Даже если у вас нет особого интереса к астрономии - пока - вы, несомненно, задавались вопросом, что же происходит в мире? этот массивный яркий шар в небе, который одновременно опасно горячий и буквально животворный время. Вы, вероятно, знаете, что Солнце - это звезда, очень похожая на бесчисленные светящиеся точки, которые занимают место Солнца над головой ночью, когда наступает темнота, только ближе. Возможно, вы знаете, что у него есть собственный запас топлива, и что этот запас хоть и не бесконечен, но настолько обширен, что его невозможно измерить. Вы, вероятно, понимаете, что было бы не лучшим решением стать намного ближе к солнцу, даже если бы у вас была такая возможность... но было бы почти такой же плохой идеей отклониться от нее намного дальше, чем вы уже находитесь, на расстояние около 93 миллионов миль.
Однако в своих размышлениях вы, возможно, не учли идею о том, что Солнце не является однородным световым шаром и тепла, но вместо этого имеет отдельные слои, как Земля и другие семь планет в Солнечной системе делать. Что это за слои - и как вообще ученые-люди могут узнать о них с такого большого расстояния?
Солнце и солнечная система
Солнце находится в центре Солнечной системы (отсюда и название!) И составляет 99,8% массы Солнечной системы. Благодаря гравитации все в солнечной системе - восемь планет, пять (пока) карликовых планет, луны этих планет и карликовых планет, астероиды и другие второстепенные элементы, такие как кометы - вращаются вокруг солнце. Планете Меркурий требуется чуть меньше 88 земных дней, чтобы совершить один оборот вокруг Солнца, тогда как Нептуну требуется почти 165 земных лет.
Солнце - довольно невзрачная звезда по сравнению с другими звездами, получившая классификацию «желтого карлика». С возрастом около 4,5 миллиарда лет, Солнце находится примерно в 26000 световых годах от центра галактики, в которой оно обитает, Млечного Пути. Галактика. Для справки, световой год - это расстояние, которое свет проходит за один год, около 6 триллионов миль. Как бы ни была велика сама солнечная система, Нептун, самая дальняя планета от Солнца на расстоянии почти 2,8 миллиарда миль, находится всего в 1/2000 светового года от Солнца.
Солнце не только функционирует как гигантская печь, но и обладает сильным внутренним электрическим током. Электрические токи генерируют магнитные поля, а Солнце обладает огромным магнитным полем, которое распространяется через Солнечная система как солнечный ветер - электрически заряженный газ, летящий от Солнца во все направление.
Солнце - звезда?
Солнце, как уже отмечалось, является желтым карликом, но более формально оно классифицируется как звезда спектрального класса G2. Звезды классифицируются в порядке от самых горячих до самых холодных как звезды типа O, B, A, F, G, K или M. Самые горячие из них имеют температуру поверхности от 30 000 до 60 000 Кельвинов (K), тогда как температура поверхности Солнца составляет сравнительно невысокую температуру 5780 К. (Для справки, градусы Кельвина имеют тот же «размер», что и градусы Цельсия, но шкала начинается на 273 градуса ниже. То есть 0 K или «абсолютный ноль» равняется -273 C, 1273 K равняется 1000 C и так далее. Кроме того, в единицах Кельвина опущен символ градуса.) Плотность Солнца, которое не является твердым телом, является жидкость или газ и лучше всего классифицируется как плазма (т.е. электрически заряженный газ), примерно в 1,4 раза больше, чем вода.
Другая важная солнечная статистика: Солнце имеет массу 1,989 × 10.30 кг и радиусом около 6,96 × 108 м. (Поскольку скорость света равна 3 × 108 м / с, свету с одной стороны солнца потребуется чуть более двух секунд, чтобы пройти через середину к центру. с другой стороны.) Если бы Солнце было таким же высоким, как, скажем, обычная дверь, Земля была бы примерно такой же высотой, как американский никель, стоящий на край. Тем не менее, существуют звезды, в 1000 раз превышающие диаметр Солнца, а также карликовые звезды шириной менее одной сотой.
Солнце также испускает 3,85 × 1026 ватт мощности, около 1340 ватт на квадратный метр которого достигает Земли. Это соответствует яркости 4 × 10.33 эрг. Эти числа, вероятно, мало что значат изолированно, но для справки, показатель степени «всего» 9 означает миллиарды, а показатель степени 12 переводится в триллионы. Это огромные цифры! Тем не менее, некоторые звезды в миллион раз ярче Солнца, а это означает, что их выходная мощность в миллион раз больше. В то же время некоторые звезды в тысячу раз меньше светятся.
Интересно отметить, что даже несмотря на то, что Солнце в лучшем случае классифицируется как скромная звезда в общей схеме, оно по-прежнему массивнее 95 процентов известных существующих звезд. Следствием этого является то, что большинство звезд давно прошли свой расцвет и значительно сократились с тех пор. их продолжительность жизни достигла пика на миллиарды лет назад, и теперь они живут в старости в относительной анонимность.
Что такое четыре области Солнца?
