Что случится с солнцем в будущем?

Другие солнечные циклы

Помимо 11-тилетнего и 22-хлетнего солнечных циклов наблюдаются и другие периодичные изменения солнечной активности. Так, например, солнечные максимумы и минимумы также демонстрируют колебания в масштабах века, что называется «цикл Гляйсберга» и имеет период 70 — 100 лет. Существует также двухсотлетний солнечный цикл («цикл Зюсса» или «цикл де Врие»), минимум которого называется «глобальным» и определяется как заметное снижение солнечной активности в течении десятков лет раз в два века.

Примечательно, что во время «глобальных минимумов» наблюдается не только уменьшение количества солнечных пятен, но также и значительные похолодания на Земле. Наиболее известным таким периодом является минимум Маундера (1645—1715), во время которого длился так называемый «малый ледниковый период». Однозначная взаимосвязь этих явлений не обнаружена, однако наблюдается совпадение (корреляция) вековых солнечных циклов с изменениями температуры на Земле. Причины самих вековых циклов Солнца также явно не определены. Вполне вероятно, что эти циклы вызваны не природой звезды, а динамикой неких внешних объектов, например, вращением крупного звездного скопления в центре Млечного Пути. https://www.youtube.com/watch?v=cDrBDfXyDuM

Знакомство с Солнечной системой

Солнечная система является частью спиралевидной галактики — Млечного пути. В самом ее центре находится Солнце – самый большой обитатель Солнечной системы. Солнце – это горячая звезда, состоящая из газов – водорода и гелия. Оно производит огромное количество тепла и энергии, без которых жизнь на нашей планете была бы просто невозможна. Солнечная система возникла пять млрд. лет назад в результате сжатия газопылевого облака.

Млечный путь

Центральное тело нашей планетной системы — Солнце (по астрономической классификации — желтый карлик), сосредоточило в себе 99,866% всей массы Солнечной системы. Оставшиеся 0,134% вещества представлены девятью большими планетами и несколькими десятками их спутников (в настоящее время их открыто более 100), малыми планетами — астероидами (примерно 100 тысяч), кометами (около 1011 объектов), огромным количеством мелких фрагментов — метеороидов и космической пылью. Все эти объекты объединены в общую систему мощной силой притяжения превосходящей массы Солнца.

Планеты земной группы составляют внутреннюю часть Солнечной системы. Планеты-гиганты образуют ее внешнюю часть. Промежуточное положение занимает пояс астероидов, в котором сосредоточена большая часть малых планет.

Фундаментальной особенностью строения Солнечной системы является то, что все планеты обращаются вокруг Солнца в одном направлении, совпадающем с направлением осевого вращения Солнца, и в том же направлении они обращаются вокруг своей оси. Исключение составляют Венера, Уран и Плутон, осевое вращение которых противоположно солнечному. Существует корреляция между массой планеты и скоростью осевого вращения. В качестве примеров достаточно упомянуть Меркурий, сутки которого составляют около 59 земных суток, и Юпитер, который успевает сделать полный оборот вокруг своей оси менее, чем за 10 часов.

Планеты солнечной системы

Сколько существует планет?

Планеты и их спутники:

  1. Меркурий,
  2. Венера,
  3. Земля (спутник Луна),
  4. Марс (спутники Фобос и Деймос),
  5. Юпитер (63 спутника),
  6. Сатурн (49 спутника и кольца),
  7. Уран (27 спутника),
  8. Нептун (13 спутников).
  • Астероиды,
  • Объекты пояса Койпера (Квавар и Иксион),
  • Карликовые планеты (Церера, Плутон, Эрида),
  • Объекты облака Орта (Седна, Оркус),
  • Кометы (комета Галлея),
  • Метеорные тела.

Чем отличается земная группа?

К планетам земной группы традиционно относят Меркурий, Венеру, Землю и Марс (в порядке удаления от Солнца). Орбиты этих четырёх планет расположены до Главного пояса астероидов. Эти планеты объединяют в одну группу также из-за схожести их физических свойств — они имеют небольшие размеры и массы, средняя плотность их в несколько раз превосходит плотность воды, они медленно вращаются вокруг своих осей, у них мало или совсем нет спутников (у Земли — один, у Марса — два, у Меркурия и Венеры — ни одного).

