Почему Солнце горячее — объяснение для детей
Солнце – самое горячее место в Солнечной системе: описание для детей, температура в слоях и ядре, ядерный синтез, нагрев атмосферы, движение тепла к Земле.
Расскажем о том, почему Солнце горячее на доступном для детей языке. Данная информация будет полезна детям и их родителям.
Даже для самых маленьких не секрет, что благодаря Солнцу на нашей планете возможна жизнь. Нам повезло, так как Земля находится на правильной позиции: не слишком близко, чтобы сгореть, но и не далеко, чтобы превратиться в ледышку. Солнце – это сфера горячих газов, выделяющих тепло, нагревающее все вокруг. Родители или в учителя в школе должны объяснить детям, что это тепло распространяется на всю Солнечную систему. Конечно, чем дальше объекты, тем холоднее у них обстановка. Но почему Солнце вырабатывает так много тепла?
Если вы любите любоваться звездами, то должны знать, что по своему составу и принципу работы – это солнца. В самом начале своего формирования мы видим всего лишь массу вращающихся газов с ядром (центр), сдавливающим атомы (ядерный синтез). Чтобы сделать объяснение для детей максимально запоминающимся, скажите, что это сильное давление вырабатывает температуру в 15 миллионов градусов. То есть, вы сгорите, даже не успев приблизиться.
Чем ближе вы к источнику, тем теплее становится. Более того, у Солнца есть своя «атмосфера», сохраняющая нагрев. Тепловые молекулы выделяются из ядра, перемещаясь вокруг первого слоя (от ядра) – радиационная зона. Они двигаются там миллионы лет, а потом выбираются наружу. Следующий шар – конвективная зона с температурой в 2 миллиона градусов. Они остаются там, медленно производя огромные пузыри ионизированных атомов, из которых появляется горячая плазма. Дальше молекулы переходят в фотосферу.
Наверное, дети уже догадались, что с каждым внешним слоем температура падает. Так вот в фотосфере сохраняется 5500 °С. Это и есть солнечный свет. Когда мы замечаем на Солнце пятна, то это просто более прохладные области. Их центр нагревается до 4000 °С.
Следующий уровень накаляется до 4320 °С – хромосфера. Обычно вы не видите ее свет, потому что он слабее, чем фотосфера. Но он становится заметным в моменты солнечного затмения. Тогда Луна перекрывает фотосферу, и становится заметным красный ободок – хромосфера.
Корона нагревается до высоких температур, вырабатывая огромные плазменные потоки, достигающие максимума в точке короны. Она может приближаться к 2 миллионам градусов. По мере охлаждения короны тепло теряется и выходит в виде солнечного ветра. Нужно объяснить детям, что, чтобы добраться до Земли, солнечному теплу нужно преодолеть 93 миллиона миль. На это уходит 8 минут.
Теперь вы понимаете, почему Солнце горячее и сохраняет собственную температуру. Используйте наши фото, видео, рисунки и подвижные модели онлайн, чтобы лучше разобраться в описании и характеристике звезды. Кроме того, на сайте есть онлайн телескопы, наблюдающие за Солнцем в режиме реального времени, и 3D-модель Солнечной системы со всеми планетами, картой Солнца и видом на поверхность.
Источник
Физики объяснили горячее излучение холодных комет
Источники рентгеновского излучения — обычно очень горячие тела, такие как наше Солнце. Но ученые уже несколько лет знают, что иногда рентгеновские телескопы видят и очень холодные объекты — такие как кометы, а холоднее них в космосе существует не так уж много объектов. Впервые ученые наблюдали этот феномен в 1996 году: тогда аппарат ROSAT измерил рентгеновские волны, приходящие от кометы Хякутакэ.
Ученые предположили, что кометы излучают в результате «обмена зарядами»: сталкиваясь с электронами окружающего комету газа, энергию в форме рентгеновского излучения выделяют положительно заряженные ионы солнечного ветра. В следующий раз рентген от кометы заметили в 2000 году, с помощью обсерватории «Чандра». Как и четыре года назад, волны жесткого рентгена приходили со стороны кометы, обращенной к Солнцу, и ослабевали по мере удаления кометы от звезды.
Международная группа астрономов под руководством Боба Бинэма (Bob Bingham) указала на несовершенство гипотезы об обмене зарядами, и предложила собственную. По мнению группы Бинэма, рентген комет — это энергия, которую выделяют частицы, которые тормозятся в электрическом поле, а не в результате столкновений с другими частицами. Расчеты характеристик тормозного излучения совпали с данными наблюдений, отмечает Бинэм. Но группа не ограничилась расчетами: чтобы проверить свою гипотезу, астрономы построили модель кометы.
Сначала ученые создали подобие солнечного ветра, обстреливая лазерными импульсами металлическую фольгу. В результате появился высокоскоростной поток ионизированного газа. На пути этого потока поместили твердую сферу — она и выполняла роль кометы. Сталкиваясь со сферой, поток плазмы менял направление, ударная волна сообщала дополнительное ускорение электронам, и часть из них давала рентгеновское излучение — но только в присутствии магнитного поля.
