Тема. Сонце як зоря

Загальні характеристики. Сонце — одна з мільярдів зір нашої Галактики, центральне тіло Сонячної системи, вік якого близько 5 млрд років. Воно дає Землі тепло і світло, що підтримує життя на нашій планеті. Сонце — найближча до нас зоря, віддалена від Землі лише на 150 млн км, тому ми бачимо його у формі диска (рис. 1.1). Сонце розміщене на відстані близько 10 кпк від центра Галактики, обертається навколо нього зі швидкістю 250 км/с. Вивчення Сонця має дуже важливе практичне значення для розвитку земної цивілізації.

Температура Сонця вимірюється за допомогою законів випромінювання «чорного тіла». Сонце випромінює електромагнітні хвилі різної довжини, які нашим оком сприймаються як біле світло. Насправді біле світло складається з цілого спектра електромагнітних хвиль від червоного до фіолетового кольору, але Сонце випромінює найбільше енергії у жовто-зеленій частині спектра, тому астрономи називають Сонце жовтою зорею. Температура на поверхні Сонця становить 5780 К. Сонце є розжареною плазмовою кулею, яка завдяки безперервному перебігу термоядерних реакцій у його надрах зберігає високу температуру, незважаючи на потужне випромінювання з поверхні.

Світність Сонця (Ls) визначає потужність його випромінювання, тобто кількість енергії, що випромінює поверхня Сонця у всіх напрямках за одиницю часу. Для визначення світності Сонця треба виміряти сонячну сталу q — енергію, яку отримує 1 м 2 поверхні Землі за 1 сек за умови, що Сонце розташоване в зеніті. Для визначення світності Сонця необхідно величину сонячної сталої помножити на площу сфери з радіусом R:

Сонячна стала q — енергія, яку отримує 1 м 2 поверхні Землі за 1 сек, якщо сонячні промені падають перпендикулярно до поверхні. За сучасними даними, на межі верхніх шарів атмосфери Землі величина сонячної сталої дорівнює q = 1,4 кВт/м 2

де R =1,5 • 10 11 м — відстань від Землі до Сонця.

Рис. 1.3. Внутрішня будова Сонця

Внутрішня будова, атмосфера. Сонце — величезна розжарена плазмова куля, що має складну будову своїх зовнішніх і внутрішніх шарів. У результаті фізичних процесів, що протікають у надрах Сонця, безперервно виділяється енергія, яка передається зовнішнім шарам і розподіляється на все більшу площу. Внаслідок цього з наближенням до поверхні температура сонячної плазми поступово знижується. Залежно від температури та характеру процесів, що визначаються цією температурою, Сонце умовно розділяють на такі області з різним фізичним станом речовини та розподілом енергії: ядро, зона радіації, конвективна зона, фотосфера (рис. 1.3).

Рис. 1.4. Фотосфера — це найглибший шар атмосфери Сонця, який випромінює світло.

Рис. 1.5. Фотосферна грануляція. Гранули мають діаметр 1000 км — це прояв конвекції

Центральна область — ядро, воно займає відносно невеликий об’єм, але завдяки великій густині, яка збільшується до центра, там зосереджена значна частина маси Сонця. Величезний тиск та надвисока температура забезпечують протікання термоядерних реакцій, які є основним джерелом енергії Сонця. Радіус ядра становить приблизно 1/3R.

У зоні променистої рівноваги, або зоні радіації, що оточує ядро на відстані до 2/3R, енергія поширюється шляхом послідовного поглинання і наступного перевипромінювання речовиною квантів електромагнітної енергії.

У конвективній зоні (від верхнього шару зони радіації майже до самої видимої межі Сонця — фотосфери) енергія передається вже не випромінюванням, а за допомогою конвекції, тобто шляхом перемішування речовини, коли утворюються своєрідні окремі комірки, які трохи відрізняються одна від одної температурою та густиною.

Атмосферою вважаються зовнішні шари Сонця, що умовно поділені на три оболонки. Найглибший шар атмосфери Сонця, що складається з газів, — фотосфера (від грец. sphera photos — куля світла), 200-300 км завтовшки, сприймається нами як поверхня Сонця (рис. 1.4). Густина газів у фотосфері в мільйони разів менша за густину повітря біля поверхні Землі, а температура фотосфери зменшується з висотою. Середній шар фотосфери, випромінювання якого ми сприймаємо, має температуру 5780 К.