Планеты земного типа или группы отличаются от планет-гигантов меньшими размерами, меньшей массой, большей плотностью, более медленным вращением, гораздо более разрежёнными атмосферами (на Меркурии атмосфера практически отсутствует, поэтому его дневное полушарие сильно накаляется. Температура у планет земной группы значительно выше чем у гигантов (на Венере до плюс 500 С). Элементные составы планет земной группы и планет-гигантов также резко отличаются друг от друга. Юпитер и Сатурн состоят их водорода и гелия примерно в той же пропорции, что и Солнце. У планет земной группы имеется много тяжелых элементов. Земля в основном состоит из железа (35 %), кислорода (29 %) и кремния (15 %). Наиболее распространенные соединения в коре — окислы алюминия и кремния. Таким образом, элементный состав Земли резко отличается от солнечного.

Какие есть планеты-гиганты?

К планетам-гигантам относятся Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун. Эти планеты обладают большими размерами, но небольшой плотностью из-за своего газового состава из водорода и гелия. Тем не менее примерно 98 % суммарной массы планет Солнечной системы приходится на массу планет-гигантов!  Тепловой поток из центра Юпитера и Сатурна немного превосходит поток энергии, получаемой планетой от Солнца, тогда как тепловой поток из центра Земли пренебрежимо мал по сравнению с потоком энергии, получаемой Землей от Солнца.Эти планеты удалены на большие расстояния от Солнца, поэтому самые дальние из них — Нептун и Уран, содержат большое количество льда и именуются ледяными гигантами.

Размеры планет солнечной системы

Планеты данного типа обладают большим количеством спутников, в отличие от планет земной группы, и обладают высокой скоростью вращения. Спутниками называются небольшие тела, вращающиеся вокруг планет. Область между планетами наполнена небольшими твердыми частицами и разреженными газами.

Эволюция солнечной системы

Долгое время учёные считали, что солнечная система за все время своего существования практически никак не изменялась. Но последние исследования показали, что эволюция солнечной системы происходила практически постоянно.

Так, стало известно, что солнечная система была компактной, пояс Койпера был расположен значительно ближе к Солнцу. Но, что самое интересное, что в солнечной системе были и другие планеты, по размеру приблизительно как Юпитер. Но давай по отдельности разберёмся и поймём, как происходила эволюция солнечной системы.

Планеты земной группы

Под конец формирования, в солнечной системе было от 50 до 100 протопланет. Напомним вам, что протопланета – это не со совсем сформировавшийся планета, это зародыш планеты, который прошёл процесс внутреннего плавления.
Так вот таких протопланет в солнечной системе было около сотни, они в течение сотни миллионов лет, сталкивались, сливались. В результате получились известные четыре планеты земной группы. Кроме этого, есть версия, что Луна, образовалась от столкновения, когда ещё Земля была протопланетой и, по всей видимости, она столкнулась с аналогичным объектом.

Пояс астероидов

Как известно, между Марсом и Юпитером находится пояс астероидов. Долгое время считалась, там раньше находилась планета, которая была разрушена. В результате чего и образовался это пояс.

Последние исследования не подтвердили эту гипотезу. Первоначально, эта область имела немало материи для строительства 2 или 3 планет, подобию Земли.

Похоже, на первоначальной стадии всё так и происходило, но относительно близко сформировался газовый гигант Юпитер. Под действием орбитальных сил, многие протопланеты, были выкинуты из пояса. Некоторые, попали во внутреннюю солнечную систему, что помогло формированию планет земной группы, а возможно и Луны планеты Земля. Другие были выкинуты во внешние границы солнечной системы.

Планетная миграция

Согласно гипотезе происхождения солнечной системы, две планеты Уран и Нептун находятся не на своём месте. Где их наблюдают сейчас, они не смогли бы сформироваться. Согласно теории возникновение солнечной системы, Уран и Нептун первоначально, находились рядом с Сатурном и Юпитером.

Под действием протопланет, которые ещё не сформировались в полноценные планеты, так вот под их действием, Сатурн и Юпитер вошли между собой в орбитальный резонанс. Произошло это примерно 4 миллиарда лет назад, напомним, что возраст солнечной системы примерно 4,6 миллиарда лет.

Произошло следующее, Сатурн делал один оборот вокруг Солнца, а Юпитер за то же время делал два оборота. Всё это привело к гравитационному давлению на внешние планеты.

