Характеристики Солнца, детали, структура и состав



золь это газообразное тело с сильно сжатым ядром, в котором энергия генерируется термоядерными реакциями.

Это звезда, вокруг которой вращаются Земля и другие планеты, и к которой она обеспечивает свет и тепло. Он родился 4600 миллионов лет назад. Хотя это одна из более чем 1000 миллионов небесных тел, составляющих галактику Млечного Пути, это звезда, которая сияет ярче всего.

Вся жизнь на Земле зависит от солнечной энергии, которую обеспечивает звезда. Без Солнца Земля была бы темным, безжизненным местом, застывшим во времени. 

Хотя неизвестно, что произошло более 4 миллиардов лет назад, нынешняя теория утверждает, что огромное облако пыли и газа начало медленно поворачиваться.

Гравитация затянула плотную область в этом облаке. Импульс увеличил скорость вращения. Это движение вызвало нагревание газа в центре, что вызвало реакции, которые превратили пыль и газ в твердое вещество, породив планеты..

Центральная материя стала очень горячей и плотной, что привело к ядерному синтезу, который вызвал Солнце.

Солнце является доминирующим объектом в солнечной системе из-за его большого размера, так как оно содержит 99% массы системы.

Его гравитационная сила удерживает все планеты на орбите. Это звезда среднего размера, которая производит свой собственный свет и тепло, сжигая топливо, такое как водород и гелий, в процессе, известном как ядерный синтез..

Звезды имеют ограниченную жизнь, и Солнце не является исключением, оно находится в середине своего жизненного цикла около десяти миллиардов лет. Он расположен в центре галактики, которая имеет спиральную форму.

Что такое солнце? части и исследования о звезде

На расстоянии Солнце не кажется очень сложным. Для обычного наблюдателя это просто гладкий, ровный газовый шар. Однако тщательная проверка показывает, что звезда находится в постоянной турбулентности. По-видимому, спокойное Солнце - это беспокойное, дрожащее и взрывное тело, обдуваемое интенсивным и переменным магнетизмом..

В недавнем прошлом ученые не могли понять, как Солнце генерирует свои магнитные поля, которые ответственны за большую часть солнечной активности.

Они также не знали, почему часть этого интенсивного магнетизма была сосредоточена в так называемых солнечных пятнах, неглубоких темных островах размером с Землю и в тысячу раз более магнитных..

Кроме того, физики не могли объяснить, почему магнитная активность Солнца резко меняется, уменьшаясь и усиливаясь каждые 11 лет или около того. Ответы на эти вопросы были спрятаны внутри Солнца, где генерируется его мощный магнетизм.

Млечный путь имеет диаметр около 100 000 световых лет и толщину 15 000 световых лет. В рамках этого Солнце движется на 210 км каждую секунду, и для завершения цикла путешествий требуется 225 миллионов лет..

Ученые приобрели значительную часть своих знаний о Солнце благодаря наблюдениям, сделанным с Земли в течение многих лет. Тем не менее, большая часть современных знаний поступает от космических зондов, которые были отправлены на миссии по исследованию Солнца..

Эти зонды предоставили точную информацию о температуре, атмосфере, составе, магнитном поле, вспышках, протуберанцах, солнечных пятнах и внутренней динамике Солнца, которые показаны в следующем окне.

Состав Солнца

Солнце - это огромный шар из плазмы, горячего ионизированного газа, масса которого в 300 000 раз больше, чем у Земли..

Диаметр Солнца составляет 1,4 миллиона километров в длину, превышает диаметр Земли на 12 760 км, даже превышает диаметр самой большой планеты в системе, Юпитер представляет только одну десятую диаметра Солнца.

Основными элементами, присутствующими на Солнце, являются водород (92%), затем гелий (7,8%) и менее 1% более тяжелых элементов, таких как кислород, углерод, азот и неон..

Ниже приведена композиция Солнца, построенная на основе анализа солнечного спектра. Анализ исходит из нижних слоев атмосферы Солнца, но считается, что он является представителем всего Солнца, за исключением его ядра. В солнечном спектре обнаружено около 67 элементов.

Считается, что Солнце полностью газообразное, со средней плотностью в 1,4 раза больше плотности воды. Поскольку давление в ядре намного больше, чем на поверхности, плотность ядра в восемь раз превышает плотность золота, а давление в 250 миллиардов раз превышает давление поверхности Земли..

Почти вся масса Солнца ограничена объемом, который простирается всего на 60% расстояния от центра Солнца до его поверхности..

Строение Солнца

При изучении строения Солнца физики Солнца делят его на две основные области: внутреннюю и атмосферную..

интерьер

Интерьер состоит из:

1- ядро

Это центральная область Солнца, где происходят ядерные реакции, которые превращают водород в гелий. Эти реакции высвобождают энергию, которая вызывает светимость Солнца.

Чтобы эти реакции имели место, необходима очень высокая температура. Температура около центра составляет примерно 15 миллионов градусов по Цельсию, а плотность составляет примерно 160 г / см.3 (то есть в 160 раз превышает плотность воды).

И температура, и плотность уменьшаются наружу от центра Солнца. Ядро занимает 25% внутреннего радиуса Солнца. Приблизительно в 175 000 км от центра температура составляет только половину его центрального значения, а плотность падает до 20 г / см3.

2- Промежуточная зона (или радиоактивный транспорт).

