Химический элемент составляющий более 70 массы солнца

Из чего состоит Солнце

С Земли, Солнце выглядит как гладкий огненный шар, и до открытия комическим кораблём Galileo пятен на Солнце, многие астрономы считали, что оно идеальной формы без дефектов. Теперь мы знаем, что Солнце состоит из нескольких слоёв, как и Земля, каждый из которых выполняет свою функцию. Эта структура Солнца, похожая на массивную печь, является поставщиком всей энергии на Земле, необходимой для земной жизни.

Из каких элементов состоит Солнце?

Если бы у вас получилось разложить звезду на части, и сравнить составные элементы, вы бы поняли, что состав Солнца представляет собою 74% водорода и 24% гелия. Также, Солнце состоит из 1% кислорода, и оставшийся 1% — это такие химические элементы таблицы Менделеева, как хром, кальций, неон, углерод, магний, сера, кремний, никель, железо. Астрономы полагают, что элемент тяжелее гелия – это металл.

Протон-протонный цикл происходящий в недрах Солнца

Как появились все эти элементы Солнца? В результате Большого Взрыва появились водород и гелий. В начале становления Вселенной, первый элемент, водород, появился из элементарных частиц. Из-за большой температуры и давления условия во Вселенной были как в ядре звезды. Позже, водород синтезировался в гелий, пока во Вселенной была высокая температура, необходимая для протекания реакции синтеза. Существующие пропорции водорода и гелия, которые есть во Вселенной сейчас, сложились после Большого Взрыва и не изменялись.

Остальные элементы Солнца созданы в других звездах. В ядрах звезд постоянно происходит процесс синтеза водорода в гелий. После выработки всего кислорода в ядре, они переходят на ядерный синтез более тяжелых элементов, таких как литий, кислород, гелий. Многие тяжелые металлы, которые есть в Солнце, образовывались и в других звездах в конце их жизни.

Образование самых тяжелых элементов, золота и урана, происходило, когда звезды, во много раз больше нашего Солнца, детонировали. За доли секунды образования черной дыры, элементы сталкивались на большой скорости и образовывались самые тяжелые элементы. Взрыв раскидал эти элементы по всей Вселенной, где они помогли образоваться новым звездам.

Наше Солнце собрало в себя элементы, созданные Большим Взрывом, элементы от умирающих звезд и частицы появившихся в результате новых детонаций звезд.

Из каких слоев состоит Солнце

На первый взгляд, Солнце — просто шар, состоящий из гелия и водорода, но при более глубоком изучении видно, что оно состоит из разных слоев. При движении к ядру, температура и давление увеличиваются, в результате этого были созданы слои, так как при различных условиях водород и гелий имеют разные характеристики.

Графическое представление слоев Солнца

Солнечное ядро

Начнем наше движение по слоям от ядра к наружному слою состава Солнца. Во внутреннем слое Солнца – ядре, температура и давление очень высокие, способствующие для протекания ядерного синтеза. Солнце создает из водорода атомы гелия, в результате этой реакции образуется свет и тепло, которые доходят до Земли. Принято считать, что температура на Солнце около 13,600,000 градусов по Кельвину, а плотность ядра в 150 раз выше плотности воды.

Ученые и астрономы считают, что ядро Солнца достигает около 20% длины солнечного радиуса. И внутри ядра, высокая температура и давление способствуют разрыву атомов водорода на протоны, нейтроны и электроны. Солнце преобразовывает их в атомы гелия, не смотря на их свободно плавающее состояние.

Такая реакция называется экзотермической. При протекании этой реакции выделяется большое количество тепла, равное 389 х 10 31 дж. в секунду.

Радиационная зона Солнца

Эта зона берет свое начало у границы ядра (20% солнечного радиуса), и достигает длины до 70% радиуса Солнца. Внутри этой зоны находится солнечное вещество, которое по своему составу достаточно плотное и горячее, поэтому тепловое излучение проходит через него, не теряя тепло.

Внутри солнечного ядра протекает реакция ядерного синтеза – создание атомов гелия в результате слияния протонов. В результате этой реакции происходит большое количество гамма-излучения. В данном процессе испускаются фотоны энергии, затем поглощаются в радиационной зоне и испускаются различными частицами вновь.

Траекторию движения фотона принято называть «случайным блужданием». Вместо движения по прямой траектории к поверхности Солнца, фотон движется зигзагообразно. В итоге, каждому фотону необходимо примерно 200.000 лет для преодоления радиационной зоны Солнца. При переходе от одной частицы к другой частице происходит потеря энергии фотоном. Для Земли это хорошо, ведь мы бы могли получать лишь гамма-излучение, идущее от Солнца. Фотону, попавшему в космос необходимо 8 минут для путешествия к Земле.

