Языком цифр: 15 фактов о мире, которые доказывают, что человек песчинка во Вселенной
Что будет, если разместить Россию на Юпитере, взглянуть на Землю с Марса и другие интересные факты.
Как писал австрийский писатель Стефан Цвейг, «человек – лишь песчинка…». Точнее и не скажешь с точки зрения истории развития человечества и масштабов наблюдаемой Вселенной.
Наша редакция подобрала для вас 15 занимательных фактов, которые наверняка кого-то из вас удивят.
1. Вы только представьте, насколько многочисленно население Земли! И каждый из нас – лишь малая часть этого числа. К примеру, США – третья страна в мире по численности населения, и для того чтобы занять первое место, ей нужно еще более миллиарда человек!
Sergeyit / Getty Images
Согласно данным на 1 января 2020 года, население США составляло около 330 миллионов человек. Это меньше на 1,027 млрд, чем в Индии (1,357 млрд), и на 1,070 млрд, чем в Китае (1,4 млрд)!
2. Наша история слишком обширна, чтобы сосчитать количество когда-либо живших людей
Swisshippo / Getty Images
Это просто невозможно: современный человек, согласно научным теориям, появился около 200 тысяч лет назад, а письменность и первые исторические документы – лишь 5-6 тысяч лет назад.
Что означает, что около 97% истории не описано в источниках.
3. А как насчет нашей планеты? Глубина Марианской впадины примерно равна высоте, на которую поднимается пассажирский самолет!
По замерам 2011 года, самая глубокая точка впадины, «Бездна Челленджера», находится на глубине 10994 метров. Для сравнения: пассажирский самолет в среднем поднимается на высоту 10-11 км.
4. На самом деле Луна находится намного дальше от Земли, чем нам кажется
Почти ежедневно мы видим крупное светило на ночном небосклоне – Луну. Но далеко не каждый из нас знает, что расстояние до спутника Земли составляет 384405 километра!
6. Это значит, что между Землей и Луной можно разместить все планеты Солнечной системы
Диаметр Меркурия составляет 4879 км, Венеры – 12104 км, Марса –примерно 6790 км, Юпитера –139822 км, Сатурна – 116464 км, Урана –50724 км, а Нептуна – 49244 км. Получается чуть больше 380 тысяч километров, а это значит, что если разместить между Землей и Луной все перечисленные планеты, то останется свободный промежуток примерно в 4 тысячи километров. Для справки: Среднее расстояние между центрами Земли и Луны — 384 467 км.
7. Представить космические масштабы поможет наглядное сравнение:
Вот так выглядел бы Россия на поверхности Юпитера.
8. А так – наша планета, если смотреть на нее с Марса
Земля действительно крошечная!
9. А это вид на Землю с Нептуна
10. Но на самом деле планеты – «ничто» по сравнению с Солнцем: оно составляет 99,8% массы всей Солнечной системы
А все планеты, спутники, астероиды и другие материи вмещаются в скромные оставшиеся 0,2%.
11. Но и Солнце уже не будет казаться вам большим в сравнении с гипергигантом VY Большого Пса
1Gai.Ru / Mysid / Wikimedia Commons / en.wikipedia.org
Из известных объектов это одна из самых больших звезд по радиусу (ее радиус примерно в 1420 раз больше радиуса Солнца) и одна из самых ярких звезд Млечного Пути.
12. А наша галактика, Млечный Путь, настолько велика, что когда вы смотрите на ночное небо, то видите только те звезды, которые находятся внутри этого маленького желтого круга:
13. Но и Млечный Путь совсем не большой по сравнению с некоторыми другими наблюдаемыми галактиками, такими как IC 1011
Это сверхгигантская галактика, которая находится на расстоянии 1,04 миллиарда световых лет от нашей планеты.
14. Можно и дальше сравнивать Млечный Путь с другими галактиками в наблюдаемой Вселенной
Адаптация 1Gai.Ru / графика Эндрю З. Колвин / commons.wikimedia.org
Осторожно: подобная практика имеет побочное действие в виде тревоги и страха перед неизвестностью.
