Pat ja jums nav īpašas intereses par astronomiju - tomēr - jūs, bez šaubām, esat domājis tikai par to, kas notiek tā masīvā spožā bumba debesīs, kas vienlaikus ir gan bīstami karsta, gan burtiski dzīvinoša laiks. Jūs droši vien zināt, ka saule ir zvaigzne, līdzīgi kā neskaitāmie gaismas punkti, kas naktī, kad iestājas tumsa, aizņem saules vietu virs galvas, tikai tuvāk. Jūs, iespējams, zināt, ka tai ir sava degvielas padeve un ka šī piegāde, kaut arī tā nav bezgalīga, ir tik liela, ka nav aprēķināma. Jūs droši vien saprotat, ka nebūtu lieliska ideja nokļūt daudz tuvāk saulei, pat ja jums būtu iespējas to darīt - bet tā būtu gandrīz tikpat slikta ideja noklīst daudz tālāk no tās, nekā jūs jau esat, aptuveni 93 miljonu attālumā jūdzes.
Apdomājot, jūs, iespējams, neesat apsvēris domu, ka saule nav vienmērīga gaismas un siltumu, bet tā vietā ir atsevišķi slāņi, tāpat kā Zeme un pārējās septiņas Saules sistēmas planētas darīt. Kas ir šie slāņi - un kā vispār zinātnieki par cilvēkiem vispār var par tiem uzzināt tik lielā attālumā?
Saule un Saules sistēma
Saule atrodas Saules sistēmas centrā (tātad nosaukums!) Un veido 99,8 procentus no Saules sistēmas masas. Pateicoties gravitācijas ietekmei, viss Saules sistēmā - astoņas planētas, piecas (pagaidām) rūķu planētas, šo planētu un rūķu planētu pavadoņi, asteroīdi un citi nelieli elementi, piemēram, komētas, griežas ap saule. Dzīvsudraba planētai nepieciešams nedaudz mazāk par 88 Zemes dienām, lai veiktu vienu ceļojumu ap Sauli, savukārt Neptūns aizņem gandrīz 165 Zemes gadus.
Saule ir diezgan neapzīmēta zvaigzne, kad zvaigznes iet, iegūstot "dzeltenā pundura" klasifikāciju. Ar vecumu apmēram 4,5 miljardu gadu laikā saule atrodas apmēram 26 000 gaismas gadu no tās apdzīvotās galaktikas centra - Piena ceļa Galaktika. Gaismas gads ir attālums, ko gaisma veic vienā gadā, aptuveni 6 triljoni jūdžu. Lai arī cik plaša būtu pati Saules sistēma, Neptūns, kas ir vistālāk planēta no saules gandrīz 2,8 miljardu jūdžu attālumā, ir gandrīz 1/2000 gaismas gada attālumā no saules.
Saulei papildus gigantiskas krāsns funkcionēšanai ir arī spēcīga iekšējā elektriskā strāva. Elektriskās strāvas rada magnētiskos laukus, un saulei ir milzīgs magnētiskais lauks, kas izplatās cauri Saules sistēma kā saules vējš - elektriski uzlādēta gāze, kas katrā virzienā lido uz āru no saules virzienu.
Vai Saule ir zvaigzne?
Saule, kā atzīmēts, ir dzeltens punduris, taču formāli tā tiek klasificēta kā G2 spektrālās klases zvaigzne. Zvaigznes tiek klasificētas no karstākajām līdz vēsākajām kā O, B, A, F, G, K vai M tipa zvaigznes. Karstākās virsmas temperatūra ir aptuveni no 30 000 līdz 60 000 Kelvinu (K), turpretī Saules virsmas temperatūra ir salīdzinoši vājš 5780 K. (Atsauces nolūkā Kelvina grādi ir tāda paša "izmēra" kā Celsija grādi, bet skala sākas par 273 grādiem zemāk. Tas ir, 0 K vai "absolūtā nulle" ir vienāda ar –273 C, 1273 K ir vienāda ar 1000 C un tā tālāk. Arī grādu simbols tiek izlaists no Kelvina vienībām.) Saules blīvums, kas nav ne ciets, a šķidrums vai gāze, un to vislabāk klasificē kā plazmu (t.i., elektriski uzlādētu gāzi), tas ir aptuveni 1,4 reizes lielāks nekā ūdens.