У сонячний телескоп можна спостерігати структуру фотосфери, у якій конвекційні комірки мають вигляд світлих і темних зерен — гранул (рис. 1.5). Над фотосферою розташована хромосфера (від грец. chromos sphera — кольорова сфера), де атомами різних речовин утворюються темні лінії поглинання у спектрі Сонця (рис. 1.6). Загальна товщина хромосфери становить 10-15 тис. км, а температура в її верхніх шарах сягає 100 000 К.

Над хромосферою розміщений зовнішній шар атмосфери Сонця — сонячна корона, температура якої сягає кількох мільйонів градусів. Речовина корони, яка постійно витікає у міжпланетний простір, називається сонячним вітром.

Якщо порівняти світність Сонця з його масою, то ми отримаємо, що 1 кг сонячної речовини генерує мізерну потужність ≈ 0,001 Вт, у той час як середня потужність випромінювання людського тіла дорівнює приблизно 100 Вт, тобто в тисячу разів більше від потужності такої самої маси сонячної речовини. Правда, Сонце світить протягом мільярдів років, випромінюючи майже одну й ту саму енергію, надійно обігріваючи Землю та інші тіла Сонячної системи.

Рис. 1.6. Спектр Сонця. Темні лінії поглинання утворюються у хромосфері

Сонячний вітер — безперервний потік плазми сонячної атмосфери, що поширюється від Сонця у приблизно радіальних напрямах. Головними складовими компонентами сонячного вітру є протони та електрони, однак простежуються також α-частинки, високоіонізовані атоми кисню, заліза та ін.

Ядро — центральні області Сонця, де протікають термоядерні реакції

Зона радіації — зона, де енергія переноситься шляхом перевипромінювання окремих квантів

Конвективна зона — зона, де здійснюється передача енергії шляхом перемішування — більш гарячі комірки спливають угору, а холодні опускаються донизу

Параметри Сонця

Середня відстань до Землі

Що станеться, якщо Сонце наблизиться до Землі

– Якби відстань була збільшена, Землі довелося б зменшити свою тангенціальну швидкість, щоб залишатися на орбіті. Це означає, що рік мав би бути більшим. На більшій відстані від Сонця отриманого випромінювання було б недостатньо для підтримки біосфери, і більшість живих істот загинули б.

Чи можна наступати на сонце?

Нікому було б неможливо вижити. Крім того, поверхня Сонця не тверда, вона утворена плазмою та газом, тому немає землі, по якій можна ходити.

Що станеться, якщо сонце згасне на 1 секунду?

Якщо видалити геліооболонку на одну секунду, все це випромінювання потрапило б у нашу Сонячну систему. Навіть зі швидкістю світла він не забереться далеко: зрештою, світло від Сонця досягає нас приблизно за 8 хвилин, а межі нашої геліосфери здаються приблизно у 84 рази далі.

Що спричинить смерть Сонця?

Уже вироблений гелій також буде витрачений і через кілька мільйонів років він зникне в сонячному ядрі, і тоді станеться трагічний кінець сонця: воно перетвориться на карликову зірку, без яскравості та життя.

Що буде з Сонцем у 2024 році?

Сонячне затемнення 8 квітня 2024 року стане повним сонячним затемненням, яке можна буде побачити по всій Північній Америці, і деякі ЗМІ називають його Великим затемненням Північної Америки.

Коли сонце згасне?

За час свого життя Сонце зросло приблизно на 20%. Коли водень закінчиться, наступний елемент, яким є гелій, почне горіти, і саме там ми фактично опинимося в кінці життя зірки. Але для цього попереду ще близько 5 мільярдів років.

Чи можна загасити сонце водою?

Коротка відповідь: нічого не станеться. Сонце не складається з вогню, тому його тепло не утворюється внаслідок горіння, яке зупиняється разом із рідиною. Якщо ви намагаєтеся облити його водою, ви годуєте зірку ще більше.

З чого складається сонце?

Сонце складається здебільшого з водню та гелію.

Чому ми не можемо вимкнути сонячне світло?

Це дуже потужне джерело енергії. «Протягом свого життя Сонце повинно споживати 10% свого водню в центральній області, де температура найвища (близько 16 мільйонів градусів Цельсія). «Таким чином у Сонця буде паливо для спалювання протягом 10 мільярдів років.

Що станеться, якщо Земля перестане обертатися на 5 секунд?

Що станеться, якщо Земля перестане обертатися на 5 секунд? Якби Земля раптом перестала обертатися, все, що є на поверхні Землі, було б насильно вирвано звідси: люди, дерева, тварини, міста, океани і навіть повітря в атмосфері. …

Що було б, якби не було місяця?

