Масса Солнца составляет 99,9% массы всей Солнечной системы. Основными элементами, из которого она состоит, являются водород (73%) и гелий (25%). Из других элементов можно назвать железо, никель, азот, кислород, сера, кремний, углерод, магний, кальций, хром, неон. Плотность звезды невелика – 1,4 г/см 3 , а тип её – жёлтый карлик.
Если сравнивать Солнце с Землёй, то соотношение диаметра будет 109:1, массы 333 000:1, а объёма 1 300 000:1. Возраст нашего светила — 4,57 миллиард лет.
Положение Солнца в нашей галактике (Млечный Путь) достаточно окраинное. Звезда расположилась посередине спиральных ветвей Персея и Стрельца. В районе нашего проживания обстановка спокойна в течение сотен миллионов лет. Центр галактики расположен примерно в 26000 световых лет, и наше светило облетает вокруг него со скоростью 220 – 240 км/сек за 225 – 250 млн. лет.
Расположение Солнечной системы именно в этом месте способствовали возникновению жизни на Земле. Если бы мы находились ближе к центру галактики, спокойствие нарушали бы близкие звёзды-соседки.
Что внутри Солнца?
Строение
Поверхность
Видимая поверхность Солнца называется фотосферой. Ее толщина около 300 км. При сильном увеличении можно увидеть, что фотосфера имеет гранулированную структуру. Вещество на Солнце (газ) постоянно перемещается, и в областях, занимаемыми гранулами, оно поднимается к поверхности, а в промежутках между ними — опускается.
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 внешней оболочки. Температура тут достигает до 1 500 000 градусов.
Солнечные пятна
Это тёмные области на Солнце, температура которых ниже, чем температура окружающего вещества фотосферы. Поэтому эти участки выглядят темнее, а самые большие пятна можно увидеть невооружённым глазом. На данный момент с видимой земле стороны пятна выглядят так:
Сравнение размера Земли и солнечного пятна
Внутри Солнца
Дальше вглубь распространяется конвекционная зона — зона, в которой энергия за счет конвекции переносится от центра к более высоким слоям, будто бы перемешиваясь. 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. Около ядра температура достигает до 15 000 000 градусов! Про внутреннее строение солнца много интересного можно узнать в этой статье.
Солнечный ветер
Солнечный ветер — непрерывный поток плазмы солнечного происхождения, распространяющийся от атмосферы Солнца и заполняющий собой Солнечную систему. Из-за высокой температуры солнечной короны, давление вышележащих слоев не может уравновесить давление вещества короны. Это вещество и выбрасывается в пространство в виде солнечного ветра, распространяясь на расстояние до 100 а.е а.е. — астрономическая единица1 астрономическая единица = 149 597 871 километра. Это среднее расстояние от Земли до Солнца .
На рисунке пустое поле в центре закрывает пространство в 32 раза больше Солнца. Диаметр изображения — половина диаметра орбиты Меркурия. Точки за Солнцем — звёзды.
Почему светит Солнце
Свечение Солнца – результат выделения огромной энергии, выделяемой в результате протекания термоядерной реакции в её ядре. Вещества тратится мало, энергии выделяется много (в миллионы раз больше, чем при обычном горении).
Раньше считалось, что Солнце светит из-за горения элементов, входящих в его состав. Но по приблизительным подсчетам, даже грубым, оно не может «выгорать» миллиарды лет, Солнце должно было потухнуть совсем давно, растеряв массу, тем самым нарушив гравитационное равновесие в системе планет. Но Солнце светит уже миллиарды лет и не собирается гаснуть в ближайшее время.
Солнечное затмение
Солнечное затмение — астрономическое явление, при котором Луна закрывает полностью или частично Солнце от человека на Земле. Во время затмения можно наблюдать солнечную корону.