Последствия были таковы, что две планеты Уран и Нептун были выкинуты на дальние границы солнечной системы. По той же причине объясняется происхождение пояс Койпера и Облако Оорта.

Бомбардировка планет

Активная бомбардировка планет происходила, когда происходила миграция планет. Так как многие протопланеты были выдавлена во внешние и внутренние границы солнечной системы, то планеты были подвержены активному метеоритному бомбометанию. До сих пор мы видим последствия на Луне, Меркурии, в виде гигантских кратеров.

Всё это происходило, 4 млрд лет назад. Сейчас такие столкновения очень редкие.

Последнее столкновение произошло в 2009 году, когда на Юпитер упал неизвестный объект. В результате на планете образовалось большое тёмное пятно, размером с Тихим океаном.

Всё это говорит, только об одном, что эволюция солнечной системы продолжается.

Как сформировались спутники планет

Образование спутников происходило по трём основным правилам, это:

  • Образование произошло из околопланетного диска.
  • Образование после столкновения, по касательной территории.
  • Образование или вернее захват объекта.

Наш мир продолжает меняться, и эволюция солнечной системы продолжается. Мы привыкли, что солнечная система не изменится и так как она выглядит сейчас будет существовать вечно, но это не так. Давайте заглянет в будущее.

Что будет со светилом

По мере «взросления» Солнца повышается температура ядра, усиливается светимость. Ядро увеличивается в размерах, а звезда замедляет движение вокруг оси. Уменьшается масса, снижается плотность Солнца. Усиленная активность небесного светила приведет к глобальному потеплению и испарению океанов с поверхности Земли. В тот момент температура достигнет 57 °C. Для сравнения, сейчас она 14 °C. Спустя 3,5 млрд лет температура на поверхности Земли сравняется с Венерой, достигнув 500 °C.

Дальнейшее расширение атмосферы светила приведет к его превращению в красного гиганта. Случится это приблизительно через 5,4 млрд лет. Светимость достигнет максимального значения, увеличившись в 5 тысяч раз. При этом процесс раздувания Солнца повлечет снижение температурных показателей на Земле. Но изменение в гравитации приведет к тому, что звезда изменит траекторию движения и может столкнуться с планетами. В таком случае произойдет глобальная катастрофа, которая негативно отразится на состоянии Земли.

Мощный взрыв

Вспышки (энергетический выброс в атмосферу) регулярно происходят в космосе из-за существующего магнитного поля. Особой активностью обладают красные карлики, молодые и быстро вращающиеся звезды. У Солнца слабые магнитные поля, вращается оно медленно. С такими показателями супервспышка исключается.

Однако новые исследования ученых настораживают. По последним сведениям, вспышки все же начали происходить на звездах спекторального класса, в том числе на Солнце. Также ученые заявляют о периодических вспышках на медленно двигающихся звездах 1 раз в несколько тысяч лет. Такое явление, как мощный взрыв, теоретически произойти может. Что будет с Землей в таком случае, ученые дают свои прогнозы.

К вымиранию людей и экологической катастрофе взрыв на Солнце не приведет. Энергетический выброс не жжет леса, не провоцирует выброс радиации. От этого опасного явления не пострадают животные и люди, не погибнут растения. Мощный взрыв негативно скажется на работе спутниковых технологий, станет фатальным для электроприборов, телекоммуникаций, а также приведет к смерти астронавтов, находящихся на орбите. Энергетический посыл Солнца сталкивается с магнитным полем Земли, создавая бури. Ионизирующие облучения приведут к сбою в электросвязи и северному сиянию.

ЧИТАТЬ Рептилоиды среди нас: как распознать ящера в толпе

Самое опасное последствие — истончение озонового слоя. В результате усилится негативное ультрафиолетовое воздействие на человека. Облучения приводят ожогам, раку кожи, катаракте. На восстановление озонового слоя потребуются годы. Если взрыв будет супермощным, можно предположить, что люди останутся без защиты, начнут массово болеть и умирать. Солнце в таком случае остается светить, но лучи его чрезвычайно опасны.

Сильное сжатие

Швейцарские ученые приводят факты, что Солнце уменьшается в размерах или сжимается. Его диаметр на 0,04% меньше, чем было принято считать до начала исследований. При сжатии небесное светило перестает выполнять свои функции, постепенно гаснет. Полное потухание звезды произойдет через несколько миллиардов лет. В результате изменения магнитного поля Земли она сойдет с орбиты. Столкновение с любым космическим телом грозит масштабной катастрофой.