Вокруг ядра находится промежуточная или радиоактивная транспортная зона. Эта область занимает 45% солнечного радиуса и является областью, где энергия в форме гамма-фотонов переносится наружу потоком излучения, генерируемого в ядре..

При прохождении через промежуточную зону фотоны гамма-излучения высокой энергии непрерывно избиваются, некоторые поглощаются, другие удаляются, а другие возвращаются в ядро. Фотонам может понадобиться 100 000 лет, чтобы пройти через промежуточную зону.

На самом внешнем пределе промежуточной зоны температура составляет приблизительно 1,5 миллиона градусов по Цельсию, а плотность составляет приблизительно 0,2 г / см.3. Этот предел называется интерфейсный уровень или тахоклина.

Считается, что магнитное поле Солнца создается естественным динамо, присутствующим в этом слое. Изменения скоростей потока через этот слой растягивают силовые линии магнитного поля и делают их сильнее. Также, кажется, внезапные изменения в химическом составе через этот слой.

3- Конвективная зона

Это самая внешняя зона Солнца, она называется конвективной зоной, потому что энергия выводится на поверхность в результате процесса конвекции. Он простирается от глубины около 210 000 км до видимой поверхности и занимает примерно 30% радиуса Солнца..

В этой зоне плазменный газ, нагретый в промежуточной зоне, поднимается на поверхность под действием конвекционных течений, расширяется, охлаждается и затем сжимается (аналогично кипению воды в сосуде)..

Увеличение частиц газа видно на поверхности в виде зернистого рисунка. Гранулы имеют диаметр около 1000 км. Конвекционные ячейки выделяют энергию в атмосфере Солнца, а на поверхности температура составляет около 5600 ° С, а плотность практически равна нулю..

Как только плазменный газ достигает поверхности Солнца, он охлаждается и осаждается в основании конвекционной зоны, где он получает больше тепла.

Затем процесс повторяется. Фотоны, которые уходят от Солнца, потеряли энергию на своем пути от ядра и изменили свою длину волны, так что большая часть излучения находится в видимой области электромагнитного спектра..

Более низкие температуры в конвективной зоне позволяют более тяжелым ионам элементов, таких как углерод, азот, кислород, кальций и железо, удерживать часть своих электронов. Это делает материал более непрозрачным, затрудняя прохождение излучения..

Атмосфера Солнца

Атмосфера Солнца состоит из:

1- фотосфера.

Фотосфера является самым нижним из трех слоев, из которых состоит атмосфера Солнца. Поскольку верхние два слоя прозрачны для большинства длин волн видимого света, фотосфера может быть легко оценена.

Мы не можем видеть за пределами ярких газов фотосферы, поэтому все, что находится под ней, считается внутренним пространством Солнца..

Это тонкий слой горячих ионизированных газов или плазмы толщиной около 400 км, нижняя часть которого образует видимую поверхность Солнца. Большая часть энергии, излучаемой Солнцем, проходит через этот слой.

С Земли поверхность кажется гладкой, но на самом деле она турбулентная и зернистая из-за конвекционных потоков. Материал, выкипающий на поверхности Солнца, уносится солнечным ветром.

Плотность фотосферы низкая в соответствии со стандартами Земли, ее значение аналогично плотности воздуха, которым мы дышим, а ее средняя температура составляет всего 5600 ° С. Состав фотосферы по массе составляет 74,9% водорода и 23,8% гелия. Все более тяжелые элементы составляют менее 2% массы.

2- хромосфера

Непосредственно над фотосферой расположена хромосфера (цветная сфера). Этот тонкий газовый слой имеет гораздо меньшую плотность, чем фотосфера.

Его толщина составляет около 2500 км, а температура колеблется от 6000 ° C чуть выше фотосферы до диапазона от 20000 до 30000 ° C на ее вершине..

Хромосфера визуально более прозрачна, чем фотосфера. Его красновато-розовый цвет происходит потому, что его эмиссия в основном состоит из альфа-газообразного водорода.

Этот цвет можно увидеть во время полного солнечного затмения, когда хромосфера кратко видна как вспышка цвета, так же как видимый край фотосферы исчезает за Луной.

3- корона

Это верхний слой атмосферы Солнца, простирающийся на несколько миллионов километров от вершины хромосферы до космоса. Там нет четко определенного верхнего предела для короны.

Корону можно увидеть только во время полного солнечного затмения или через специальный телескоп, называемый коронографом, когда фотосфера блокируется. Корона выглядит как яркая, бледно-белая область вокруг Солнца.

ссылки

  1. Кларк С. (2004). Земля, Солнце и Луна. Dunstable, Folens Publishers.
  2. Giessow J. и Giessow F. (2015). Наука Солнца: исследование Вселенной. Дейтон, Милликен, Издательская Компания.
  3. Ланг К. (2009). Солнце из космоса. Нью-Йорк, Спрингер.
  4. Филлипс К. (1995). Путеводитель по Солнцу. Кембридж, издательство Кембриджского университета.
  5. Rushworth, G. (2011). Наша Солнечная Система: Солнце. Нью-Йорк, Benchmark Education Company.
  6. Viegas, J. (2006). Роль Солнца в нашей Солнечной системе: антология современной мысли. Нью-Йорк, The Rosen Publishing Group, Inc.
  7. Уилкинсон Дж. (2012). Новые глаза на солнце: руководство по спутниковым снимкам и любительским наблюдениям. Нью-Йорк, Спрингер.