Cita svarīga Saules statistika: Saules masa ir 1,989 × 1030 kg un rādiuss ir aptuveni 6,96 × 108 m. (Tā kā gaismas ātrums ir 3 × 108 m / s, gaismai no vienas saules puses būtu vajadzīgas nedaudz vairāk nekā divas sekundes, lai iet cauri vidum līdz otra puse.) Ja saule būtu tikpat augsta kā, piemēram, tipiskas durvis, Zeme būtu aptuveni tikpat augsta kā ASV niķelis, kas stāvētu uz mala. Tomēr zvaigznes, kas ir 1000 reizes lielākas par saules diametru, pastāv, tāpat kā rūķu zvaigznes, kuru platums nepārsniedz simtdaļu.
Saule izliek arī 3,85 × 1026 vatu jauda, no kuras Zemi sasniedz aptuveni 1340 vati uz kvadrātmetru. Tas nozīmē 4 × 10 spilgtumu33 ergs. Šie skaitļi, iespējams, nenozīmē daudz atsevišķi, bet, lai uzzinātu, eksponents "tikai" 9 nozīmē miljardus, bet 12 eksponents nozīmē triljonus. Tie ir milzīgi skaitļi! Tomēr dažas zvaigznes ir pat miljoniem reižu spožākas nekā saule, kas nozīmē, ka to jauda ir miljonu reižu lielāka. Tajā pašā laikā dažas zvaigznes ir apmēram tūkstoš reižu mazāk gaismas.
Interesanti atzīmēt, ka, lai arī kopējā shēmā saule labākajā gadījumā ir klasificēta kā pieticīga zvaigzne, tā tomēr ir masīvāka nekā 95 procenti no zināmajām zvaigznēm, kas pastāv. Tas nozīmē, ka lielākā daļa zvaigžņu ir krietni pārsniegušas savu laiku un kopš tā laika ir ievērojami sarukušas viņu dzīves maksimums ir miljardiem gadu agrāk, un viņi tagad dzīvo vecumdienās relatīvi anonimitāte.
Kādi ir četri Saules reģioni?
Sauli var iedalīt četrās telpiskajās reģionos, kas sastāv no kodola, starojuma zonas, konvekcijas zonas un fotosfēras. Pēdējais sēž zem diviem papildu slāņi, kas tiks izpētīts nākamajā sadaļā. Saules diagramma, kas sastāv no šķērsgriezuma, piemēram, skats uz bumbas iekšpusi, kas ir sagriezta precīzi uz pusēm, tādējādi ietvertu apli centrs, kas apzīmē kodolu, un pēc tam secīgi gredzeni ap to no iekšpuses uz āru, kas apzīmē starojuma zonu, konvekcijas zonu un fotosfēra.
The kodols Saule ir vieta, kur viss, ko novērotāji uz Zemes var izmērīt kā gaismu un siltumu. Šis reģions sniedzas uz āru līdz apmēram ceturtdaļai ceļa no saules centra. Tiek lēsts, ka temperatūra pašā saules centrā ir aptuveni 15,5 miljoni K līdz 15,7 miljoni K, kas ir vienāda ar aptuveni 28 miljoniem Fārenheita grādu. Tādējādi virsmas temperatūra aptuveni 5780 K šķiet pozitīvi auksta. Siltumu kodola iekšienē rada nemainīga kodolsintēzes reakciju aizsprosts, kurā divas molekulas ūdeņradis apvienojas ar pietiekamu spēku, lai tie savienotos hēlijā (citiem vārdiem sakot, ūdeņraža molekulas drošinātājs.)
The starojuma zona Saule ir nosaukta tāpēc, ka tā atrodas šajā sfēriskajā apvalkā - reģionā, kas sākas apmēram ceturto daļu no saules centra, kur beidzas serde, un stiepjas uz āru apmēram trīs ceturtdaļas ceļa līdz saules virsmai, kur tā saskaras ar konvekcijas zonu - ka enerģija, kas izdalās no kodolsintēzes kodola iekšienē, virzās uz āru visos virzienos, vai izstaro. Pārsteidzoši, bet enerģijas izstarošana prasa ļoti ilgu laiku, lai pārvietotos pa izstarojošā apgabala biezumu - faktiski vairākus simtus tūkstošus gadu! Lai arī cik maz ticams, ka tas, iespējams, izklausās, saules laikā tas nemaz nav tik garš, ņemot vērā, ka saule jau ir 4,5 miljardus gadu veca un joprojām darbojas spēcīgi.