Якби Місяць не існував, прецесія була б повільнішою, а вісь обертання була б більш нестабільною. Земля може трохи нахилитися, і замість нахилу на 23 градуси вона може досягти 40 градусів, або, в крайньому випадку, як у випадку з Ураном, чий нахил становить 90 градусів, що змушує його обертатися перекинутим.

Що було б, якби Місяць перестав обертатися?

Ми вже знаємо, що без Місяця нахил осі обертання Землі не був би стабільним, що призвело б до екстремальних коливань температури та зміни клімату.

Яка температура Сонця?

Захід (O): Сторона, де сонце сідає за горизонт, вказує на захід.

Яка зірка більша за Сонце?

1º – VY Canis Majoris: також відомий як VY Cma, цей гіпергігант має червонувате світіння, оскільки він у 2.100 разів більший за Сонце в діаметрі. Щоб отримати уявлення про його величину, в ньому помістилися б майже три мільярди планет, схожих на Землю.

Що буде з Сонцем у 2022 році?

Явище, яке віддаляє Землю від Сонця, станеться 4 липня 2022 року і не вплине на здоров’я людей. У квітні 2022 року публікації в соціальних мережах попереджали, що ось-ось почнеться «феномен афелію», коли Земля знаходиться найдальше від Сонця.

Яким буде Сонце в майбутньому?

Майбутнє Сонця буде відзначено моментом, коли весь його водень перетвориться на гелій. Коли це станеться, він збільшиться в розмірах до 200 разів, досягнувши орбіти Венери.

Чи було у вас сонячне затемнення у 2022 році?

2022 рік ознаменувався двома частковими сонячними затемненнями – 2 квітня та 30 жовтня – але жодного з них у Бразилії не було видно.

Що станеться, якби сонце зникне на 24 години?

Не маючи змоги здійснювати фотосинтез, першими з Землі зникнуть рослини, оскільки вони більше не зможуть використовувати сонячні промені для виробництва їжі, а більшість менших видів зникнуть за короткий час.

Що навколо Сонця?

Сонячне гало — поліхроматичне коло навколо Сонця. Це відбувається, коли світло проходить через частинки льоду, зважені в атмосфері. Сонячне гало — це поліхромна корона, що утворюється навколо Сонця.

Скільки років Сонцю?

За словами Павао, вода на Сонці складається з тих самих атомів, що й на планеті, але її конфігурація інша. «Молекула води складається з трьох відомих атомів: один з кисню і два з водню. На Землі просторове утворення молекули трикутне. На Сонці ця молекула є лінійною».

Що відбувається з водою, яку нагріває Сонце?

Сонце нагріває рідку воду в річках, озерах і морях. Це тепло змушує воду випаровуватися, тобто переходити в газоподібний стан. Пара піднімається в атмосферу і утворює хмари. Коли є велика концентрація дрібних крапель, хмари стають важкими й утворюється дощ.

Що відбувається, коли вода потрапляє на сонце?

Ще одна проблема, про яку повідомляють споживачі, — коли вода стає зеленою. Це відбувається, коли пляшка піддається впливу сонця, і мікроорганізми забарвлюють рідину в зелений колір завдяки фотосинтезу. Як пояснив хімік Фабріціо Мартеллі, при попаданні всередину виникає гіркий смак.

Якого кольору Сонце?

Тому Сонце біле. Відтінки жовтого і червоного, які ми бачимо, дивлячись на Сонце, виникають через розсіювання сонячних променів при вході в атмосферу.

Яка температура Місяця?

Місяць не має атмосфери, тому температура коливається від -184 градусів Цельсія вночі до 214 градусів Цельсія вдень, за винятком полюсів, де температура постійно становить -96 градусів Цельсія.

Чи є золото на сонці?

Сонце — це зірка населення I, тобто це зірка, яка має у своєму складі значну присутність важких елементів, таких як золото й уран, які є металами, широко поширеними по всій Сонячній системі.

Чи є життя на Сонці?

У Сонця ще багато життя попереду, але астрономи вже знають, якою буде його трагічна доля: наша зірка «загине» в процесі, що складається з кількох етапів, де вона поглине скелясті планети, в тому числі Землю, у свій процес розширення і зрештою стане білим карликом.

Що живить Сонце?

Що таке паливо Astro-Rei? Ми Вам відповідаємо! Саме водень для такої місії зливається з теплом ядра в реакції, дуже схожій на атомний реактор. Далі відбувається перетворення водню на гелій, який виробляє 40 мільйонів мегатонн енергії за секунду.

Чому там Сонце?

У випадку Сонця енергія надходить від ядерного синтезу. Сильний тиск усередині зірки змушує атоми водню злипатися, утворюючи атоми гелію. Цей союз також виділяє світло і тепло, але в незрівнянно більших масштабах.