По другим предположениям, Земля найдет другую звезду и начнет новую орбиту. Солнце исчезнет навсегда либо его существование для планеты будет несущественным.

Это интересно: ТОП 10: самые длинные реки Африки — расположение, краткое описание и фото

Единственная звезда Солнечной системы

Возможно, кое-кто удивится, узнав, что Солнце планетой не является. Солнце — это огромный, светящийся, состоящий из газов шар, внутри которого постоянно происходят термоядерные реакции, выделяющие энергию, дающую свет и тепло. Интересно, что подобной звезды в Солнечной системе не существует, а потому оно притягивает к себе все объекты более мелких размеров, оказавшиеся в зоне его гравитации, в результате чего они начинают вращаться вокруг Солнца по траектории.

Естественно, в космосе Солнечная система находится не сама по себе, а входит в состав Млечного пути, галактики, что являет собой огромную звёздную систему. От центра Млечного пути, Солнце отделяет 26 тыс. световых лет, поэтому движение Солнца вокруг него составляет один оборот за 200 млн. лет. А вот вокруг своей оси звезда оборачивается за месяц – и то, данные эти приблизительны: оно являет собой плазмовый шар, составные которого вращаются с разной скоростью, а потому трудно сказать, сколько именно времени уходит на полный оборот. Так, например, в районе экватора это происходит за 25 дней, у полюсов – на 11 дней больше.

Из всех известных на сегодняшний день звёзд, по яркости наше Светило находится на четвёртом месте (когда звезда проявляет солнечную активность, она светит ярче, чем когда спадает). Сам по себе этот огромный газообразный шар белого цвета, но из-за того, что наша атмосфера поглощает волны короткого спектра и луч Солнца у поверхности Земли рассеивается, свет Солнца становится желтоватого оттенка, а белый цвет можно увидеть разве что в ясный погожий день на фоне голубого неба.

Будучи единственной звездой Солнечной системы, Солнце также является единственным источником её света (не считая очень далёких звёзд). Несмотря на то, что Солнце и Луна на небе нашей планеты являются самыми крупными и яркими объектами, разница между ними огромная. Тогда как Солнце само излучает свет, спутник Земли, будучи абсолютно тёмным объектом, просто отражает его (можно сказать, что мы также видим Солнце ночью, когда на небе находится освещённая им Луна).

Светило Солнце – звезда молодая, её возраст, по оценкам учёных, составляет более четырёх с половиной миллиардов лет. А потому относится к звезде третьего поколения, которая была образована из остатков ранее существующих звёзд. Его по праву считают самым большим объектом Солнечной системы, поскольку его вес в 743 раза больше массы всех планет, вращающихся вокруг Солнца (наша планета в 333 тысяч раз легче Солнца и меньше его в 109 раз).

Жизненный цикл[]

Солнце является молодой звездой третьего поколения (популяции I) с высоким содержанием металлов, то есть оно образовалось из останков звёзд первого и второго поколений (соответственно популяций III и II).

Текущий возраст Солнца (точнее — время его существования на главной последовательности), оценённый с помощью компьютерных моделей звёздной эволюции, равен приблизительно 4,57 млрд лет.

Считается, что Солнце сформировалось примерно 4,59 млрд лет назад, когда быстрое сжатие под действием сил гравитации облака молекулярного водорода привело к образованию в нашей области Галактики звезды первого типа звёздного населения.

Звезда такой массы, как Солнце, должна существовать на главной последовательности в общей сложности примерно 10 млрд лет. Таким образом, сейчас Солнце находится примерно в середине своего жизненного цикла. На современном этапе в солнечном ядре идут термоядерные реакции превращения водорода в гелий. Каждую секунду в ядре Солнца около 4 млн тонн вещества превращается в лучистую энергию, в результате чего генерируется солнечное излучение и поток солнечных нейтринов.