Солнечная корона
Как возникло Солнце
В составе Солнца присутствует достаточно много золота и урана. Эти элементы появлялись в в ядрах ранних звёзд, а распространение их происходило из-за взрывов сверхновых. По основной теории Солнце и солнечная система сформировались из газопылевого облака, которое как раз и являлось остатком взрыва сверхновой звезды.
Известны несколько двойников нашей звезды. Они аналогичны по массе, светимости, возрасту, и температуре. Это 18 Скорпиона, 37 Близнецов, Бета Гончих Псов, HD 44594 и HIP56948.
Источник: light-science.ru
Атмосфера и химический состав Солнца: описание и структура
Когда мы наблюдаем солнечный летний пейзаж, нам кажется, что вся картина будто залита светом. Однако если посмотреть на солнце при помощи специальных приборов, то мы обнаружим, что вся поверхность его напоминает гигантское море, где бушуют огненные волны и перемещаются пятна. Каковы же основные составляющие солнечной атмосферы? Какие процессы происходят внутри нашей звезды и какие вещества входят в ее состав?
Общие данные
Солнце – это небесное тело, являющееся звездой, причем единственной в Солнечной системе. Вокруг него вращаются планеты, астероиды, спутники и другие космические объекты. Химический состав Солнца примерно одинаков в любой его точке. Однако он существенно изменяется по мере приближения к центру звезды, где находится его ядро. Ученые обнаружили, что солнечная атмосфера делится на несколько слоев.
Какие химические элементы входят в состав Солнца
Не всегда человечество располагало теми данными о Солнце, которые сегодня имеет наука. Когда-то сторонники религиозного мировоззрения утверждали, что мир невозможно познать. И в качестве подтверждения своих идей они приводили тот факт, что человеку не дано узнать, каков химический состав Солнца. Однако прогресс в науке убедительно доказал ошибочность таких взглядов.
Особенно продвинулись ученые в деле исследования звезды после изобретения спектроскопа. Химический состав Солнца и звезд ученые изучают при помощи спектрального анализа. Так, они выяснили, что состав нашей звезды весьма разнообразен. В 1942 году исследователи обнаружили, что на Солнце присутствует даже золото, хотя его и не так много.
Другие вещества
Главным образом в химический состав Солнца входят такие элементы, как водород и гелий. Их преобладание характеризует газообразную природу нашей звезды. Содержание других элементов, например, магния, кислорода, азота, железа, кальция незначительно.
При помощи спектрального анализа исследователи выяснили, каких веществ точно нет на поверхности этой звезды. Например, хлора, ртути и бора. Однако ученые предполагают, что эти вещества, помимо основных химических элементов, входящих в состав Солнца, могут находиться в его ядре. Практически на 42% наша звезда состоит из водорода. Примерно 23% приходится на все металлы, которые есть в составе Солнца.
Немного интересных фактов
Как и большинство параметров других небесных тел, характеристики нашей звезды рассчитываются лишь теоретически при помощи вычислительной техники. В качестве исходных данных служат такие показатели, как радиус звезды, масса и ее температура. В настоящее время ученые определили, что химический состав Солнца представлен 69 элементами.
Большую роль в этих исследованиях играет спектральный анализ. Например, благодаря ему был установлен состав атмосферы нашей звезды. Также была обнаружена интересная закономерность: набор химических элементов в составе Солнца удивительно похож на состав каменных метеоритов. Этот факт – важное свидетельство в пользу того, что эти небесные тела имеют общее происхождение.
Огненный венец
Солнечная корона представляет собой слой сильно разреженной плазмы. Температура ее достигает 2 млн кельвинов, а плотность вещества превосходит плотность земной атмосферы в сотни миллионов раз. Здесь атомы не могут быть в нейтральном состоянии, они постоянно сталкиваются и ионизируются. Корона является мощным источником ультрафиолетового излучения.
Вся наша планетная система подвержена воздействию солнечного ветра. Его изначальная скорость равна практически 1 тыс км/сек, однако по мере удаления от звезды она постепенно уменьшается. Скорость солнечного ветра у поверхности земли равна приблизительно 400 км/сек.