Большое количество звезд имеют радиационные зоны, и их размеры напрямую зависит от масштаба звезды. Чем меньше звезда, тем меньше будут зоны, большую часть которой будет занимать конвективная зона. У самых маленьких звезд могут отсутствовать радиационные зоны, а конвективная зона будет достигать расстояние до ядра. У самых больших звезд ситуация противоположная, радиационная зона простирается до поверхности.

Конвективная зона

Конвективная зона находится снаружи радиационной зоны, где внутреннее тепло Солнца перетекает по столбам горячего газа.

Почти все звезды имеют такую зону. У нашего Солнца она простирается от 70% радиуса Солнца до поверхности (фотосферы). Газ в глубине звезды, у самого ядра, нагреваясь, поднимается на поверхность, как пузырьки воска в лампадке. При достижении поверхности звезды, происходит потеря тепла, при охлаждении газ обратно погружается к центру, за возобновлением тепловой энергии. Как пример, можно привезти, кастрюля с кипящей водой на огне.

Поверхность Солнца похожа на рыхлую почву. Эти неровности и есть столбы горячего газа, несущие тепло к поверхности Солнца. Их ширина достигает 1000 км, а время рассеивания достигает 8-20 минут.

Астрономы считают, что звезды маленькой массы, такие как красные карлики, имеющие только конвективную зону, которая простирается до ядра. У них отсутствует радиационная зона, что нельзя сказать о Солнце.

Фотосфера

Единственный видимый с Земли слой Солнца – фотосфера. Ниже этого слоя, Солнце становится непрозрачным, и астрономы используют другие методы для изучения внутренней части нашей звезды. Температуры поверхности достигает 6000 Кельвин, светится желто-белым цветом, видимым с Земли.

Атмосфера Солнца находится за фотосферой. Та часть Солнца, которая видна во время солнечного затмения, называется короной.

Строение Солнца в диаграмме

NASA специально разработало для образовательных потребностей схематическое изображение строения и состава Солнца с указанием температуры для каждого слоя:

• (Visible, IR and UV radiation) – это видимое излучение, инфракрасное излучение и ультрафиолетовое излучение. Видимое излучение – это свет, которые мы видим приходящим от Солнца. Инфракрасное излучение – это тепло, которое мы ощущаем. Ультрафиолетовое излучение – это излучение, дающее нам загар. Солнце производит эти излучения одновременно.
• (Photosphere 6000 K) – Фотосфера – это верхний слой Солнца, поверхность его. Температура 6000 Кельвин равна 5700 градусов Цельсия.
• Radio emissions (пер. Радио эмиссия) – Помимо видимого излучения, инфракрасного излучения и ультрафиолетового излучения, Солнце отправляет радио эмиссию, которую астрономы обнаружили с помощью радиотелескопа. В зависимости от количества пятен на Солнце, эта эмиссия возрастает и снижается.
• Coronal Hole (пер. Корональная дыра) – Это места на Солнце, где корона имеет небольшую плотность плазмы, в результате она темнее и холоднее.
• 2100000 К (2100000 Кельвин) – Радиационная зона Солнца имеет такую температуру.
• Convective zone/Turbulent convection (пер. Конвективная зона/Турбулентная конвекция) – Это места на Солнце, где тепловая энергия ядра передается с помощью конвекции. Столбы плазмы доходят до поверхности, отдают своё тепло, и вновь устремляются вниз, чтоб вновь нагреться.
• Coronal loops (пер. Корональные петли) – петли, состоящие из плазмы, в атмосфере Солнца, движущиеся по магнитным линиям. Они похожи на огромные арки, простирающиеся от поверхности на десятки тысяч километров.
• Core (пер. Ядро) – это солнечное сердце, в котором происходит ядерный синтез, при помощи высокой температуры и давления. Вся солнечная энергия происходит из ядра.
• 14,500,000 К (пер. 14,500,000 Кельвин) – Температура солнечного ядра.
• Radiative Zone (пер. Радиационная зона) – Слой Солнца, где энергия передается при помощи радиации. Фотон преодолевает радиационную зону за 200.000 и выходит в открытый космос.
• Neutrinos (пер. Нейтрино) – это ничтожно маленькие по массе частицы, исходящие из Солнца в результате реакции ядерного синтеза. Сотни тысяч нейтрино проходят через тело человека ежесекундно, но никакого вреда нам не приносят, мы их не чувствуем.
• Chromospheric Flare (пер. Хромосферная вспышка) – Магнитное поле нашей звезды может закручиваться, а потом резко разрывается в различных формах. В результате разрывов магнитных полей появляются мощные рентгеновские вспышки, исходящие из поверхности Солнца.
• Magnetic Field Loop (пер. Петля магнитного поля) – Магнитное поле Солнца находится над фотосферой, и видно, так как раскаленная плазма движется по магнитным линиям в атмосфере Солнца.
• Spot– A sunspot (пер. Солнечные пятна) – Это места на поверхности Солнца, где магнитные поля проходят через поверхность Солнца, и на них температура ниже, часто в виде петли.
• Energetic particles (пер. Энергичные частицы) – Они исходят из поверхности Солнца, в результате создается солнечный ветер. В солнечных бурях их скорость достигает скорости света.
• X-rays (пер. Рентгеновские лучи) – невидимые для глаза человека лучи, образующиеся во вспышек на Солнце.
• Bright spots and short-lived magnetic regions (пер. Яркие пятна и недолгие магнитные регионы) – Из-за перепада температур на поверхности Солнца появляются яркие и тусклые пятна.