15. И напоследок. Только подумайте: все это лишь часть наблюдаемой Вселенной!
Fotojog / Getty Images
А то, что за ее пределами, остается загадкой. Если представить, что наша Вселенная – лишь одна из множества вселенных в мультивселенной, можно «сойти с ума».
Источник
А мы всего лишь песчинка
Найдены дубликаты
Чтоб понимать масштабы солнца более наглядно.
лучше тебе не задумываться над галактикой, вселенной и мультивселенной )))
49,5 если быть точным.
Фраза «ты моя вселенная» получает новый смысл ?
Пересчитайте, пожалуйста, сколько плоских Земель поместится в Юпитере!
Это как Россию измерять другими странами=)
Какой смысл сравнивать планету, на которой есть океаны и континенты, с объектами, состоящими из газа, у которых и поверхности твердой нет?
С таким же успехом можно сравнивать с туманностью или со звездой Бетельгейзе.
Миллиарды козьих кругляшек помещаются в Землю.
Ольга Сильченко — Эволюция дисковых галактик
Как изучается эволюция дисковых галактик? Чем отличаются молодые и старые галактики? Как со временем меняются темпы звёздообразования в галактиках? От чего зависят наблюдаемые различия в структуре дисковых галактик и какими они бывают?
Рассказывает Ольга Сильченко, доктор физико-математических наук, заместитель директора по научной работе Государственного астрономического института имени П. К. Штернберга
Обнаружена звезда в миллиард раз мощнее Солнца
Астрономы из компании Zwicky Transient Facility, которая работает в Паломарской обсерватории Калифорнийского технологического института, открыли крайне необычную звезду с экстремальным магнитным полем, которое почти в один миллиард раз мощнее, чем у нашего Солнца.
Исследование опубликовано в журнале Nature, а краткий отчет о нем приводится на сайте обсерватории Кека, чьи телескопы помогли совершить неожиданное открытие.
Астрономы обнаружили белого карлика, обладающего невиданными характеристиками. Он одновременно является самым маленьким и самым массивным белым карликом из всех, которые когда-либо наблюдали астрономы.
«Его масса составляет 1,35 массы нашего Солнца, при этом он — размером с Луну, — говорит соавтор работы Илария Кайаццо. — Это может показаться нелогичным, но белые карлики меньшего размера оказываются более массивными».
Белые карлики — это плотные сжавшиеся остатки звезд, которые когда-то были примерно в восемь раз массивнее Солнца. Они образуются, когда звезды в конце срока своей жизни буквально сбрасывают с себя внешние слои. Оставшееся ядро сжимается и превращается в компактного белого карлика. Считается, что около 97 процентов всех звезд Вселенной становятся белыми карликами
Недавно открытый объект получил название ZTF J1901 + 1458. Астрономы говорят, что он обладает экстремальным магнитным полем, которое почти в один миллиард раз сильнее, чем у Солнца. К тому же этот объект вращается вокруг своей оси с бешеной скоростью — один оборот он совершает каждые семь минут. Впрочем, это не рекорд — белый карлик EPIC 228939929 вращается каждые 5,3 минуты.
А вот по своему размеру ZTF J1901 + 1458 стал рекордсменом — это самый маленький в диаметре белый карлик из известных науке. Астрономы говорят, что он прошел один из двух возможных эволюционных путей развития. Когда мертвые звезды достаточно массивны, они взрываются, превращаясь в сверхновую типа Ia.
Но если их масса оказывается ниже определенного порога, то они превращаются в нового белого карлика, который тяжелее любой звезды-прародителя. Этот процесс усиливает магнитное поле и ускоряет вращение. Видимо, так и произошло в случае с открытым объектом.
Добавим, что он расположен всего в 130 световых годах от Земли, а его возраст составляет около 100 миллионов лет или меньше, то есть он совсем юный по меркам Вселенной. Это указывает на то, что подобные объекты могут часто встречаться в нашей галактике.