Общие представления о короне
Солнечный венец иногда называют атмосферой. Однако он является лишь ее внешней частью. Проще всего корону наблюдать во время полного затмения. Тем не менее зарисовать ее будет очень трудно, ведь затмение длится всего лишь несколько минут. Когда же была изобретена фотография, астрономы смогли получить объективное представление о солнечной короне.
Уже после того как были сделаны первые снимки, исследователям удалось обнаружить области, которые связаны с повышенной активностью звезды. Корона Солнца имеет лучистую структуру. Она является не только самой горячей частью его атмосферы, но и по отношению к нашей планете находится ближе всего. Фактически, мы постоянно находимся в ее пределах, ведь солнечный ветер проникает в самые отдаленные уголки солнечной системы. Однако от ее радиационного воздействия мы защищены земной атмосферой.
Ядро, хромосфера и фотосфера
Центральная часть нашей звезды называется ядром. Его радиус равен примерно четверти общего радиуса Солнца. Вещество внутри ядра очень сжато. Ближе к поверхности звезды находится так называемая конвективная зона, где происходит движение вещества, порождающее магнитное поле. Наконец, видимая поверхность Солнца называется фотосферой.
Она представляет собой слой толщиной более 300 км. Именно из фотосферы на Землю приходит солнечное излучение. Температура ее достигает приблизительно 4800 кельвинов. Водород здесь сохраняется практически в нейтральном состоянии. Над фотосферой расположена хромосфера. Ее толщина составляет порядка 3 тыс. км.
Хотя хромосфера и корона Солнца находятся над фотосферой, четких границ между этими слоями ученые не проводят.
Протуберанцы
Хромосфера имеет очень низкую плотность и по силе излучения уступает солнечной короне. Однако здесь можно наблюдать интересное явление: гигантские языки пламени, высота которых составляет несколько тысяч километров. Они носят название солнечных протуберанцев. Иногда протуберанцы поднимаются на высоту до миллиона километров над поверхностью звезды.
Исследования
Протуберанцам свойственны те же показатели плотности, что и хромосфере. Однако они располагаются непосредственно над ней и окружаются ее разреженными слоями. Впервые в истории астрономии протуберанцы наблюдались исследователем из Франции Пьером Жансеном и его английским коллегой Джозефом Локьером в 1868 г. Их спектр включает в себя несколько ярких линий. Химический состав Солнца и протуберанцев очень схож. Главным образом в нем представлен водород, гелий и кальций, а присутствие других элементов незначительно.
Некоторые протуберанцы, просуществовав определенный промежуток времени без видимых изменений, внезапно взрываются. Их вещество с гигантской скоростью, достигающей нескольких километров в секунду, выбрасывается в близлежащее космическое пространство. Внешний вид хромосферы часто меняется, что свидетельствует о различных процессах, происходящих на поверхности Солнца, в том числе и о движении газов.
В областях звезды с повышенной активностью можно наблюдать не только протуберанцы, но и пятна, а также усиление магнитных полей. Иногда при помощи специальной аппаратуры на Солнце обнаруживаются вспышки особенно плотных газов, температура которых может достигать огромных величин.
Хромосферные вспышки
Иногда радиоизлучение нашей звезды увеличивается в сотни тысяч раз. Такое явление называют хромосферной вспышкой. Оно сопровождается образованием пятен на поверхности Солнца. Сначала вспышки были замечены в виде повышения яркости хромосферы, однако впоследствии оказалось, что они представляют собой целый комплекс различных явлений: резкого повышения радиоизлучения (рентгеновского и гамма-излучения), выброса массы из короны, протонных вспышек.