«Наш эксперимент важен, потому что мы экспериментально доказываем, что» объекты, которые движутся сквозь плазму в магнитном поле, могут выступать ускорителями электронов», — пояснил Бинэм. Подобные явления характерны не только для комет, но и планет, обладающих магнитным полем — например, Земли, а еще — для останков сверхновых, очень быстро вращающихся нейтронных звезд.
Исследование опубликовано в журнале Nature Physics.
Источник
В метеоритах нашли инопланетных существ: эксклюзивное интервью профессора NASA
Заслуженный американский исследователь Ричард Брайс Гувер заявил, что в XIX веке на Землю упал метеорит с окаменевшими образцами инопланетной жизни, а химический анализ указывает на их невообразимый возраст.
Одна из иллюстраций книги «Метеорит Оргей. Атлас микрофоссилий». Фото © LIFE
Этот снимок сделан с помощью электронного микроскопа при рассмотрении фрагментов метеорита Оргей. Он упал на юге Франции в районе одноимённого посёлка в 1864 году. Это был даже не метеорит, а метеоритный дождь. Почётный профессор NASA Ричард Брайс Гувер рассказал Лайфу, что побывал на месте события и собрал всю возможную информацию. Особенно его впечатлило то, что один из найденных местными жителями камней оказался покрыт инеем.
Фрагмент метеорита Оргей, Франция. Фото © «Википедия»
— На юге Франции 14 мая 1864 года не настолько холодно, чтобы образовался иней на обычных камнях. Но этот камень был промёрзшим изнутри. Когда он прошёл через атмосферу Земли, нагревание атмосферы вызвало таяние на поверхности камня, и, когда происходит это таяние, оно формирует тонкий слой, который называется коркой плавления, и, поскольку это выпаривает породы и органику с поверхности, из-за испарения поверхность камня охлаждается. Так что в первые пять-десять секунд было достаточно жарко, чтобы растапливать эту корку, но потом он стал чрезвычайно холодным, — объяснил учёный в эксклюзивном интервью.
С тех пор почти сто лет это было лишь удивительным событием, о котором напоминает монумент в посёлке Оргей. В 1961 году профессор Бартоломью Надь из американского Университета Фордхэма и микробиолог из Нью-Йоркского университета Джордж Клаус заявили, что масс-спектрометрический анализ метеорита показал наличие в нём «частиц микроскопического размера, подобных ископаемым водорослям».
— Их сообщение поначалу было воспринято с большим воодушевлением, но позже многие учёные сказали: «Нет-нет-нет, это нелепо, мы знаем, что жизнь существует только на Земле и её нет больше нигде». Клауса и Надя начали критиковать, и в конечном счёте научное сообщество отстранилось и сказало: «Нет-нет-нет, это всё неправда», — говорит профессор Гувер.
Российская «Зона 51». Где нашли окаменелых инопланетян и как теперь с этим жить
В 2004 году Парижский национальный музей естественной истории и Фонд планетарных исследований в Чикаго согласились предоставить фрагменты этого метеорита для новых исследований. И этими исследованиями параллельно занимались в двух местах на Земле: в городе Хантсвилле (это американский штат Алабама) и в городе Дубне (Московская область). В Дубне этой работой руководил и продолжает руководить директор Палеонтологического института имени Борисяка академик Алексей Розанов. А в Алабаме — Ричард Брайс Гувер, который много лет возглавлял отдел астробиологии в Центре космических полётов имени Джорджа Маршалла NASA. Кстати, ему довелось работать там под началом Вернера фон Брауна. Ныне доктор Гувер трудится в Ракетно-космическом центре Соединённых Штатов. За прошедшие полтора десятка лет ему вместе с его российскими коллегами удалось собрать несколько тысяч потрясающих снимков. По поводу изображения в самом начале статьи: это не кристалл и не минерал.
— Это диатомовая водоросль. Диатомовая водоросль в метеорите. Маленькие отверстия — это поры, это часть того, что называется «ситечком», и именно таким способом диатомея не пропускает внутрь себя то, что ей не нужно. Диатомеи — это великолепные растения, которые строят себе панцири из кремнезёма с замысловатым орнаментом, очень похожие по структуре на драгоценный камень опал (это гидратированный аморфный кремнезём), именно из него они делают себе свои панцири. И вы видите только маленький кусочек прекрасной диатомеи, у которой разрушилось несколько частей, и мы нашли несколько таких частей в метеорите довольно близко друг к другу, — говорит профессор.
Окаменелость в метеорите Оргей. Снимок предоставлен Ричардом Брайсом Гувером
А теперь самое интересное. Учёные логично предположили, что этими водорослями камень оброс на Земле после того, как упал. Чтобы проверить это, фрагменты метеорита подвергли химическому анализу. Это сделали методом рентгеновской спектроскопии.