Астрономы обнаружили невидимую межгалактическую дорогу
Международная группа астрономов впервые получила изображение скопления галактик с черной дырой в центре, которые движутся на высокой скорости, образуя межгалактический поток материи.
Как сообщает Phys.org , полученные данные подтверждают ранее выдвинутые теории происхождения и эволюции Вселенной. В частности, ранее астрономы предположили, что почти с самого рождения Вселенной существует так называемая космическая паутина.
Ученые теоретически доказали, что галактики связаны невидимыми человеческому глазу нитями. Это своего рода дороги, состоящие из очень тонкого слоя газа и соединяющие скопления галактик по всей Вселенной. Считается, что материя на этих дорогах настолько разрежена, что ускользает даже от самых чувствительных камер и телескопов.
В 2020 году была зафиксирована первая из таких дорог — межгалактическая газовый поток длиной 50 миллионов световых лет. Но только сейчас ученые получили четкое изображение с беспрецедентным уровнем детализации Северного скопления галактик, обнаруженного на этой газовой нити.
Чтобы его получить, астрономы объединили изображения, полученные из различных источников, в том при помощи радиотелескопа CSIRO ASKAP и спутников eROSITA, XMM-Newton и Chandra. Это помогло детализировать снимки и впервые разглядеть крупную галактику, в центре которой находится черная дыра.
По словам ведущего автора исследования Энджи Вероники из Института астрономии Аргеландера при Боннском университете, вещество за галактикой струится и напоминает «косы бегущей девушки».
«Превосходная чувствительность телескопа ASKAP к слабому расширенному радиоизлучению стала ключом к обнаружению этих струй радиоизлучения сверхмассивной черной дыры, — говорит руководитель исследовательского проекта EMU, профессор Эндрю Хопкинс из австралийского Университета Маккуори. — Форма и ориентация этих струй, в свою очередь, дают важные ключи к разгадке движения галактики, в которой находится черная дыра».
Проанализировав полученное изображение, ученые пришли к выводу, что Северное скопление теряет материю по мере своего перемещения. В целом наблюдения подтверждают теоретическое представление о том, что газовая нить — это межгалактический поток материи. Северное скопление движется по этой дороге на высокой скорости к двум другим, гораздо более крупным скоплениям галактик, названным Abell 3391 и Abell 3395.
Водородное Солнце, 30 июня 2021 года, 10:55
-хромосферный телескоп Coronado PST H-alpha 40 mm
-монтировка Sky-Watcher AZ-GTi
-светофильтр Deepsky IR-cut
Место съемки: Майкоп, двор.
Мой космический Instagram: star.hunter
МКС на фоне Солнца
Космос
Космический телескоп James Webb будет наблюдать самые далекие квазары Вселенной
Квазары представляют собой яркие, далекие и активные сверхмассивные черные дыры, массы которых достигают миллионов и миллиардов масс Солнца. Расположенные обычно в центрах галактик, эти объекты питаются падающей на них материей и разражаются мощными вспышками излучения. Квазары являются одними из самых ярких объектов Вселенной и превосходят по светимости все звезды родительской галактики вместе взятые, а джеты и ветра квазаров принимают активное участие в формировании родительской галактики.
Вскоре после запуска космического телескопа James Webb («Джеймс Уэбб») команда ученых направит объектив телескопа на шесть самых далеких и ярких квазаров Вселенной.
Исследователи будут изучать свойства данных квазаров, а также их связь с ранними этапами эволюции галактик в ранней Вселенной. Кроме того, команда планирует использовать эти квазары для изучения газа, наполняющего пространство между галактиками, в частности, в период реионизации космоса, который закончился тогда, когда Вселенная еще была очень молода. Эти задачи планируется решить, используя экстремальную чувствительность телескопа James Webb и его сверхвысокое угловое разрешение.