Источник

Солнце: характеристика, состав, строение, химический состав солнца

Состав атмосферы Солнца

При наблюдении в 1868 году полного солнечного затмения в спектре солнечной атмосферы была обнаружена яркая жёлтая линия, которой до этого не получали в спектрах земных веществ. Это вещество было названо гелием (гелиос — означает Солнце).

На Земле оно было найдено только через 30 лет. В 1942 году в атмосфере Солнца было обнаружено, правда, в небольшом количестве, золото. Всего на Солнце найдено пока 64 элемента таблицы Менделеева. Исследования при помощи спектрального анализа показали такое содержание элементов в солнечной атмосфере (по числу атомов):

Химический элемент Содержание в процентах
Водород • . Гелий .

• . Углерод . . Азот …. Кислород Натрий . . Магний . ♦ Алюминий . Кремний . . Сера …. Калий . • . 81,760 18,170 0,003000 0,010000 0,030000 0,000300 0,020000 0,000200 0,006000 0,003000 0,000010

Химический элемент Содержание в процентах
Кальций Титан . . Ванадий Хром . . Марганец Железо . Кобальт Никель • Медь . . Цинк . . 0,000300 0,000003 0,000001 0,000006 0,000010 0,000800 0,000004 0,000200 0,000002 0,000030

В настоящее время считается, что по массе (а не по числу атомов) Солнце состоит на 50 процентов из водорода и на 40 процентов из гелия.

На все другие элементы приходится всего 10 процентов.

Из чего состоит Солнце

Солнце представляет собой гигантский огненный шар, являющейся центром нашей звёздной системы. В прошлом считалось, что Солнце имеет идеально круглую форму, однако проведённые исследования показали, что наше Солнце состоит из многочисленных слоев.

Каждый из таких слоев выполняет определенную функцию. По своей структуре Солнце схоже с гигантской печью, которая отдает тепло всем близлежащим звёздам.

Состав Солнца

Солнце имеет стабильный состав и состоит на 24 % из гелия и на 74 % из водорода.

Также тут имеется 1 % кислорода и ряд других элементов, массовая доля которых не превышает 1 %.

Учёные в течение длительного времени изучали структуру и состав Солнца и пришли к выводу, что в результате взрыва появилась звезда, содержащая гелий и молекулярный водород. На Солнце происходит процесс ядерного синтеза, и водород постепенно превращается в гелий.

Для начала процесса синтеза необходима огромная температура и высокая масса планеты.

Слои солнца

Как было сказано выше, Солнце состоит из многочисленных слоев, температура в которых по мере их приближения к ядру неизменно увеличивается. Необходимо сказать, что гелий и водород в различных слоях имеет отличающиеся характеристики.

Ядро солнца

В центре планеты располагается ядро, показатели температуру внутри которого огромны. Именно тут и протекает реакция синтеза.

Из атомов водорода образуется гелий, а вместе с ним и свет с теплом. Такое тепло впоследствии доходит до Земли и является источником жизни на нашей планете. Установлено, что температура на Солнце составляет 36.000.000 градусов.

Экспериментальным путём удалось установить, что размер ядра составляет порядка 20 % всей длины радиуса Солнца. Несмотря на состояние электронов и нейронов, Солнце способно преобразовать атомы водорода в гелий.

Такая реакция получила название экзотермической.

При её протекании выделяется огромное количество тепла.

Зона радиации на Солнце

Находится солнечная радиационная зона у границы ядра и может достигать около 70 % всего радиуса Солнца.