Що було б, якби у нас не було ночі?

Тварини були б голі. Або вони мали б дуже коротке хутро (і пір’я), ймовірно, біле, щоб відбивати сонце та знижувати температуру тіла. У темній частині планети не було б рослин, оскільки не було б світла для здійснення фотосинтезу. Тоді всі вони були б м’ясоїдними тваринами з надчутливими очима, щоб бачити вночі.

Чому б нам не впасти на Землю?

Він не падає, тому що Земля обертається по орбіті, а орбітальна швидкість врівноважує силу тяги Сонця, так само як супутник обертається навколо Землі.

Чому Земля могла перестати обертатися?

Якби Земля перестала обертатися навколо своєї осі, у нас було б 6 місяців довгих днів і ночей.

Чи є вода на Місяці?

Одна з місій «Аполлон» вже виявила сліди води на поверхні Місяця в 1971 році, але це були лише кілька дифузних молекул. Місяць не має достатньої сили тяжіння, щоб утримувати атмосферу, що призводить до негайного випаровування води у вакуумі.

Чи можливо, щоб Місяць впав на Землю?

Швидкість Місяця є дотичною до його шляху навколо Землі, тому він перебуває у своєму роді постійного низхідного руху і ніколи не досягне поверхні Землі.

Чому на Місяці немає життя?

чому Перша очевидна відповідь – відсутність місячної атмосфери. Сила тяжіння там набагато менша, ніж у нас: прискорення на поверхні становить одну шосту від земного 9.8 м/с². Подібним чином магнітне поле Місяця становить лише одну соту нашого, а між його полюсами немає захисного геодинамо.

Що утримує Землю в космосі?

Гравітація — це свого роду невидимий клей, який прикріплює нас до Землі. Англійський вчений Ісаак Ньютон відкрив цю фундаментальну силу природи 330 років тому.

Чому не можна дихати на Місяці?

За словами Гранта, Місяць має тонку атмосферу, що складається в основному з водню, неону та аргону, що не допоможе людям. Однак усередині цієї поверхні, що складається з каміння та пилу, відомої як реголіт, є величезна частина кисню, яку потрібно вилучити.

Що станеться, якщо ракета потрапить на Місяць?

На відміну від Землі, Місяць не має товстої атмосфери, щоб спалити вхідні об’єкти. Таким чином, космічне сміття, яке стикається з Місяцем, має тенденцію впливати лише на його поверхню. Цим пояснюється, наприклад, велика кількість кратерів на супутнику.

Що є найгарячішим у Всесвіті?

Що є найгарячішим у Всесвіті? Відповідь може бути 141.678.500.000.000.000.000.000.000.000.000 32 XNUMX XNUMX XNUMX XNUMX XNUMX XNUMX XNUMX XNUMX XNUMX градусів Цельсія (у цьому числі XNUMX місця). Її називають температурою Планка.

Яка найспекотніша планета в світі?

Насправді Венера є найгарячішою планетою Сонячної системи, навіть гарячішою за Меркурій, який знаходиться ближче до Сонця. Його середня температура на поверхні становить 460ºC через сильний парниковий ефект, який спостерігається у великих масштабах по всій планеті.

Що гарячіше сонце чи лава?

На Землі найвищою «природною» температурою є температура лави з вулкана, яка досягає 1090 °C. Однак, використовуючи колайдери частинок, вчені вже встигли зафіксувати 1 х 10 18 °C – так, гарячіше Сонця!

Коли за рік Сонце наближається до Землі?

Відстань між Землею і Сонцем в перигелії становить приблизно 147,1 мільйона кілометрів. Це відбувається раз на рік, приблизно через чотирнадцять днів після грудневого сонцестояння, приблизно 4 січня.

Як близько Сонце наближається до Землі щороку?

Ця відстань змінюється протягом року, від мінімуму 147,1 мільйона кілометрів (0,9833 астрономічних одиниць), в перигелії (або перигелії), до максимуму 152,1 мільйона кілометрів (1,017 астрономічних одиниць), в афелії (що відбувається приблизно 4 липня). Сонячне світло досягає Землі приблизно за 8 хвилин 18 секунд.

Коли Сонце стане червоним гігантом?

Вважається, що вік Сонця становить 4,6 мільярда років і приблизно через 7 мільярдів років воно стане червоним гігантом з екваторіальним радіусом у 200 разів більшим за нинішній (6,963.10). 8 м, що майже в 109 разів більше радіуса Землі) і до 5000 разів яскравіше, «поглинаючи» орбіту нашої планети.