The konvekcijas zona aizņem lielāko daļu ārējās ceturtdaļas saules apjoma. Šīs zonas sākumā (tas ir, iekšpusē) temperatūra ir aptuveni 2 000 000 K un pazeminās. Rezultātā plazmai līdzīgais materiāls, kas veido saules interjeru, ticiet vai nē, ir pārāk vēss un necaurspīdīgs, lai siltums un gaisma varētu turpināt virzīties uz Saules virsmas starojums. Tā vietā šī enerģija tiek pārraidīta caur konvekciju, kas būtībā ir fizisko datu nesēju izmantošana enerģijas transportēšanai, nevis ļaujot tai braukt solo. (Burbuļi, kas paceļas no verdoša ūdens kannas apakšas uz virsmu un, izlecot, atbrīvo siltumu, ir konvekcijas piemērs.) atšķirībā no ilgā laika perioda, kas vajadzīgs, lai enerģija virzītos starojuma zonā, enerģija salīdzinoši pārvietojas pa konvekcijas zonu ātri.
The fotosfēra sastāv no zonas, kurā saules slāņi mainās no pilnīgi necaurspīdīgiem, tādējādi bloķējot starojumu, uz caurspīdīgiem. Tas nozīmē, ka gaisma, kā arī siltums var netraucēti iziet cauri. Tāpēc fotosfēra ir saules slānis, no kura tiek izstarota cilvēka acij redzama gaisma. Šis slānis ir tikai 500 km biezs, kas nozīmē, ka, ja visu sauli pielīdzina sīpolam, fotosfēra attēlo sīpola ādu. Temperatūra šī reģiona lejasdaļā ir karstāka nekā saules virsmā, kaut arī ne tik dramatiski - aptuveni 7500 K, starpība ir mazāka par 2000 K.
Kādi ir Saules slāņi?
Kā atzīmēts, Saules kodols, starojuma zona, konvekcijas zona un fotosfēra tiek uzskatīti par reģioniem, taču katru no tiem var arī klasificēt kā vienu no Saules slāņiem, kuru skaitā ir seši. Ārpus fotosfēras ir saules atmosfēra, kas ietver divus slāņus: hromosfēru un vainagu.
The hromosfēra stiepjas apmēram 2000 līdz 10 000 km virs saules virsmas (tas ir, fotosfēras visattālākā daļa), atkarībā no tā, kādu avotu jūs konsultējat. Interesanti, ka temperatūra, paredzami, pazeminās, pieaugot attālumam no sākumā fotosfēra, bet pēc tam atkal sāk pieaugt, iespējams, saules ietekmes dēļ magnētiskais lauks.
The vainags (Latīņu valodā apzīmē "vainagu") sniedzas virs hromosfēras līdz vairākkārtējam saules rādiusam un sasniedz pat 2 000 000 K temperatūru, līdzīgi kā konvekcijas zonas iekšpusē. Šis saules slānis ir ļoti neliels, un tajā ir tikai aptuveni 10 atomi uz cm3, un to stipri šķērso magnētiskā lauka līnijas. Pa šīm magnētiskā lauka līnijām veidojas "straumi" un gāzes plūdi, kurus saules vējš izpūš uz āru, piešķirot saulei raksturīgo izskatu, ka tai ir gaismas ūsiņi, kad atrodas galvenā saules daļa aizklāts.
Kādas ir Saules ārējās daļas?
Kā atzīmēts, visattālākās saules daļas ir fotosfēra, kas ir daļa no saules, kā arī hromosfēra un korona, kas ir saules atmosfēras daļa. Tādējādi sauli var attēlot kā trīs iekšējās daļas (serdi, starojuma zonu un konvekcijas zonu) un trīs ārējās daļas (fotosfēru, hromosfēru un vainagu).
Saules virsmā vai tieši virs tās notiek virkne interesantu notikumu. Viens no tiem ir saules plankumi, kas fotosfērā veidojas samērā vēsajos (4000 K) apgabalos. Vēl viens ir saules uzliesmojumi, kas ir sprādzienbīstami notikumi uz virsmas, ko iezīmē ļoti intensīva Saules atmosfēras reģionu izgaismošanās rentgenstaru, ultravioletās un redzamās gaismas formā. Tie izvēršas laika periodos, kas ilgst dažas minūtes, un pēc tam izzūd nedaudz ilgākā laika posmā vai stundā.