Зовнішня та внутрішня частини Сонця

Навіть якщо у вас немає особливого інтересу до астрономії - поки що - ви, без сумніву, цікавилися, що саме відбувається та масивна яскрава куля на небі, яка одночасно небезпечно гаряча і буквально дає життя час. Ви, мабуть, знаєте, що сонце - це зірка, подібно до незліченних точок світла, які вночі, коли настає темрява, займають місце сонця над головою. Ви можете знати, що у нього є власний запас палива, і що цей запас, хоча і нескінченний, настільки великий, що може бути незліченним. Ви, мабуть, розумієте, що не було б чудовою ідеєю наблизитись до сонця, навіть якби у вас була можливість це зробити - але що було б майже настільки ж поганою ідеєю відійти набагато далі від неї, ніж ви вже є, відстань близько 93 мільйонів миль.

Однак, розмірковуючи, ви, можливо, не враховували ідею, що сонце не є однорідною сферою світла і тепла, але натомість він має свої шари, як Земля та інші сім планет Сонячної системи робити. Що це за шари - і як у світі вчені-люди взагалі здатні знати про них з такої великої відстані?

Сонце лежить у центрі Сонячної системи (звідси і назва!) І становить 99,8 відсотка маси Сонячної системи. Завдяки дії сили тяжіння все в Сонячній системі - вісім планет, п’ять (на даний момент) карликових планет, супутники цих планет і карликових планет, астероїди та інші другорядні елементи, такі як комети, обертаються навколо сонце. Планеті Меркурій потрібно трохи менше 88 земних днів, щоб здійснити одну подорож навколо Сонця, тоді як Нептуну потрібно майже 165 земних років.

Сонце є досить невибагливою зіркою, коли зірки йдуть, заробляючи класифікацію "жовтий карлик". З віком близько 4,5 мільярда років Сонце сидить приблизно на 26000 світлових років від центру галактики, в якій він мешкає, Чумацького Шляху Галактика. Для довідки, світловий рік - це відстань, яку світло проходить за рік, близько 6 трильйонів миль. Настільки ж величезна, як і сама Сонячна система, Нептун, найвіддаленіша від Сонця планета на відстані майже 2,8 мільярда миль, ледь лежить на 1/2000 світлового року від Сонця.

Сонце, крім того, що функціонує як гігантська піч, також має сильний внутрішній електричний струм. Електричні струми генерують магнітні поля, а Сонце має величезне магнітне поле, яке поширюється наскрізь Сонячна система як сонячний вітер - електрично заряджений газ, який летить назовні від Сонця в кожному напрямку.

Як зазначалося, Сонце є жовтим карликом, але воно більш офіційно класифікується як зірка спектрального класу G2. Зірки класифікуються в порядку від найгарячіших до найхолодніших як зірки типу O, B, A, F, G, K або M. Найспекотніші мають поверхневу температуру приблизно від 30000 до 60000 Кельвінів (К), тоді як температура поверхні Сонця порівняно прохолодна 5780 К. (Для довідки градуси Кельвіна мають такий самий "розмір", як градуси Цельсія, але шкала починається на 273 градуси нижче. Тобто, 0 K, або "абсолютний нуль", дорівнює −273 C, 1273 K дорівнює 1000 C тощо. Крім того, символ градуса опущений в одиницях Кельвіна.) Щільність сонця, яке не є ні твердим тілом, а рідини, ні газу і найкраще класифікується як плазма (тобто, електрично заряджений газ), приблизно в 1,4 рази більше, ніж води.

Інша важлива сонячна статистика: Сонце має масу 1,989 × 10³⁰ кг і радіус приблизно 6,96 × 10⁸ м. (Оскільки швидкість світла 3 × 10⁸ м / с, світлу з одного боку Сонця знадобиться трохи більше двох секунд, щоб пройти весь шлях посередині до інша сторона.) Якби сонце було таким високим, як, скажімо, типові двері, то Земля була б приблизно така ж висока, як американський нікель край. Проте існують зірки в 1000 разів більше діаметра Сонця, як і карликові зірки шириною менше сотої.

Сонце також гасить 3,85 × 10²⁶ Вт потужності, близько 1340 Вт на квадратний метр якої досягає Землі. Це означає світність 4 × 10³³ ергів. Ці цифри, мабуть, не означають багато окремо, але для довідки показник "лише" 9 передбачає мільярди, тоді як показник 12 переводиться у трильйони. Це величезні цифри! Проте деякі зірки світяться на мільйон разів більше, ніж сонце, тобто їх вихідна потужність у мільйон разів більша. У той же час деякі зірки в тисячу або близько того рази менше світяться.

Цікаво відзначити, що, хоча Сонце в загальній схемі класифікується як скромна зірка, воно все-таки є більш масивним, ніж 95 відсотків відомих зірок. Наслідком цього є те, що більшість зірок вже далеко за віком і з того часу значно зменшилися їхнє життя досягає піку мільярдами років раніше, і зараз вони продовжують у своїй старості відносно анонімність.