В этой зоне находится горячее вещество, которое позволяет передавать тепловую энергию от ядра во внешний слой.

Происходящее в ядре Солнца реакция ядерного синтеза приводит к появлению различных радиационных фотонов. Впоследствии эти фотоны переходят через радиационный слой и выбрасываются Солнцем наружу. Учёные смогли установить, что на то чтобы преодолеть фотонам радиационный слой внутри Солнца им требуется около 200.000 лет.

Лишь после этого традиционный фотон выбрасываются наружу, и вместе с солнечным ветром блуждает по космосу. Чтобы понять мощность такого солнечного ветра можем сказать, что расстояние от Солнца до Земли ветер покрывает за 8 минут.

Необходимо сказать, что такие радиационные зоны имеются у множества звёзд. Их сила и размер зависит от величины звезды.

Конвективная зона

Этот слой располагается снаружи радиационной зоны. Необходимо сказать, что конвективная зона имеется практически у всех звёзд.

Состоит она из газа и плотных веществ. Именно тут происходит потеря тепла, и охлаждённый газ устремляется обратно к центру Солнца, что позволяет продолжить ядерный синтез.

Фотосфера

Фотосфера является единственным видимым непосредственно с Земли слоем Солнца. Установлено, что температура поверхности составляет 6000 К. Светиться фотосфера желто-белым светом, который хорошо виден с Земли.

У Солнца также имеется атмосфера, которую принято называть короной.

Этот слой мы можем видеть во время солнечных затмений.

Основные статьи: Солнце, Спектр звёзд, Характеристики звезды

Очень скоро после открытия спектрального анализа были получены спектрыСолнца и было доказано, что вещество Солнца состо­ит из тех же химических элементов, что и Земля.

Правда, по­сле того как появились спектры звёзд, ясности стало меньше. Удивительным было то, что гелий был открыт в спектре сол­нечной короны, а в спектре Солнца его обнаружить не уда­лось.

Удивляло разнообразие звёздных спектров. В одних из них не было ничего, кроме линий гелия, и даже ионизован­ного гелия, в других один водород, в третьих водорода нет, но есть множество линий самых разнообразных элементов.

Появление квантовой механики позволило разобраться во всем этом разнообразии.

Выяснилось, что особенности спект­ров определяются главным образом температурой того слоя, в котором образуются спектральные линии. При различных тем­пературах создаются условия для появления разных спект­ральных линий.

Когда удалось провести расчёты спектральных линий, смог­ли определить и истинный химический состав звёзд.

Он ока­зался удивительно одинаковым. Во всех звёздах, точнее во всей Вселенной, преобладающими элементами являются водо­род (около 65% по массе) и гелий (около 35% по массе). На долю всех остальных химических элементов приходится не бо­лее 1% по массе.

Химический состав вещества звёзд, несомненно, зависит от их возраста.

В самых старых звёздах количество тяжёлых (тя­желее гелия) химических элементов не превышает 0,1%, а в самых молодых доходит до 4%. Это очень важный факт для теории эволюции звёзд, галактик и Вселенной.

Спектральные линии водорода

Для простоты понимания можно рассмотреть появление в спек­тре звезды линий водорода.

Спектр водорода образуется при переходах электрона внутри атома с одного энергетического уровня на другой.

В частности, линии водорода появятся в спектре только тогда, когда в веществе значительное количе­ство атомов водорода имеет электрон на втором энергетичес­ком уровне. Чем больше таких атомов, тем сильнее наблюда­емая линия. Материал с сайта http://wikiwhat.ru

В звёздах с низкой температурой атмосферы (3000— 4000 K) атомов водорода с электроном на втором уровне нет.

Ведь, для того чтобы перевести электрон на второй уровень, он должен получить достаточно большую энергию при столк­новении с другим атомом или свободным электроном. Но при столь низких температурах атомов и электронов с такой боль­шой энергией просто очень мало.

При температурах около 10 000 K в большинстве атомов водорода электроны находятся именно на втором энергетиче­ском уровне и в спектре видны мощные линии водорода.

При ещё больших температурах водород уже ионизован и в спект­ре его линий нет, зато появляются линии гелия, и при тем­пературах около 35 000 K в спектре видны только линии ге­лия и ионизованного гелия.

Нужно сказать, что при низких температурах почти все атомы водорода имеют электрон на самом низком, основном уровне, их линии поглощения лежат в далёкой ультрафиоле­товой области спектра.

Солнце — своеобразные ядерный реактор. В нем постоянно протекают процессы ядерных реакций с выделением большого количества энергии, которая нас согревает.