«Все эти квазары, которые мы изучаем, существовали очень давно, в то время, когда возраст Вселенной составлял менее 800 миллионов лет, или менее 6 процентов от ее текущего возраста. Поэтому эти наблюдения дали нам возможность изучить эволюцию галактик и формирование сверхмассивных черных дыр в эту очень раннюю эпоху существования нашего мира», — объяснил член исследовательской группы Сантьяго Аррибас (Santiago Arribas), профессор кафедры астрофизики Центра астробиологии в Мадриде, Испания. Аррибас также входит в состав научной команды бортового инструмента Near-Infrared Spectrograph (NIRSpec) обсерватории James Webb.
Обсерватория James Webb способна работать с очень низкими уровнями яркости. Это имеет большое значение, поскольку, даже несмотря на то, что изучаемые квазары являются очень яркими сами по себе, они, тем не менее, находятся на огромном расстоянии от нас, поэтому сигнал, принимаемый обсерваторией, будет очень слабым. Только невероятная чувствительность космического телескопа James Webb позволит провести эти наблюдения, пояснили члены команды.
Первые звезды зажглись через 250-350 миллионов лет после Большого взрыва
«Космический рассвет», период истории Вселенной, когда в ней зажглись первые звезды, мог начаться через 250-350 миллионов лет после Большого взрыва, согласно новому исследованию.
В этой работе отмечается, что новый космический телескоп НАСА James Webb Space Telescope (JWST), запуск которого запланирован на ноябрь этого года, будет иметь достаточно высокую чувствительность для прямых наблюдений процессов формирования первых галактик.
Команда, возглавляемая астрономами из Соединенного Королевства, изучила шесть самых далеких галактик, известных науке, свет которых прошел почти через всю Вселенную, прежде чем достичь нас. Исследователи нашли, что эти галактики наблюдаются в период, когда возраст Вселенной составлял всего лишь 550 миллионов лет.
Анализируя снимки, сделанные при помощи космических телескопов Hubble («Хаббл») и Spitzer («Спитцер»), исследователи рассчитали, что возраст этих галактик составляет от 200 до 300 миллионов лет, что позволило датировать появление первых звезд в космосе.
Главный автор исследования доктор Николас Ляпорт (Nicolas Laporte) из Кембриджского университета, СК, пояснил: «Теоретики считают, что Вселенная на протяжении первых нескольких сотен миллионов лет оставалась темной, прежде чем в ней появились первые звезды и галактики. Датировка момента появления первых звезд во Вселенной представляет собой важную задачу современной астрономии».
«Наши наблюдения показывают, что «космический рассвет» произошел в период между 250 и 350 миллионами лет после Большого взрыва и что галактики в этот период были достаточно яркими для того, чтобы их можно было наблюдать при помощи космического телескопа нового поколения James Webb».
Исследование опубликовано в журнале Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.
Юпитер, 25 июня 2021 года, 02:55
-телескоп Celestron Omni XLT 127
-монтировка Sky-Watcher AZ-GTi
-линза Барлоу НПЗ 2х
-корректор атмосферной дисперсии ZWO ADC
-светофильтр QHY IR-cut
Сложение 6400 кадров из 36273.
В инфракрасном диапазоне (светофильтр ZWO CH4 methane 890 nm), 03:10 ночи:
Место съемки: Анапа, двор.
Мой космический Instagram: star.hunter
Как раскрашивают черно-белые картинки Космоса
В посте про неполадки телескопа Хаббла прочитал про фотошоп космических снимков, и что вообще всё это обман. И вспомнил, что у меня есть быстрый пример. 🙂
Ничего нового любители астрофотографии, просто фотографии, да и люди, которые с физикой на ты, не откроют. Просто покажу что снял, и как сильно это обработал.
