Характеристики Сонця, деталі, структура та склад

The Сонце це газоподібне тіло, яке має сильно стиснене ядро, в якому енергія генерується термоядерними реакціями.

Це зірка, навколо якої обертаються Земля і інші планети, і до якої вона забезпечує світло і тепло. Він народився 4600 мільйонів років тому. Хоча це одна з більш ніж 1000 мільйонів небесних тіл, що складають галактику Чумацького Шляху, саме зірка світить найяскравіше..

Все життя на Землі залежить від сонячної енергії, яку надає зірка. Без Сонця, Земля була б темним, неживим місцем, застигшим у часі. 

Хоча невідомо, що сталося більше 4 мільярдів років тому, нинішня теорія стверджує, що величезна хмара пилу і газу почала повільно обертатися.

Гравітація тягнула щільну область всередині цієї хмари. Імпульс збільшував швидкість обертання. Цей рух викликав нагрівання газу в центрі, що викликало реакції, які перетворили пил і газ на тверді тіла, породжуючи планети..

Центральна речовина стала дуже гарячою і щільною, породжуючи ядерний синтез, що викликав Сонце.

Сонце є домінуючим об'єктом у Сонячній системі завдяки своїм великим розмірам, оскільки містить 99% маси системи.

Її гравітаційна сила утримує всі планети на орбіті. Це зірка середніх розмірів, яка виробляє власне світло і тепло за рахунок спалювання палива, такого як водень і гелій, в процесі, відомому як ядерний синтез..

Зірки мають обмежене життя і Сонце не є винятком, воно знаходиться в середині свого життєвого циклу близько десяти мільярдів років. Вона розташована в центрі галактики, яка має спіральну форму.

Що таке Сонце? частини та дослідження про зірку

На відстані Сонце не здається дуже складним. Для загального спостерігача, це просто гладкий, рівний куля газу. Проте близька перевірка показує, що зірка знаходиться в постійній турбулентності. По-видимому, спокійне Сонце - це неспокійне, тремтяче і вибухоне тіло, яке розгортається інтенсивним і змінним магнетизмом.

В недавньому минулому вчені не могли зрозуміти, як Сонце генерувало свої магнітні поля, які відповідають за більшу сонячну активність.

Вони також не знали, чому частина цього інтенсивного магнетизму була зосереджена в так званих сонячних плямах, дрібних темних островах, таких як Земля, і в тисячу разів більше магнітних..

Крім того, фізики не могли пояснити, чому магнітна активність Сонця різко змінюється, знову зменшуючись і посилюючись кожні 11 років. Відповіді на ці питання були приховані всередині Сонця, де генерується його потужний магнетизм.

Чумацький Шлях має діаметр близько 100 000 світлових років і товщину 15 000 світлових років. Усередині цього Сонце рухається на 210 км кожну секунду, і для завершення циклу подорожей потрібно 225 млн років.

Вчені придбали багато знань про Сонце від спостережень, зроблених з Землі протягом багатьох років. Однак більша частина сучасних знань походить від космічних зондів, які були відправлені на місії для вивчення Сонця..

Ці зонди дали точну інформацію про температуру, атмосферу, склад, магнітне поле, спалахи, протуберанці, сонячні плями і внутрішню динаміку Сонця, які показані в наступному полі.

Склад Сонця

Сонце являє собою величезний шар плазми, гарячий іонізований газ, що містить 300 000 разів більше маси, ніж Земля.

Діаметр Сонця довжиною 1,4 мільйона кілометрів, перевищує діаметр Землі 12 760 км, навіть перевищує діаметр найбільшої планети в системі, Юпітер становить лише одну десяту діаметра Сонця.

Основними елементами, присутніми на Сонці, є водень (92%), потім гелій (7,8%) і менше 1% важких елементів, таких як кисень, вуглець, азот і неон..

Нижче наведено склад Сонця, побудований з аналізу сонячного спектра. Аналіз відбувається з нижчих шарів атмосфери Сонця, але вважається репрезентативним для всього Сонця, за винятком його ядра. У сонячному спектрі виявлено близько 67 елементів.

Вважається, що Сонце повністю газоподібне з середньою щільністю в 1,4 рази, ніж у воді. Оскільки тиск у серцевині набагато більше, ніж на поверхні, щільність ядра дорівнює восьмикратній щільності золота, а тиск 250 мільярдів разів перевищує тиск поверхні Землі..

Майже вся маса Сонця приурочена до обсягу, який поширюється лише на 60% відстані від центру Сонця до його поверхні.

Структура Сонця

Вивчаючи структуру Сонця, сонячні фізики ділять його на дві основні області: інтер'єр і атмосферу.

Інтер'єр

Інтер'єр складається з:

1- Ядро

Це центральна область Сонця, де відбуваються ядерні реакції, що перетворюють водень в гелій. Ці реакції вивільняють енергію, що викликає світність Сонця.

Для проведення цих реакцій необхідна дуже висока температура. Температура поблизу центру становить приблизно 15 мільйонів градусів Цельсія, а щільність становить приблизно 160 г / см³ (тобто в 160 разів більше щільності води).

Температура і щільність зменшуються назовні від центру Сонця.Ядро займає 25% внутрішнього радіуса Сонця, приблизно в 175 000 км від центру температура лише половина його центрального значення, а щільність падає до 20%. г / см³.

2 - Проміжна зона (або радіоактивний транспорт).