Масса Солнца недостаточна для того, чтобы его эволюция завершилась взрывом сверхновой. Вместо этого, согласно существующим представлениям, через 4—5 млрд лет оно превратится в красный гигант. По мере того, как водородное топливо в ядре будет выгорать, его внешняя оболочка будет расширяться, а ядро — сжиматься и нагреваться. Примерно через 7,8 млрд лет, когда температура в ядре достигнет приблизительно 100 млн К, в нём начнётся термоядерная реакция синтеза углерода и кислорода из гелия. На этой фазе развития температурные неустойчивости внутри Солнца приведут к тому, что оно начнёт терять массу и сбрасывать оболочку. По-видимому, расширяющиеся внешние слои Солнца в это время достигнут современной орбиты Земли. При этом исследования показывают, что ещё до этого момента потеря Солнцем массы приведёт к тому, что Земля перейдёт на более далёкую от Солнца орбиту и, таким образом, избежит поглощения внешними слоями солнечной плазмы.

Несмотря на это, вся вода на Земле перейдёт в газообразное состояние, а её атмосфера будет сорвана сильнейшим солнечным ветром. Увеличение температуры Солнца в этот период таково, что в течение следующих 500—700 млн лет поверхность Земли будет слишком горяча для того, чтобы на ней могла существовать жизнь в её современном понимании. По мнению профессора Дж. Кастинга, исчезновение жизни из-за повышения температуры, вследствие увеличения яркости Солнца.

После того как Солнце пройдёт фазу красного гиганта, термические пульсации приведут к тому, что его внешняя оболочка будет сорвана, и из неё образуется планетарная туманность. В центре этой туманности останется сформированный из очень горячего ядра Солнца белый карлик, который в течение многих миллиардов лет будет постепенно остывать и угасать. Данный жизненный цикл считается типичным для звёзд малой и средней массы.

Состав и структура

Звезда наполнена водородом (74.9%) и гелием (23.8%). Среди более тяжелых элементов присутствуют кислород (1%), углерод (0.3%), неон (0.2%) и железо (0.2%). Внутренняя часть делится на слои: ядро, радиационная и конвективная зоны, фотосфера и атмосфера. Наибольшей плотностью (150 г/см3) наделено ядро и занимает 20-25% всего объема.

На оборот оси звезда тратит месяц, но это приблизительная оценка, потому что перед нами плазменный шар. Анализ показывает, что ядро вращается быстрее внешних слоев. Пока экваториальная линия тратит 25.4 дней на оборот, то у полюсов уходит 36 дней.

В ядре небесного тела формируется солнечная энергия из-за ядерного синтеза, трансформирующего водород в гелий. В нем создается почти 99% тепловой энергии.

Внутренняя структура Солнца. Радиационная зона охватывает 0.25-0.7 солнечного радиуса. Температура падает с отдалением от ядра. Здесь она сокращается от 7 млн. К до 2 млн. С плотностью происходит то же самое – от 20 г/см3 до 0.2 г/см3.

Между радиационной и конвективной зонами расположен переходный слой – тахолин. В нем заметно резкая перемена равномерного вращения радиационной зоны и дифференциальное вращение конвекционной, что вызывает серьезный сдвиг. Конвективная зона находится на 200000 км ниже поверхности, где температура и плотность также ниже.

Видимая поверхность именуется фотосферой. Над этим шаром свет может свободно распространяться в пространство, высвобождая солнечную энергию. В толщину охватывает сотни километров.

Верхняя часть фотосферы уступает по нагреву нижней. Температура поднимается к 5700 К, а плотность – 0.2 г/см3.

Атмосфера Солнца представлена тремя слоями: хромосфера, переходная часть и корона. Первая простирается на 2000 км. Переходная занимает 200 км и прогревается до 20000-100000 К. Четких границ у слоя нет, но заметен нимб с постоянным хаотичным движением. Корона прогревается до 8-20 млн. К, на что влияет солнечное магнитное поле.

Солнечная гелиосфера с кораблями Вояджер-1 и 2

Гелиосфера – магнитная сфера, простирающаяся за черту гелиопаузы (на 50 а.е. от звезды). Ее также называют солнечным ветром.