Ниже моя фотография Туманности Киля (NGC 3372), сделанная на монохромную (черно-белую) камеру:
Туманность Эты Киля — эмиссионная туманность (область ионизированного водорода) в созвездии Киль. Приблизительные угловые размеры — 2,0°×2,0°, то есть примерно в 4 раза больше, чем угловой диаметр Солнца и полной Луны. Туманность Киля была открыта Николя Луи де Лакайлем, французским астрономом, в 1751-52 годах с мыса Доброй Надежды. Находится на расстоянии от 6500 до 10 000 световых лет от Земли.
Для начала быстрый ответ на вопрос — зачем снимать на черно-белую камеру? Тут всё просто.Потому что у монохромной камеры гораздо выше чувствительность и проницаемость, и меньше «шумность», мы можем получить гораздо больше сигнала, чем снимая на цветную камеру и ещё по ряду причин профессиональные астрономы (и продвинутые любители) используют именно их.
Чтобы снимать цветные фотографии черно-белой камерой, используются фильтры, которые по очереди блокируют все спектры, кроме, например одного. Для упрощения, возмём популярную палитру RGB. Каждый из фильтров будет пропускать только свой спектр, и блокировать остальные.
Например, для начала мы просто снимем этот объект с фильтром UV/IR cut, который отсеет весь невидимый спектр (ИК и УФ) и равномерно пропустит видимый:
И у нас получится насыщенная, но черно-белая фотография:
Здесь нет никакой информации о цвете, но мы знаем что все видимые цвета здесь пропущены равномерно, и мы назовём этот канал яркостным (L), то есть мы тупо набрали побольше сигнала, на который в последствии наложим цвет.
После этого, мы снимаем на эту же монохромную камеру в диапазоне, например G. То есть пропускаем только зеленый цвет. Фотография будет по прежнему черно-белой, но мы её сохраним под названием, например, «зеленый цвет» и запомним, что фильтр пропустил только зеленый спектр, вот так:
И вот что у меня получилось:
Мда, зеленного тут не много. Зато много будет красного, ведь туманность водородная!
Красным в космосе светится водород — самый популярный элемент во Вселенной, но не сам по себе светится, а после ионизации его атомов ультрафиолетом от очень горячих звёзд. В общем не вдаваясь в подробности, если на фотографии космического объекта вы наблюдаете красный цвет, как, например, на моей первой фотографии, значит это ионизированный водород.
В общем-то на фотографии ниже как раз очень хорошо и проявились области водорода. Это был красный фильтр:
И отснимем последний, голубой спектр:
Фото с зеленым и голубым фильтром кажутся похожими, просто потому что в именно в этой туманности очень мало и того и другого (преобладает водород), но на самом деле они проявили разные области, потому что пропустили разный спектр. Если смотреть не на яркие области, где всегда много сигнала, а на перефирию, это хорошо видно.
Теперь мы собрали все три канала, и всё что нам осталось — свести их в одно изображение. Процесс похож на тот, который использовали раньше в фотопечати, и даже можно повторить таким же образом. Но гораздо легче сделать это в любом графическом редакторе, наложив фотографии друг на друга и задав каждой из них соответствующий канал:
На этом всё! Астрофотограф не пририсовал ни одной звёздочки, и не взорвал ради кадра ни одну сверхновую (это они сами). Вот, что у нас вышло. И я бы сказал, что фотография до сих пор ни капли не обработана:
Далее обычно начинается процесс постобработки, когда уменьшается шум фотографии, крутятся ползунки яркости, насыщаются определенные цвета, или просто исправляется баланс, если нужно. Да и мне бы не помешало это сделать (видно, что баланс нарушен по тому, что звезды ушли в зеленый оттенок, если взглянуть на первую фотографию), но я сразу этого не сделал, а потом уже забил.
Дальнейшая постобработка это уже довольно художественная работа, поэтому работы разных авторов могут выглядеть по разному. Но именно по цветовым оттенкам, а не по запечатленным объектам.
Для примера, вот моя фотография галактики Андромеды:
И вот куча Андромед, снятые другими авторами и с другим оборудованием, с разной выдержкой: https://deepskyhosting.com/search/M31/ — видны отличия в постобработке.