Навколо ядра знаходиться проміжна або радіоактивна транспортна зона. Ця область займає 45% радіусу Сонця і є областю, де енергія, у вигляді гамма-фотонів, транспортується назовні потоком випромінювання, що утворюється в ядрі..

Високоенергетичні фотони гамма-випромінювання постійно вибиваються, проходячи через проміжну зону, деякі поглинаються, інші викидаються, а інші повертаються до ядра. Фотонам може знадобитися 100 000 років, щоб знайти свій шлях через проміжну зону.

На зовнішній межі проміжної зони температура становить приблизно 1,5 мільйона градусів Цельсія, а щільність становить приблизно 0,2 г / см³. Ця межа називається інтерфейсний шар o tacocline.

Вважається, що магнітне поле Сонця породжується природним динамо, присутнім у цьому шарі. Зміни швидкостей потоку через цей шар розтягують силові лінії магнітного поля і роблять їх сильнішими. Існує також раптові зміни хімічного складу через цей шар.

3- Конвективна зона

Це найбільш зовнішня зона Сонця, вона називається конвективної зоною, тому що енергія доводиться до поверхні шляхом конвекційного процесу. Він простягається з глибини близько 210 000 км до видимої поверхні і займає приблизно 30% від радіусу Сонця.

У цій зоні плазмовий газ, нагрітий у проміжній зоні, піднімається на поверхню під дією конвекційних струмів, що розширюються, охолоджуються, а потім стискаються (подібно до кипіння води в горщику).

Збільшення часток газу видно на поверхні як гранульований зразок. Гранули мають діаметр близько 1000 км. Конвекційні осередки виділяють енергію в атмосфері Сонця, а на поверхні - близько 5600 ° С, а щільність практично дорівнює нулю..

Як тільки плазмовий газ потрапляє на поверхню Сонця, він охолоджується і відкладається в основі конвекційної зони, де вона отримує більше тепла..

Потім процес повторюють. Фотони, що виходять з Сонця, втратили енергію на своєму шляху від ядра і змінили свою довжину хвилі, так що більша частина емісії знаходиться у видимій області електромагнітного спектру..

Більш низькі температури в конвективній зоні дозволяють більш важким іонам елементів, таким як вуглець, азот, кисень, кальцій і залізо, утримувати деякі свої електрони. Це робить матеріал більш непрозорим, що ускладнює проходження випромінювання.

Атмосфери Сонця

Атмосфери Сонця складаються з:

1- Фотосфера.

Фотосфера є найнижчою з трьох шарів, що складають атмосферу Сонця, тому що два верхні шари прозорі для більшості довжин хвиль видимого світла, фотосферу можна легко оцінити..

Ми не можемо побачити за межі яскравих газів фотосфери, тому все, що знаходиться нижче, вважається внутрішнім Сонцем.

Це тонка оболонка гарячих іонізованих газів або плазми товщиною близько 400 км, нижня частина якої утворює видиму поверхню Сонця..

Від Землі поверхня здається гладкою, але насправді вона бурхлива і гранульована через конвекційні струми. Матеріал, зварений на поверхні Сонця, здійснюється сонячним вітром.

Щільність фотосфери низька за стандартами Землі, її значення схоже з щільністю повітря, яким ми дихаємо, а його середня температура складає всього 5600 ° С. До складу фотосфери входить 74,9% водню і 23,8% гелію. Всі більш важкі елементи становлять менше 2% мас.

2- Хромосфера

Розташована безпосередньо над фотосферою хромосфера (кольорова сфера). Цей тонкий газовий шар має набагато меншу щільність, ніж фотосфера.

Він має товщину близько 2500 км з температурою, яка змінюється від 6000 ° С над фотосферою до діапазону від 20 000 до 30 000 ° С у верхній частині.

Хромосфера візуально більш прозора, ніж фотосфера. Його червонувато-рожевий колір походить від того, що його випромінювання в основному є водневим альфа-газоподібним.

Цей колір можна побачити під час загального сонячного затемнення, коли хромосфера коротко сприймається як спалах кольору так само, як видима кромка фотосфери зникає за Місяцем.

3- Корона

Це верхній шар атмосфери Сонця і простягається на кілька мільйонів кілометрів від вершини хромосфери до простору. Не існує чітко визначеної верхньої межі для корони.

Коронку можна побачити тільки під час загального сонячного затемнення або через спеціальний телескоп, що називається коронографом, коли фотосфера блокується. Корона виглядає як світла, блідо-біла область навколо Сонця.

Список літератури

1. Кларк, С. (2004). Земля, Сонце і Місяць. Dunstable, видавництво Folens.
2. Giessow J. та Giessow F. (2015). Наука про сонце: вивчення Всесвіту. Дейтон, видавнича компанія Milliken.
3. Lang, K. (2009). Сонце з космосу. Нью-Йорк, Спрингер.
4. Phillips, K. (1995). Керівництво до Сонця. Cambridge, Cambridge University Press.
5. Rushworth, G. (2011). Наша сонячна система: Сонце. Нью-Йорк, Компанія Benchmark Education.
6. Viegas, J. (2006). Роль Сонця в нашій сонячній системі: антологія сучасної думки. Нью-Йорк, Видавнича група Розена, Інк.
7. Wilkinson, J. (2012). Нові очі на Сонце: Керівництво по супутникових знімках і аматорському спостереженню. Нью-Йорк, Спрингер.