Делаем выводы
Итак, мы выяснили, что химический состав Солнца представлен большей частью двумя веществами: водородом и гелием. Конечно, есть и другие элементы, но их процент невысок. Кроме того, ученые не обнаружили никаких новых химических веществ, которые бы входили в состав звезды и при этом отсутствовали бы на Земле. В солнечной фотосфере происходит формирование видимого излучения. Оно в свою очередь имеет колоссальное значение для поддержания жизни на нашей планете.
Солнце является раскаленным телом, которое непрерывно испускает белый свет. Его поверхность окружена облаком газов. Их температура не настолько высока, как у газов внутри звезды, однако и она впечатляет. Спектральный анализ позволяет на расстоянии узнать, каков химический состав Солнца и звезд. А поскольку спектры многих звезд очень похожи на спектры Солнца, это означает, что их состав примерно одинаков.
Сегодня процессы, происходящие на поверхности и внутри главного светила нашей планетарной системы, включая исследование его химического состава, изучаются астрономами в специальных солнечных обсерваториях.
Источник: fb.ru
Из чего состоит Солнце? Основные компоненты и интересные факты.
Каждый раз, поднимая голову в небо, мы видим там раскаленный огненный шар, но за всю свою жизнь привыкли воспринимать его как данность. Большинству даже не интересно, из чего состоит Солнце, сколько оно еще просуществует, в результате каких процессов было создано?
Сложно задумываться о том, что светило нашим далеким предкам, светит нам и будет светить потомкам даже через тысячи лет. Это как фоновый звук, который не замечаешь. Вот только его исчезновение станет не просто досадным моментом, это будет конец для всего живого.
Почему так важно Солнце?
Чем важна ближайшая звезда для живых организмов:
- В недрах Солнца постоянно протекают ядерные процессы, которые способствую выделению огромного количества энергии.
- Помимо энергии Земля получает широкий спектр излучения, фильтрующийся за счет озонового слоя.
- Энергия для осуществления биохимических процессов, видимый свет для восприятия окружающего мира. Уже не так мало, но это еще далеко не все.
- Гравитационное воздействие Солнца обеспечивает Земле постоянную орбиту, способствует нашему перемещению внутри галактики с огромной скоростью.
- Собственное вращение вокруг оси определяет смену дня и ночи, изменение удаленности от светила – смену времен года.
- Практически все биоритмы на планете подвластны нашему Солнцу, а жизнь большинства организмов зависит от стабильности и цикличности этих самых ритмов.
Каким раньше видели Солнце?
Представления о Солнце у астрономов древности сводились к ряду противоречий:
- На небе мы видим звезду в двухмерном пространстве, где любая сфера представляет собой плоский круг. Соответственно, ученые мужи на протяжении тысячелетий считали Солнце всего лишь диском.
- Религия оказала свое влияние, любое языческое верование описывало своего бога, который являлся Солнцем или отвечал за его перемещение по небосклону.
- Одно время Землю считали центром Вселенной, вокруг нее якобы вращался весь мир. В том числе и наше светило.
- Следующая теория была уже ближе к истине и заключалась в том, что все вращается вокруг самого Солнца.
- На протяжении длительного периода времени бытовало мнение, что сама звезда имеет идеальную форму и состоит всего из одного какого-то вещества.
Хоть большая часть умозаключений оказалась неверной, не стоит считать наших предшественников глупыми или невеждами. У них не было тех методов исследований, что есть у современных специалистов. Да и с базовыми знаниями было не очень хорошо, в конечном счете, именно они и сформировали ту базу, которой мы пользуемся.
Минутка химии и физики
Обычно людей интересует два аспекта – структурный и химический состав звезды.
Химический состав
Структурный состав
Абсолютное большинство – водород, 74%
Ядро, в котором и происходит синтез.
На втором месте гелий, 24%
Всего 1% кислорода.
На оставшийся процент приходятся все остальные элементы таблицы.
Фотосфера, видимая зона, которую можно исследовать без применения дополнительных методов.