Хаббл, как и многие продвинутые астрофотографы снимают схожей методикой сменных фильтров, но так скажем другим набором фильтров, который позволяет, например, запечатлеть расширенные спектры цветов. Такие фильтры называются «узкополосные». И есть целое направление в астрофотографии и постобработке, называемое «Палитра Хаббла», когда финальное изображение формируется из трёх снимков, снятых в разных длинах волны.
— Красный канал — две линии серы SII (672 и 673 нм, багрово-красный).
— Зелёный канал — линия водорода Hα (657 нм, красный), а также две расположенные рядом и более тёмные линии азота NII.
— Синий канал — две линии кислорода OIII (501 и 496 нм, изумрудный).
То есть изображение этого же объекта, с первой фотографии, но в Палитре Хаббла будет выглядеть иначе. И это очень круто, потому что поможет выявить и подчеркнуть те детали, которые «светятся» только в небольшом диапазоне спектра, который мы не видим или который нам трудно увидеть.
И хоть такие изображения будут отличаться от той картины, которую мы бы запечатлели просто на цветную камеру, или на фильтры RGB, именно «узкополосники» помогают понять, какой «реальный цвет» у этого светящегося газа, являющегося дважды ионизированным кислородом, с точностью до нанометра.
Миссия Juno обнаруживает экстремально высокоэнергетические ионы близ Юпитера
В окрестностях планеты Юпитер находятся самые мощные радиационные пояса в нашей Солнечной системе. Космический аппарат Juno («Юнона») НАСА подошел к планете ближе, чем какая-либо другая миссия, считая с 2016 г., и изучил самые близкие к атмосфере планеты радиационные пояса со своей уникальной орбиты, проходящей через полюса планеты. Орбита космического аппарата позволила впервые произвести сканирование радиационных поясов Юпитера как по широте, так и по долготе. В новом исследовании ученые во главе с Хайди Н. Беккер (Heidi N. Becker) использовали эту возможность для открытия новой популяции тяжелых, высокоэнергетических ионов, захваченных на средних широтах Юпитера.
Для обнаружения этих частиц авторы применили новый метод: вместо детектора частиц или спектрометра они использовали навигационную камеру аппарата Juno, основная цель которой состоит в наблюдениях звезд для расчета точного положения аппарата в пространстве. Эта бортовая камера аппарата Juno хорошо экранирована от излучений – уровень ее радиационной защиты примерно в 6 раз выше, по сравнению с другими системами аппарата.
Несмотря на эту мощную защиту, ионы и электроны с очень высокими энергиями иногда проникают сквозь экран и попадают на детектор. В новом исследовании было изучено 118 необычных событий, отличающихся от типичных событий проникновения электронов. Используя компьютерное моделирование и лабораторный эксперимент, авторы определили, что эти ионы передали детектору в 10 и 100 раз больше энергии, чем передают обычно проникающие протоны и электроны соответственно.
В ходе анализа Беккер и ее группе удалось идентифицировать источник поступающих ионов. Согласно полученным данным, ионы происходили из зоны, расположенной на внутреннем краю области синхротронного излучения. Эта область лежит в диапазоне координат от 1,12 до 1,41 радиуса Юпитера, если положить начало отсчета в центре газового гиганта, в то время как диапазон магнитных широт, ограничивающих эту область, составляет от 31 до 46 градусов. Данная область была лишь слабо изучена в ходе предыдущих миссий, и обнаруженная популяция ионов была прежде не знакома исследователям. Эти частицы, имеющие общие энергии порядка гигаэлектронвольт, представляют собой самые высокоэнергетические частицы, когда-либо наблюдаемые при помощи аппарата Juno, отметили авторы.
Работа опубликована в журнале Journal of Geophysical Research: Planets.
Астрофизики обнаружили, что галактические нити вращаются
Галактические нити крупномасштабной структуры Вселенной тянутся на сотни миллионов световых лет — и, как оказалось, вращаются, увлекая в движение все свои галактики.
