время, необходимое для перехода от минимума к максимуму активности и обратно к минимуму, в среднем составляет 11 лет (но также имеются циклы в 8 и 14 лет).
Чтобы вернуться в точности то же самое исходное состояние (конфигурации полюсов) Солнцу нужно 22 года.
Однако, когда речь идёт о солнечных вспышках, извержениях, бурях и так далее важен именно 11-летний цикл.