— Можно сфокусировать поток электронов на какой-то отдельной точке на образце, и это вызывает рентгеновское излучение, и можно с помощью спектрометра установить, какие именно химические элементы находятся в этой точке. Это чрезвычайно важно, потому что мы можем измерить, сколько там углерода, сколько там кремния, сколько там азота и так далее. Это помогает отличить «коренные» окаменелости в метеорите от возможной современной биологии, которая могла проникнуть в метеорит после того, как он упал, — пояснил профессор Гувер.
Окаменелость в метеорите Оргей. Снимок предоставлен Ричардом Брайсом Гувером
По его словам, исследователи ожидали найти в образцах азот, поскольку это непременный компонент всех без исключения живых организмов. И не только живых, но и сравнительно недавно умерших.
— Когда организм погибает, азот начинает постепенно из него выходить. Аминокислоты разрушаются, ДНК и РНК разрушаются, и в конце концов азот попадает из них обратно в атмосферу. Но высвобождение азота из живых существ занимает периоды времени от нескольких миллионов до десятков и сотен миллионов лет. Никак не период с 1864 года до наших дней, — подчёркнул учёный.
Так вот. Исследователь со всей ответственностью заявил, что азота в этих окаменелостях нет.
Окаменелость в метеорите Оргей. Снимок предоставлен Ричардом Брайсом Гувером
— Они настоящие, и они — внеземные. Это главный вывод, который мы делаем из факта отсутствия азота в окаменелостях, а также из соотношения углерода и кислорода, углерода и азота, они показывают, что это действительно окаменелости, они действительно древние, это не что-то, что попало в камень после того, как он упал, — уверен доктор Гувер.
Далее. А что, если когда-то в незапамятные времена, на заре земной жизни падение на нашу планету какого-нибудь астероида или столкновение с чем-то покрупнее выбило куски с поверхности Земли, они миллионы лет блуждали по окружающему космосу и вот в 1864 году наконец вернулись и усыпали французский посёлок Оргей? Звучит неплохо, если бы не одно но: доктор Гувер заявил, что метеорит состоит явно не из земного материала.
— На самом деле частицы, из которых он состоит, это преимущественно межзвёздная пыль. Звёздная пыль. Метеорит Оргей состоит из частиц, которые были синтезированы в звёздах, в разнообразных типах звёзд, и разбросаны в космосе взрывами сверхновых, и они попали в протосолнечное облако и уплотнились вместе со льдом 4,5 миллиарда лет назад. Но некоторые частицы в Оргее намного-намного старше, чем 4,5 миллиарда лет. Он содержит частицы, которые старше нашей Солнечной системы, частицы, которые старше Солнца, — говорит профессор.
Окаменелость в метеорите Оргей. Снимок предоставлен Ричардом Брайсом Гувером
Отсюда следующий вопрос: откуда прилетел метеорит Оргей?
— У нас есть достаточно веские доказательства, что метеорит Оргей был частью кометы. Возможно, кометы галлеевского типа или кометы семейства Юпитера. Данные свидетельствуют, что это было ледяное тело, которое, как я говорил, содержало частицы космической пыли, — сказал исследователь.
Дальнейший сбор научных данных привёл профессора к совершенно потрясающей гипотезе. Как он упомянул, недавние исследования показали, что комета Галлея к моменту своего максимального приближения к Солнцу нагревается на освещённой стороне до +121 градуса по Цельсию, а комета 9P/Темпеля 1 ещё за пределами орбиты Марса становится достаточно горячей: +60 по Цельсию.
— Тот факт, что эти тела содержат лёд и при этом нагреваются, на самом деле говорит, что может быть вода в жидком состоянии внутри кометы, под её каменно-ледяной органической коркой, когда она приближается к Солнцу. Лёд тогда может таять и формировать резервуары жидкой воды. А если там формируются резервуары жидкой воды, там может развиваться биология, — говорит Ричард Гувер.
Окаменелость в метеорите Оргей. Снимок предоставлен Ричардом Брайсом Гувером
Кроме того, профессор не исключает, что метеорит Оргей мог быть частью и более крупного тела.
— У нас могли быть периоды, когда в пределы нашей Солнечной системы входили достаточно большие объекты. Возможно, даже маленькие планеты или даже планеты размером с Марс. И если что-то размером с Марс входит в Солнечную систему, несёт океаны жидкой воды под своей ледяной поверхностью и ударяется в нашу планету, это может принести на Землю жизнь, которая возникла задолго до формирования Солнечной системы, — предполагает учёный.
И в заключение ещё одна цитата почётного профессора NASA:
— На самом деле, я сейчас убеждён, что биосфера Земли не возникла на Земле. Она возникла где-то ещё. Так что я не только уверен, что у нас на Земле есть образцы внеземной жизни, но и считаю, что у нас есть достаточно данных сейчас, чтобы сказать, что жизнь не произошла на Земле. Жизнь на Земле не зародилась сама по себе. То есть какие-то отдельные формы, конечно, могут появляться, но похоже, что само происхождение жизни опережает возникновение планеты Земля на несколько миллиардов лет.
Источник