Сонце можна розділити на чотири просторові регіонах, що складається з серцевини, радіаційної зони, конвективної зони та фотосфери. Останній сидить нижче двох додаткових шари, які будуть розглянуті в наступному розділі. Таким чином, сонячна діаграма, що складається з поперечного перерізу, як вигляд внутрішньої сторони кулі, розрізаної рівно навпіл, включала б коло в центр, що представляє серцевину, а потім послідовні кільця навколо нього зсередини назовні, що позначає радіаційну зону, конвективну зону і фотосфера.

ядро сонця - це місце, де бере початок все, що спостерігачі на Землі можуть виміряти як світло і тепло. Цей регіон простягається назовні приблизно на чверть шляху від центру сонця. Температура в самому центрі Сонця, за оцінками, становить приблизно від 15,5 до 15,7 млн. К, що дорівнює приблизно 28 млн. Градусів за Фаренгейтом. Це робить температуру поверхні близько 5780 К здається позитивно холодною. Тепло всередині ядра генерується постійним шквалом реакцій ядерного синтезу, в якому діють дві молекули водень поєднується з достатньою силою, щоб змусити їх з’єднуватися в гелій (іншими словами, молекули водню запобіжник.)

радіаційна зона Сонця названо так, оскільки воно знаходиться в цій сферичній оболонці - області, що починається приблизно на одній четвертій від центру Сонця, де закінчується серцевина, і простягається назовні три чверті шляху до поверхні Сонця, де воно стикається з конвективною зоною - що енергія, що виділяється із синтезу всередині ядра, рухається назовні у всіх напрямках, або випромінює. Дивно, але для випромінювання енергії потрібно дуже багато часу, щоб пройти через товщу області випромінювання - насправді, кілька сотень тисяч років! Як би мало ймовірно це не звучало, але в сонячному часі це зовсім не дуже довго, враховуючи, що сонце вже має вік 4,5 мільярда років і все ще сильне.

конвективна зона займає більшу частину зовнішньої чверті обсягу Сонця. На початку цієї зони (тобто всередині) температура становить близько 2 000 000 К і падає. Як результат, плазмоподібний матеріал, що утворює внутрішню частину сонця, є, вірите чи ні, занадто прохолодним і непрозорий, щоб тепло і світло продовжували рухатися до сонячної поверхні у вигляді випромінювання. Натомість ця енергія передається за допомогою конвекції, яка, по суті, є використанням фізичних середовищ для переміщення енергії, замість того, щоб дозволити їй їздити самостійно. (Бульбашки, що піднімаються з дна каструлі з киплячою водою до поверхні і виділяючи тепло, коли вони спливають, є прикладом конвекції.) на відміну від тривалого періоду часу, необхідного енергії для навігації в радіаційній зоні, енергія рухається через зону конвекції порівняно швидко.

фотосфера складається із зони, в якій сонячні шари змінюються від абсолютно непрозорих, блокуючи випромінювання, до прозорих. Це означає, що світло, а також тепло можуть проходити безперешкодно. Отже, фотосфера - це сонячний шар, з якого випромінюється світло, видиме неозброєним людським оком. Товщина цього шару становить лише 500 км, тобто, якщо все сонце уподібнено цибулі, фотосфера представляє шкіру цибулі. Температура на дні цього регіону спекотніша, ніж на поверхні Сонця, хоча і не різко - близько 7500 К, різниця менше 2000 К.

Як зазначалося, ядро ​​Сонця, радіаційна зона, конвективна зона та фотосфера вважаються регіонами, але кожен з них також може бути класифікований як один із шарів Сонця, яких налічується шість. Зовнішньою для фотосфери є атмосфера Сонця, яка включає два шари: хромосферу та корону.

хромосфери поширюється приблизно на 2000-10 000 км над поверхнею Сонця (тобто найвіддаленішою частиною фотосфери), залежно від того, з яким джерелом ви звертаєтесь. Цікаво, що температура дещо передбачувано падає зі збільшенням відстані від Спочатку фотосфера, але потім починає знову підніматися, можливо, через вплив сонця магнітне поле.

корона (На латині «корона») поширюється над хромосферою на відстань, що перевищує радіус Сонця в кілька разів, і досягає температури до 2 000 000 К, подібно до внутрішньої зони конвекції. Цей сонячний шар дуже слабкий, містить лише близько 10 атомів на см³, і вона сильно перетинається лініями магнітного поля. Уздовж цих ліній магнітного поля утворюються "струмочки" та шлейфи газу, які сонячний вітер продуває назовні, надаючи сонцю характерний вигляд, що має вусики світла, коли основна частина сонця затемнений.

Як зазначалося, найвіддаленішими частинами Сонця є фотосфера, яка є частиною власне Сонця, і хромосфера та корона, які є частиною атмосфери Сонця. Таким чином, Сонце може бути зображено як таке, що має три внутрішні частини (ядро, радіаційну зону та конвективну зону) та три зовнішні частини (фотосферу, хромосферу та корону).

Ряд цікавих подій розгортається на поверхні сонця або просто над нею. Одне з них - сонячні плями, які утворюються у фотосфері у відносно прохолодних (4000 К) областях. Іншим є сонячні спалахи, що є вибуховими подіями на поверхні, що відзначаються дуже інтенсивним освітленням областей сонячної атмосфери у вигляді рентгенівських променів, ультрафіолету та видимого світла. Вони розгортаються протягом періодів, що тривають кілька хвилин, а потім зникають протягом дещо більш тривалого часового проміжку в годину або близько того.