Конечно же, оба момента взаимосвязаны, нельзя сказать, что на протяжении всех слоев химические элементы содержатся равномерно, в одинаковом количестве. Представления о нашем родном светиле могут быть неполными, ведь наука не стоит на месте и уже через несколько десятилетий, мы можем получить какой-то революционно новый метод. Может он подтвердит текущее представление о Солнце или перевернет его «с ног на голову».
Из каких веществ состоит солнце?
Из курса школьных курсов химии и физики можно вспомнить, что чаще всего во Вселенной встречаются два элемента – водород и гелий. Такое распределение определенно Большим Взрывом, создавшим все, что нас окружает. На этот счет существует множество теорий, и вы вправе придерживаться любой из них, но мы будем рассматривать именно эту. Химический состав Солнца обусловлен тем:
- Что в его ядре происходит преобразование водорода в гелий.
- В качестве побочного продукта вырабатывается кислород.
- И множество других металлов, но их количество возрастет лишь через миллиарды лет.
- Только на последнем отрезке своего долгого существования звезда начинает вырабатывать тяжелые металлы.
- В том числе и золото, но обычно это предшествует взрыву и образованию черной дыры.
- Нам этого события можно не ждать. В ближайшие несколько миллиардов лет.
Чисто теоретически, мы должны с опаской поглядывать на процентное изменение содержания кислорода и тяжелых металлов в химическом составе Солнца. Это один из многих практических аспектов таких познаний. Но на самом деле, даже наши далекие предки могут особо не переживать на эту тему. Жизнь на планете может полностью исчезнуть и несколько раз зародиться вновь, прежде чем ближайшая звезда пройдет весь цикл своего превращения и детонирует.
Как устроена наша звезда?
Структуру Солнца не сложно запомнить:
- Изнутри 20% занимает ядро. Самая горячая часть звезды, его «кузница». Именно там протекают ядерные реакции, формирование новых элементов.
- Далее 50% занимает радиационная зона. Этот слой получает из ядра фотоны, а далее проводит уже гамма-излучение. Своеобразный преобразователь.
- На долю конвективной зоны приходится еще 30%. Здесь уже все можно объяснить наглядно, ведь в этой зоне вверх поднимаются нагретые газовые пузыри. Вниз отправляются они же, но уже остуженные поверхностью. Если вы сейчас поставите кастрюлю на огонь и подождете минут 10, сможете понаблюдать нечто похожее.
- Фотосфера это тонкий прозрачный слой, находящийся на самой поверхности Солнца. Именно его исследовать проще всего.
Структура нашего светила не уникальна, она типична для большинства звезд тех же размеров. Бытует мнение, что соотношение отдельных слоев и зон может зависеть от габаритов и возраста, но на эту тему все еще ходят споры. С такой детальностью мы можем изучить только Солнце, ведь все остальные звезды находятся вне зоны нашей досягаемости. Но рано или поздно мы сможем исправить и этот досадный момент.
Что представляет собой Солнце?
Раскаленный шар в нашем небе имеет:
- Четыре слоя выполняющих свои функции.
- Огромнейший запас водорода, который постепенно сгорает в ядерных реакциях.
- Огромный запас синтезированного из водорода гелия.
- Приличное количество атомов кислорода, продукта все тех же реакций.
- Незначительное в процентном соотношении, но впечатляющее в абсолютных цифрах количество тяжелых металлов.
Любое нарушение структуры или изменение пропорции химических элементов может привести к катастрофическим последствиям для всех ближайших планет. Вот только, Солнце слишком большой газовый шар, чтобы на него можно было как-то подействовать извне.
Знать из чего состоит Солнце не так уж бессмысленно. Это позволит лучше представить себе, как вообще устроена наша Вселенная, каким образом она могла возникнуть и понять идущие в ней процессы.
Видео о составе Солнца
На этом видео можно ознакомиться с секретами и составом солнца, его происхождением и назначением:
Источник: 1-vopros.ru