©AIP, A. Khalatyan, J. Fohlmeister
Ничто в космосе не находится в покое. Все движется и вращается: Земля, Солнце, Млечный Путь — а возможно, и вся Вселенная. Новая работа ученых из Потсдамского астрофизического института показала, что вращение происходит и на самых больших космологических масштабах, вовлекая филаменты, растянутые между галактиками на расстояния в сотни миллионов световых лет.
По современным представлениям, крупномасштабная структура Вселенной образована колоссальной сетью темной материи, на которой концентрируется и обычное вещество. Проходя между пустотами-войдами, они соединяют большие скопления галактик и сами собирают вокруг себя галактики и газ. На масштабах в сотни миллионов световых лет эта сеть проявляется в виде галактических нитей, филаментов. Авторы новой статьи, опубликованной в журнале Nature Astronomy, продемонстрировали, что они тоже вращаются.
Для этого Пэн Ван (Peng Wang), Ноам Либескинд (Noam Libeskind) и их коллеги использовали данные обзора SDS, который обследовал сотни тысяч галактик. Ученые локализовали положение некоторых из этих галактик на разных участках галактических нитей. Затем их спектр проанализировали, чтобы определить движение каждой галактики по эффекту Доплера — изменению частоты излучения из-за движения источника относительно наблюдателя.
Такая работа показала, что галактики разделяются на две группы, демонстрирующие красное либо синее смещение, двигаясь от нас или к нам. Это говорит о том, что они находятся на разных сторонах галактических нитей, которые при этом вращаются как целое (хотя из-за технических сложностей достоверно продемонстрировать это удалось не во всех случаях и не для всех рассмотренных филаментов).
Любопытно, что вращение было тем более выраженным, чем выше массы галактических скоплений, которые соединяют такие нити. Возможно, именно их мощная гравитация каким-то образом запускает или поддерживает это вращение и, по словам авторов работы, делает галактические филаменты «самыми крупными объектами, имеющими угловой момент».
«Вояджер-1» снова поймал сигнал по ту сторону гелиосферы. (Аудио)
Строение Солнца. Фотосфера
Ну вот мы и добрались с вами до атмосферы Солнца. До его видимого края. До фотосферы.
Фотосфера излучает в основном в оптическом диапазоне. Это ярчайший, с точки зрения нашего восприятия, слой нашей звезды. Мы не видим того, что спрятано под фотосферой — там вещество непрозрачно. Мы не видим и того, что находится выше — хромосферу и корону — там вещество слишком разрежено, его излучение очень слабо и на фоне фотосферы глазом его разглядеть невозможно без специальных фильтров. А фотосфера — видимая поверхность Солнца. Её и сфотографировали первой. Чёрно-белые фотографии поверхности Солнца разлетались по миру в 1970-х и 80-х годах как диковинка.
В фотосфере мы наблюдаем гранулы, поры, пятна, факелы.
Фотосфера — точнее, нижняя её часть. Кипящая «каша» с дырами. Это — подкрашенное фото. Каша как будто пшеничная. На ч/б фото она больше напоминает рисовую. На фото более высокого разрешения, подкрашенных коричневым цветом — гречку.
Нижняя, видимая граница фотосферы — это верхняя граница конвективной зоны. Мы помним, что конвективная зона «кипит», и единицей кипения в ней выступают гранулы — короткоживущие ячейки, в пределах которых горячее вещество Солнца (плазма) всплывает снизу вверх в центре гранулы (на фото эти центры гранул мы видим как «зернышки») и растекается из центра к краю гранулы. При этом оно остывает и к краю гранулы подходит уже не таким горячим, как было при всплытии. На краях гранул остывшее вещество опускается вниз в конвективную зону. Такая циркуляция происходит непрерывно, но сами гранулы на месте не стоят. Они возникают и минут через 5 — 10 сменяются новыми. На фильмах это выглядит как движение зернышек риса. При этом размер каждой гранулы — примерно 1 тыс. км. Температура фотосферы в среднем около 6 тыс. градусов.