Прецессия земной оси

Круговое покачивание оси вращения твердого тела физики называют прецессией. Прецессия земной оси вызывается притяжением Солнца и Луны, которые стремятся повернуть ее, а Земля этому сопротивляется и прецессирует. Земля совершает 365 оборотов в год и прецессионный тур за 26 тыс. лет. При этом ее ось описывает среди созвездий окружность радиусом 23,5° с центром в полюсе эклиптики, который находится в созвездии Дракон. Цикл прецессии земной оси издавна назывался платоническим годом (тем самым древние астрономы отдали дань уважения Платону, который еще в IV в. до н. э. утверждал, что «существуют кроме земного другие годы»). За такой год полюс мира прогуливается по шести созвездиям: Малой Медведице, Цефею, Лебедю, Лире, Геркулесу и Дракону, «выбирая» из дюжины попутных звезд на должность очередной полярной ту или иную звезду, желательно поярче. Например, к концу XIII тысячелетия до новой эры полярной звездой уже в пятый раз была Вега (по пять раз становились полярными α Малой Медведицы и Денеб), а в шестой раз на памяти «человека разумного» Вега станет полярной в 13 000 г.

Если полюс мира «гуляет» по созвездиям, значит, вместе с ним изменяют свое положение среди звезд и небесный экватор, и точка весеннего равноденствия, от которой астрономы отсчитывают небесные координаты. Во II в. до н. э. Гиппарх измерил координаты около 900 звезд, составил звездный каталог, а потом сличил свои наблюдения с каталогом столетней давности. Гиппарх обнаружил, что координаты звезд немного поменялись, словно все небо съехало набок. Так была открыта прецессия.

Поделиться ссылкой

Интересные факты о Солнечной системе

  1. Около 99,86% всей  массы Солнечной системы приходится на само Солнце.
  2. Между Землёй и Луной поместились бы все остальные планеты Солнечной системы.
  3. Среди всех планет Солнечной системы наименее изучены Уран и Нептун, а больше остальных изучен Марс.
  4. Среди всех планет Солнечной системы лишь Венера вращается по часовой стрелке. Все остальные — против часовой стрелки, кроме Урана. Из-за угла наклона оси в 90 градусов Уран вращается, как бы лёжа на боку.
  5. Только три небесных тела в Солнечной системе, не считая газовых гигантов, обладают плотной атмосферой — Земля, Венера и Титан, спутник Сатурна.
  6. У Меркурия ядро занимает больший процент общего объёма, чем у любой другой планеты. Учёные полагают, что некогда чудовищное столкновение буквально содрало с него планетную кору.
  7. На Европе, одном из спутников Юпитера, воды больше, чем на Земле.
  8. Кольца есть не только у Сатурна, но и у всех остальных планет-гигантов — Юпитера, Урана и Нептуна.
  9. Температура возле Солнца больше, нежели на его поверхности. Эту загадку разгадать пока не удаётся. Возможно, проявляют действие магнитные силы атмосферы звезды.
  10. Атмосфера Титана. Это единственный из всех спутников планет, имеющий атмосферу. И состоит она в основном из азота. Почти как земная.
  11. Остается загадкой, почему активность Солнца изменяется с определенной периодичностью и временем.
  12. Плутон за всё время, прошедшее с момента его открытия до момента лишения его статуса планеты, не сделал ни одного полного оборота вокруг Солнца.
  13. Юпитер защищает нашу Землю от астероидов и метеоритов — его мощная гравитация притягивает их, и они сгорают в его атмосфере, не добираясь до нашей планеты.
  14. Излучаемая Солнцем радиация смертельно опасна, и нас от неё защищает только атмосфера и магнитное поле Земли.
  15. Самым крупным космическим объектом в Солнечной системе является Международная космическая станция. А заодно и самым дорогим, причём за всю историю человечества сразу.
  16. У нашей Солнечной системы есть хвост, напоминающий четырехлистный клевер.
  17. Огромное количество планетарных спутников Солнечной системы мертвы.
  18. Если сравнивать Солнечную систему и космос, то она в нем просто песчинка.
  19. Некоторые исследователи уверяют, что Солнечную систему создавали искусственным путем.
  20. Запущенный в 1977 году «Вояджер-1» стал первым космическим аппаратом, вышедшим за пределы Солнечной системы.