Превращения идут от легких «нестабильных» элементов до тяжелых металлов. Уже сейчас ученые по спектральному анализу нашли в «атмосфере» Солнца пары железа. Отсюда они делают вывод что Солнцу осталось жить не более 5-7 миллиардов лет. Если я не ошибаюсь.

Солнце — это обычная звезда, ее возраст около 5 миллиардов лет, оно представляет собой огромный светящийся газовый шар, внутри которо­го протекают сложные процессы и в результате непрерывно выделяется энергия, диаметр его примерно в 109 раз превосходит диаметр Земли.

Внутри Солнца могло бы поместиться более миллиона небесных тел размером с 3емлю. ——————————————————————————— Как же устроено Солнце? В центральной части Солнца находится источник его энергии. Эта область называется ядром. Под тяжестью внешних слоев вещество внутри Солнца сжато настолько, что давление в нем в 200 миллиардов раз выше, чем давление воздуха в земной атмосфере. Плотность вещества его (в 7 раз большая, чем у самого плотного земного металла) увеличивается к центру вместе с ростом давления и температуры.

Ядро имеет радиус не более четверти общего радиуса Солнца, а температура там достигает 15 миллионов градусов. В его объёме сосредоточена поло­вина солнечной массы и выделяется практически вся энергия, которая поддерживает свечение Солнца.

Эта энергия выделяется в результате слияния атомов лёгких химических элементов в атомы более тяжёлых. В недрах Солнца из четырёх атомов водорода образуется один атом гелия. Энергия переносится из внутренних сло­ев Солнца путем излучения ближе к по­верхности, и процесс этот занимает около 10 милли­онов лет. ——————————————————————————— СОЛНЕЧНАЯ АТМОСФЕРА Земная атмосфера — это воздух, которым мы дышим, привычная для нас газовая оболочка Земли.

Такие оболочки есть и у других планет. Звёзды целиком состоят из газа, но их внешние слои также именуют атмосферой. Желтый свет Солнца приходит к нам из слоя солнечной атмосферы, который имеет толщину 500 км и на­зывается фотосферой. Под ним лежат внутренние области Солнца, а выше — прозрачные части наружной атмосферы.

Практически вся солнечная энергия, включая тепло и свет, падающие на Землю, приходит к нам от фотосферы, но первоначально производится в глубине Солнца. Толщина фотосферы составляет не более одной трёхтысячной до­ли солнечного радиуса, поэтому фотосферу иногда условно называют поверхностью Солнца.

Плотность газов в фотосфере в сотни раз меньше, чем у поверхности Земли, а температура фотосферы равна приблизительно 5500°С. При таких условиях, почти все молекулы газа распадаются на отдельные атомы. Лишь в самых верхних слоях фотосферы сохраняется относительно немного простейших молекул. ——————————————————————————— Фотосфера имеет зернистую структуру, называемую грануляцией.

Диаметр каждой из гранул около 1000 км, они представля­ет собой поднявшийся на поверхность поток горячего вещества. Гранулы недолговечны. Они непрерывно видоизменяются, возникают и исчезают. Средняя продол­жительность жизни гранул составляет 10 минут. На фотосфе­ре часто можно увидеть относительно небольшие темные области — солнечные пятна. Они на 1500° холод­нее окружающей их фотосферы, температура которой достигает 5800°.

Из-за разницы температур с фотосферой, оно ка­жется совсем чёрным, хотя в действительности яркость его слабее только раз в десять эти пятна и кажутся при наблюдении в телескоп совершенно черными. С течением времени величина, и форма пятен сильно меняются.

Возникнув в виде едва заметной точки — поры, пятно постепенно увеличивает свои размеры до нескольких десятков тысяч километров. Солнечные пятна часто образуют группы из нескольких больших и малых пятен, и такие группы могут занимать значительные области на солнечном диске. Картина группы всё время меняется, пятна рождаются, растут и распадаются.

Живут груп­пы пятен долго, иногда на протяже­нии двух или трёх оборотов Солнца (период вращения Солнца составляет примерно 27 суток) . Фотосфера постепенно переходит в более разреженные внешние слои солнечной атмосферы — хро­мосферу и

Это состояние называется ПЛАЗМА, причём в плазменном состянии на Солнце находятся молекулы ВОДОРОДА и ГЕЛИЯ.

74% водорода и 24% гелия.

Также, Солнце состоит из 1% кислорода, и оставшийся 1% — это такие элементы таблицы Менделеева, как: хром, кальций, неон, углерод, магний, сера, кремний, никель, железо

Источник