Сами «зернышки» тоже образуют » кипящую кашу». Гранулы объединяются в более крупные образования — супергранулы. В центре супергранулы всплывают горячие зернышки-гранулы, растекаются от центра к краям, остывают и опускаются вниз. Супергранулы в фотосфере не видны, супергрануляционная сетка видна только в более высоком слое атмосферы Солнца — в хромосфере. Линейный размер супергранулы — примерно 32 тыс. км, время жизни — около суток.
Поры возникают на границах между гранулами, в областях нисходящих течений плазмы. Это — места повышенной плотности магнитного потока. Где напряженность магнитного поля выше, там конвекция замедляется, температура вещества падает и на снимках оно не так ярко светится, то есть кажется тёмным. Диаметр пор — 200 — 300 км. Некоторые из них развиваются в полноценные солнечные пятна.
Пятна — самое заметное в фотосфере явление. На фоне фотосферы они пятна кажутся почти чёрными, потому что температура в них на пару тысяч градусов ниже, чем в окружающей фотосфере. Они похожи на гигантские кратеры глубиной в среднем около 200–500 км (это глубина так называемой вильсоновской депрессии). Причина образования пятен — выход на поверхность потока сильного магнитного поля. Оно прекращает конвекцию, «кипение» в «кастрюле» на месте пятна останавливается и вместо ярких зёрнышек «риса» мы видим в этом месте тёмную область. Пятно имеет сложную структуру. Тёмная его середина называется «тень». Это область, где конвекция не идёт. В разрезе пятно можно представить как кратер/кастрюлю. В его центре газ сильно разрежен, температура там около 4 тыс. градусов. Тень окружена более светлым кольцом — полутенью. Она состоит из тонких ярких горячих волоконец — течений горячей плазмы из центра пятна к краям (это течения Эвершеда, их скорость от 1 до 4 м/с).
Раньше предполагали, что пятна — глубокие образования, уходящие в глубь конвективной зоны почти до её дна. Теоретические разработки наших пулковских ученых 1990 — 2000 х годов показали, что пятна — это неглубокие образования. Пулковские расчеты позднее были подтверждены данными гелиосейсмологии: глубина пятна (кратера/кастрюли) — от 500 до 700 км для крупных пятен и около 200 км для пятен поменьше.
Результат обработки данных гелиосейсмологии. Пятно — относительно холодная область глубиной в 500 — 700 км; ниже, наоборот, температура плазмы оказывается выше, чем в окружении, что вполне логично. Сильное магнитное поле пятен подавляет конвекцию в пятне и под пятном (синяя область), а избыток тепла скапливается ниже холодной зоны (красная область). Ну а ещё ниже конвекция идет уже беспрепятственно.
Пятна бывают единичными, но нередко возникают группами или парами. Тогда различают ведущее пятно, которое первым появляется на диске Солнца с восточной стороны, и ведомое — следующее за ним. Ведущее пятно, как правило, более компактное, имеет большее магнитное поле и живёт дольше, иногда до двух оборотов Солнца (обычно пятна живут около недели). Группы пятен могут насчитывать сотни пятен, их суммарная площадь в группе может в десятки раз превышать площадь всего земного шара.
Пятна «мигрируют», то есть области их возникновения перемещаются по поверхности Солнца: вначале пятна появляются ближе к полюсам Солнца, на высоких широтах, потом постепенно места их появления сползают к экватору. То есть конкретное пятно «сидит» вполне себе на месте, но когда оно исчезает, следующее появляется уже «ниже», дальше от полюса. Эта закономерность возникновения пятен на диске Солнца называется законом Шпёрера. Количество пятен на солнце — один из основных показателей солнечной активности.
Это, наоборот, — области, где напряжённость магнитного поля меньше. Плазма в факелах более горячая, чем в окружающей фотосфере. Факелы хорошо заметны ближе к краям солнечного диска. Размеры факельного поля — до 30 тыс. км.
Источник