Источники

  • https://ru.wikipedia.org/wiki/Солнечная_системаhttps://spacegid.com/kakovo-stroenie-solnechnoy-sistemyi.htmlhttp://стофактов.рф/35-фактов-о-солнечной-системе/https://100-faktov.ru/50-interesnyx-faktov-pro-solnechnuyu-sistemu/http://light-science.ru/kosmos/solnechnaya-sistema/sostav.htmlhttps://spaceworlds.ru/solnechnaya-sistema/sostav.htmlhttps://www.krugosvet.ru/enc/nauka_i_tehnika/astronomiya/SOLNECHNAYA_SISTEMA.htmlhttps://spaceworlds.ru/solnechnaya-sistema/sostav.html

Измерение высоты солнца над горизонтом

Как говорится, всё гениальное – просто. Так и здесь. Прибор для измерения высоты солнца над горизонтом элементарно прост. Он представляет собой горизонтальную поверхность с шестом посередине длиной 1 метр. В солнечный день в полдень шест отбрасывает самую короткую тень. С помощью этой кратчайшей тени и проводятся расчёт и измерения. Нужно замерить угол между концом тени и отрезком, соединяющим конец шеста с концом тени. Эта величина угла и будет являться углом нахождения солнца над горизонтом. Этот прибор называется гномоном.

Гномон – это древний астрологический инструмент. Существуют и другие приборы для измерения высоты солнца над горизонтом, такие как секстант, квадрант, астролябия.

Общая характеристика

Солнце – это огромный разогретый шар из газа, чей диаметр оценивается в 1,392 млн км. Это в 109 раз больше диаметра нашей планеты. На звезду приходится 99,87% всей массы Солнечной системы.

С Земли кажется, что светило имеет желтый цвет, однако это иллюзия, связанная с влиянием атмосферы нашей планеты на солнечный свет. На самом деле Солнце излучает почти белый свет.

Солнце – это одна из сотен миллиардов звезд галактики Млечный путь. Ближайшая к Солнцу звезда – это Проксима Центавра, находящаяся от неё на расстоянии 4,24 световых лет. Для сравнения – расстояние от Земли до Солнца, принимаемое за астрономическую единицу (а.е.), солнечный свет проходит всего за 8,32 минут.

По астрономической классификации Солнце относится к типу «желтых карликов». Это значит, что оно не так и велико по сравнению с размерами других звезд, но довольно ярко светит. Наше светило входит 15% самых ярких звезд Млечного Пути. Вместе с тем в галактике есть звезды, чей радиус превышает солнечный в 2000 раз!

Источником тепла, излучаемого звездой, являются термоядерные реакции. В центре Солнца атомы водорода сливаются друг с другом, в результате чего образуется атом гелия и некоторое количество энергии. Это реакция называется протон-протонным циклом, на него приходится порядка 98% энергии, вырабатываемой светилом. Однако имеют место и иные реакции, в ходе которых «сгорают» такие элементы, как гелий, углерод, кислород, неон и кремний, а образуются металлы (железо, магний, кальций, никель) и другие элементы (сера). Все эти процессы называют звездным нуклеосинтезом.

Влияние Солнца на окружающие небесные тела огромно. Солнечный ветер (частицы вещества, излучаемого звездой), доминируют в межпланетном пространстве на расстоянии до 100-150 а.е. от светила. Считается, что гравитация нашей звезды определяет орбиты тел, находящихся даже на расстоянии светового года от неё (в облаке Оорта).

Само Солнце также вращается вокруг своей оси. Так как оно состоит из газов, то разные его слои вращаются с разной угловой скоростью. Если в районе экватора период обращения составляет 25 дней, то на полюсах он увеличивается до 34 дней. Более того, последние исследования показывают, что внутренние области совершают оборот значительно быстрее, чем внешняя оболочка.

Таблица «Основные физические характеристики Солнца»

Средний диаметр 1 392 000 км
Длина экватора 4 370 000 км
Масса 1,9885•1030 кг (примерно 333 тысячи масс Земли)
Площадь поверхности 6 триллионов км²
Объем 1,41•1018 км³
Плотность 1,409 г/м³
Температура на поверхности 6000° С
Температура в центре звезды 15 700 000° С
Период вращения вокруг своей оси (на экваторе) 25,05 дней
Период вращения вокруг своей оси (на полюсах) 34,3 дня
Наклон оси вращения к эклиптике 7,25°
Минимальное расстояние до Земли 147 098 290 км
Максимальное расстояние до Земли 152 098 232 км
Вторая космическая скорость 617 км/с
Ускорение свободного падения 27,96g
Светимость (мощность излучения) 3,828•1026 Вт

Эпизод III. Расцвет жизненного пути звезды

Солнце снятое в линии H альфа. Наше звезда в самом расцвете сил.

