Солнце

Солнце - самая ближайшая звезда к Земле и является центральным телом Солнечной системы. Оно в 750 раз превосходит по массе все вместе взятые тела Солнечной системы. Масса Солнца больше массы Земли в 330 000 раз. Это единственная звезда, поверхность которой мы видим невооружённым глазом. Даже в самые крупные телескопы до сегодняшнего дня поверхность звёзд увидеть не составляется возможным. Свет от Солнца до нас доходит примерно за 8 минут.

Солнце является одной из 200 млрд. звезд нашей Галактики Млечный Путь. Оно располагается на расстоянии 30 тыс. световых лет (10 кпк) от галактического центра, и совершает один оборот вокруг него за 200 млн. лет. Это время называется галактическим годом. В пространстве Солнце движется по орбите вокруг центра нашей Галактики в направлении созвездия Геркулеса, пролетая каждую секунду 250 км.Источником большинства физико-химических, биологических и биосферных процессов на Земле непосредственно или косвенным образом является Солнце.

Гравитационное и энергетическое воздействия Солнца являются решающими для жизни Земли. Одним из проявлений солнечной активности являются высокоскоростные потоки заряженных частиц (солнечный ветер), вызывающие магнитные бури на Земле. Эти явления создают помехи при радиосвязи и даже оказывают отрицательное влияние на самочувствие людей, склонных к заболеваниям и расстройствам нервной и сердечно-сосудистой системы. Солнечный ветер может представлять опасность для экипажей космических аппаратов и ботовых электронных систем космических аппаратов.

Поэтому исследование процессов солнечной активности и Солнца в целом, является актуальной задачей для современной науки. Несмотря на активное развитие в последние годы внеатмосферных средств изучения Солнца, актуальность наземных наблюдений не уменьшается, поскольку они дешевле и доступнее космических.Земля получает от Солнца не только свет и тепло, но и попадает под комбинированное действие УФ и рентген. излучения, а также солнечного ветра и солнечных космических лучей. Вариации мощности этих составляющих солнечного излучения в следствие изменения уровня солнечной активности вызывают целую серию взаимосвязанных явлений в межпланетном пространстве, в магнитосфере, ионосфере, нейтральной фотосфере, биосфере, гидросфере и, возможно, в литосфере Земли.

Судьба Солнца Также как и все звезды Галактики, Солнце родилось в сжавшейся газопылевой туманности. А когда это облако газа и пыли сжимаясь, достигло определённых температур благодаря внутреннему давлению, в центре смогли начаться термоядерные реакции. По оценкам и расчётам в центральной части Солнца температура равна 15 000 000 К, а давление достигает сотен миллиардов атмосфер.В начале своего существования Солнце состояло на три четверти из водорода. Именно водород в ходе термоядерных реакций превращается в гелий, и при этом выделяется энергия, излучаемая Солнцем.

Солнце принадлежит к типу звезд, называемых желтыми карликами и является звезда главной последовательности, относится к спектральному классу G2.Так сложилось в природе, что масса звезды определяет ее судьбу. За время жизни Солнца (5 миллиардов лет), в его центре, где температура достаточно высока, сгорело уже около половины всего имеющегося там водорода. По оценкам, примерно столько же, т.е. 5 миллиардов лет, Солнцу осталось жить.

Когда водород в центре светила исчерпается, Солнце увеличится в размерах и станет красным гигантом. Это сильнейшим образом скажется на Земле: повысится температура, океаны выкипят, условия для жизнь станут невозможными. Эти процессы будут длится довольно долго по земным меркам. Наша звезда закончит свою жизнь как белый карлик, порадовав возможно астрономов далёкой звёздной системы будущего новой планетарной туманностью, форма которой может оказаться весьма причудливой благодаря влиянию планет.

Строение Солнца Видимая поверхность Солнца называется фотосферой. Ее толщина около 300 км. При наблюдении поверхности Солнца в телескоп с большим увеличением видно, что фотосфера имеет гранулированную структуру. Вещество на Солнце постоянно перемещается, и в областях, занимаемыми гранулами, оно поднимается к поверхности, а в промежутках между ними - остывает и опускается. Этот процесс похож на кипение каши в кастрюле.

Дальше вглубь распространяется конвекционная зона - зона, в которой энергия за счет конвекции переносится от центра к более высоким слоям. Здесь вещество как бы перемешивается. От центра Солнца к конвекционной зоне энергия переносится излучением. Однако каждый фотон затрачивает миллионы лет для того, чтобы пройти эту зону: свет многократно поглощается веществом и излучается вновь. В центре располагается плотное и горячее ядро, в котором и происходят ядерные реакции.