Солнце можно разделить на четыре пространственных регионы, состоящий из ядра, радиационной зоны, конвективной зоны и фотосферы. Последний находится под двумя дополнительными слои, который будет рассмотрен в следующем разделе. Солнечная диаграмма, состоящая из поперечного сечения, как вид внутренней части шара, разрезанного точно пополам, будет, таким образом, включать круг в центр, представляющий ядро, а затем последовательные кольца вокруг него изнутри наружу, обозначающие радиационную зону, конвективную зону и фотосфера.
В основной Солнца - это то место, откуда исходит все, что наблюдатели на Земле могут измерить как свет и тепло. Эта область простирается наружу примерно на четверть расстояния от центра Солнца. Температура в самом центре Солнца оценивается от 15,5 до 15,7 миллионов К, что составляет около 28 миллионов градусов по Фаренгейту. Из-за этого температура поверхности около 5780 К кажется явно холодной. Тепло внутри ядра генерируется постоянным потоком ядерных реакций синтеза, в которых две молекулы водород объединяется с достаточной силой, чтобы заставить их объединиться в гелий (другими словами, молекулы водорода предохранитель.)
В радиационная зона Солнца названо так потому, что оно находится в этой сферической оболочке - области, начинающейся примерно на четвертой части пути от центра Солнца, где заканчивается ядро, и простирающейся наружу примерно на три четверти пути до поверхности Солнца, где оно встречается с конвективной зоной - энергия, выделяемая при синтезе внутри ядра, распространяется во всех направлениях наружу, или излучает. Удивительно, но для того, чтобы излучаемая энергия прошла через толщу излучающей области, требуется очень много времени - фактически, несколько сотен тысяч лет! Как бы маловероятно это, вероятно, звучит, для солнечного времени это совсем немного, учитывая, что возраст Солнца уже составляет 4,5 миллиарда лет, и он все еще остается сильным.
В конвективная зона занимает большую часть внешней четверти солнечного объема. В начале этой зоны (то есть внутри) температура около 2000000 К и падает. В результате, подобный плазме материал, образующий внутреннюю часть Солнца, вы, хотите верьте, хотите нет, слишком прохладный и непрозрачный, чтобы тепло и свет продолжали двигаться к поверхности Солнца в виде радиация. Вместо этого эта энергия передается посредством конвекции, которая, по сути, представляет собой использование физических сред для перемещения энергии, вместо того, чтобы позволять ей перемещаться в одиночку. (Пузырьки, поднимающиеся со дна кастрюли с кипящей водой на поверхность и выделяющие тепло, когда они лопаются, представляют собой пример конвекции.) в отличие от длительного периода времени, необходимого для перемещения энергии в радиационной зоне, энергия проходит через конвективную зону сравнительно быстро.
В фотосфера состоит из зоны, в которой солнечные слои меняются от полностью непрозрачных, блокируя тем самым излучение, до прозрачных. Это означает, что свет, а также тепло могут проходить беспрепятственно. Фотосфера - это слой солнца, из которого исходит свет, видимый невооруженным глазом. Толщина этого слоя составляет всего 500 км, а это означает, что если все солнце уподобить луку, фотосфера представляет собой кожицу лука. Температура в нижней части этой области выше, чем на поверхности Солнца, хотя и не так сильно - около 7500 К, разница менее 2000 К.
Что такое слои Солнца?
Как уже отмечалось, ядро солнца, радиационная зона, конвективная зона и фотосфера считаются регионами, но каждый из них также может быть классифицирован как один из слоев солнца, которых шесть. Внешняя по отношению к фотосфере - атмосфера Солнца, состоящая из двух слоев: хромосферы и короны.
В хромосфера простирается примерно на 2 000–10 000 км над поверхностью Солнца (то есть самой внешней частью фотосферы), в зависимости от того, к какому источнику вы обратитесь. Как ни странно, температура несколько предсказуемо падает с удалением от сначала фотосфера, но затем снова начинает подниматься, возможно, из-за воздействия солнечного магнитное поле.
В корона (Латинское слово «корона») простирается над хромосферой на расстояние, в несколько раз превышающее радиус Солнца, и достигает температуры до 2 000 000 К, как и внутренняя часть зоны конвекции. Этот солнечный слой очень разрежен и содержит всего около 10 атомов на см.3, и он сильно пересечен силовыми линиями магнитного поля. Вдоль этих силовых линий магнитного поля образуются «стримеры» и шлейфы газа, которые уносятся наружу солнечным ветром, придавая солнцу характерный вид усиков света, когда основная часть солнца затемненный.
Каковы внешние части Солнца?
Как уже отмечалось, самые внешние части Солнца - это фотосфера, которая является частью самого Солнца, а также хромосфера и корона, которые являются частью атмосферы Солнца. Таким образом, Солнце можно представить как имеющее три внутренние части (ядро, радиационную зону и конвективную зону) и три внешние части (фотосфера, хромосфера и корона).
Ряд интересных событий разворачивается на поверхности Солнца или прямо над ним. Одно из них - пятна, которые образуются в фотосфере в относительно прохладных (4000 К) областях. Другой - солнечные вспышки, которые представляют собой взрывные явления на поверхности, отмеченные очень интенсивным осветлением областей солнечной атмосферы в виде рентгеновских лучей, ультрафиолета и видимого света. Они разворачиваются в течение периодов продолжительностью в несколько минут, а затем исчезают в течение более длительного периода времени - часа или около того.