В середине своей жизни космические светила могут обладать самыми разнообразными цветами, массой и габаритами. Цветовая палитра варьируется от голубоватых оттенков до красных, а их масса может быть значительно меньше солнечной, либо превышать ее более чем в триста раз. Главная последовательность жизненного цикла звезд длится около десяти миллиардов лет. После чего в ядре космического тела заканчивается водород. Этот момент принято считать переходом жизни объекта на следующий этап. По причине истощения водородных ресурсов в ядре останавливаются термоядерные реакции. Однако в период вновь начавшегося сжатия звезды начинается коллапс, который приводит к возникновению термоядерных реакций уже с участием гелия. Этот процесс стимулирует просто невероятное по масштабам расширение звезды. И теперь она считается красным гигантом.

Теоретические проблемы

Проблема солнечных нейтрино

Ядерные реакции, происходящие в ядре Солнца, приводят к образованию большого количества электронных нейтрино. При этом измерения потока нейтрино на Земле, которые постоянно производятся с конца 1960-х годов, показали, что количество регистрируемых солнечных электронных нейтрино приблизительно в два-три раза меньше, чем предсказывает стандартная солнечная модель, описывающая процессы в Солнце. Это рассогласование между экспериментом и теорией получило название «проблема солнечных нейтрино» и более 30 лет было одной из загадок солнечной физики. Положение осложняется тем, что нейтрино крайне слабо взаимодействует с веществом, и создание нейтринного детектора, который способен достаточно точно измерить поток нейтрино даже такой мощности, как исходящий от Солнца — технически сложная и дорогостоящая задача.

Предлагалось два главных пути решения проблемы солнечных нейтрино. Во-первых, можно было модифицировать модель Солнца таким образом, чтобы уменьшить предполагаемую термоядерную активность (а, значит, и температуру) в его ядре и, следовательно, поток излучаемых Солнцем нейтрино. Во-вторых, можно было предположить, что часть электронных нейтрино, излучаемых ядром Солнца, при движении к Земле превращается в нерегистрируемые обычными детекторами нейтрино других поколений (мюонные и тау-нейтрино). Сегодня понятно, что правильным, скорее всего, является второй путь.

Для того, чтобы имел место переход одного сорта нейтрино в другой — то есть происходили так называемые нейтринные осцилляции — нейтрино должно иметь отличную от нуля массу. В настоящее время установлено, что это действительно так. В 2001 году в нейтринной обсерватории в Садбери были непосредственно зарегистрированы солнечные нейтрино всех трёх сортов, и было показано, что их полный поток согласуется со стандартной солнечной моделью. При этом только около трети долетающих до Земли нейтрино оказывается электронными. Это количество согласуется с теорией, которая предсказывает переход электронных нейтрино в нейтрино другого поколения как в вакууме (собственно «нейтринные осцилляции»), так и в солнечном веществе («эффект Михеева — Смирнова — Вольфенштейна»). Таким образом, в настоящее время проблема солнечных нейтрино, по-видимому, решена.

Проблема нагрева короны

Над видимой поверхностью Солнца (фотосферой), имеющей температуру около 6000 К, находится солнечная корона с температурой более 1 000 000 К. Можно показать, что прямого потока тепла из фотосферы недостаточно для того, чтобы привести к такой высокой температуре короны.

Предполагается, что энергия для нагрева короны поставляется турбулентными движениями подфотосферной конвективной зоны. При этом для переноса энергии в корону предложено два механизма. Во-первых, это волновое нагревание — звук и магнитогидродинамические волны, генерируемые в турбулентной конвективной зоне, распространяются в корону и там рассеиваются, при этом их энергия переходит в тепловую энергию корональной плазмы. Альтернативный механизм — магнитное нагревание, при котором магнитная энергия, непрерывно генерируемая фотосферными движениями, высвобождается путём пересоединения магнитного поля в форме больших солнечных вспышек или же большого количества мелких вспышек.

В настоящий момент неясно, какой тип волн обеспечивает эффективный механизм нагрева короны. Можно показать, что все волны, кроме магнитогидродинамических альфвеновских, рассеиваются или отражаются до того, как достигнут короны, диссипация же альфвеновских волн в короне затруднена

Поэтому современные исследователи сконцентрировали основное внимание на механизм нагревания с помощью солнечных вспышек. Один из возможных кандидатов в источники нагрева короны — непрерывно происходящие мелкомасштабные вспышки, хотя окончательная ясность в этом вопросе ещё не достигнута