Фотосфера имееют толщину примерно 700 км, и в этом слое атмосферы Солнца формируется видимое излучение.Солнечная хромосфера - часть солнечной атмосферы, находящейся непосредственно над фотосферой. Хромосфера имеет малую в сравнении с фотосферой плотность газа и повышенную температуру, наблюдается во время полных солнечных затмений как кольцо розового цвета вокруг тёмного диска Луны за несколько секунд до и после полной фазы затмения.Над фотосферой, во время солнечных затмений, можно увидеть солнечную атмосферу, состоящую из хромосферы, небольшого слоя красноватого цвета, прилегающего к видимой поверхности, и солнечной короны - разряженной и горячей (~1 000 000 К) внешней оболочки, простирающейся до пяти радиусов Солнца. Подобным образом устроены все звезды главной последовательности на диаграмме Гершпрунга-Рассела.

Полное солнечное затмение.Фото: Кажанов В. 29 марта 2006 г. Кавказ. Фотоаппарат: Зенит-Е. Плёнка: Кодак Голд 400.Наблюдение Солнца Помните! Наблюдать Солнце в бинокль, подзорную трубу или телескоп без специальных темных солнечных фильтров нельзя!!! Иначе Вы мы можете потерять своё зрение. Размер Солнечного диска на небе также как и у Луны - полградуса. Используя специальный солнечный темный фильтр, в телескоп можно видеть на его поверхности темные пятна. Они имеют температуру лишь на полторы тысячи градусов меньше, чем остальная поверхность, нагретая до 5 800 К, поэтому и кажутся темнее окружающей поверхности. Наблюдая за солнечными пятнами изо дня в день можно заметить, что они постепенно изменяют свою форму и движутся по диску Солнца, растут либо же уменьшаются в размере. Примечательно, что пятна располагаются чаще около тропических широт Солнца. Более близкие к экватору пятна в своём движении по диску Солнца всегда будут опережать пятна средних широт.

Этот эффект связан с тем, что наше дневное светило - газовый шар, вращающийся с разными скоростями на разных широтах. Период вращения Солнца вокруг своей оси на экваторе составляет примерно 25 суток, а у полюсов - около 35-ти. Подобные же свойства вращения наблюдаются и у других газовых тел Солнечной системы - планет-гигантов.Можно легко заметить также, что по краям солнечный диск темнее - этот эффект называется потемнением к краю. Это связано с тем, что по этим направлениям солнечным лучам приходится преодолевать больший слой атмосферы Солнца. По этой же причине на закате и восходе мы видим Луну, и Солнце более темными, красноватыми. Свет от этих небесных тел проделывает больший путь в Земной атмосфере.На Солнце имеют место много разнообразных образований.

Пятна и факелы видны в оптическом диапазоне и могут наблюдаться на диске Солнца в телескоп со специальным тёмным фильтром. Протуберанцы видны при солнечных затмениях - это выбросы вещества разного размера, облака вещества, которые могут днями плавать над поверхностью Солнца меня свою форму, расти и уменьшатся в размерах. Также на Солнце наблюдаются вспышки - мощные выбросы энергии и вещества. Иногда их наблюдали в видимом диапазоне - как области с увеличенной яркостью в областях групп пятен. Но чаще их наблюдают с применением специальных фильтров и спектральных приборов (в различных линиях спектра). Температура вспышек выше средней температуры поверхности. Возникновение вспышек связано с неоднородностями (искажениями) магнитного поля. Вспышки порождают усиление корпускулярного (состоящего из частиц) потока от Солнца - солнечного ветра.

Солнечный ветер на Земле вызывает магнитные бури и полярные сияния. Ученые ведут наблюдения за дневным светилом в различных участках спектра. Солнце изучается с помощью специальных солнечных телескопов. Особенность их заключается в том, что в такие системы в простейшем случае входят два зеркала. Одно из них (называемое - Целостат) поворачивается за Солнцем, следуя за его движением по небу, и отражает свет в зеркало неподвижное. Подробнее о устройстве солнечных телескопов мы здесь останавливаться не будем, т.к. эта тема заслуживает как минимум ещё одной статьи.Смотреть на Солнце без сильно поглощающего свет фильтра нельзя. Вспомните, что с помощью трехсантиметровой лупы от солнечного света можно разжечь огонь, а телескоп собирает гораздо больше света. Надежнее и безопаснее всего наблюдения производить на белом экране, устанавливаемом за окуляром телескопа. Сфокусировав изображение Солнца на этом экране, можно зарисовывать расположение пятин, вести их подсчёт.

Таблица характеристик Солнца 

Использованная литература:

1. Витинский Ю.И. Солнечная активность. - 2-е изд., М.: Наука, Главная редакция физико-математической литературы, 1983. - 192 с. с илл.2. Электронная энциклопедия по астрономии Red Shift 3. CD.3. Электронная астрономическая энциклопелия Невооружённым глазом. CD.4. Энциклопедия. Т.8. Астрономия. - 2-е изд. М.: Аванта+, 1998 г.5. Астрономічний енциклопедичний словник. Львів,2003р. - 548с.Владимир Кажанов