Размер Солнца
Солнце одно из значимых светил в рамках галактики Млечный путь и единственным в нашей Солнечной системе. Вокруг него происходит постоянное обращение прочих объектов в виде планет, спутников, карликовых небесных тел, астероидов, метеоритов, комет, пыли космической. Среди обывателей возникает вопрос, каков размер Солнца, наверняка это гигантский шар, превышающий Землю в несколько раз. Ответ на него будет рассмотрен в статье.
Общие описательные характеристики
В соответствии со спектральной классификацией наше естественное светило относится к группе жёлтых карликов. Оно имеет следующие показатели:
- тип объекта – G2V;
- среднее значение плотности приравнивается к отметке в 1,4 грамма на кубический сантиметр, а это в 1,4 раза больше, нежели у воды;
- эффективный показатель температуры солнечной поверхности – 5 780 К, в связи с этим, объект имеет практически белое свечение, однако околоземной поверхности оно становится жёлтым по причине чрезмерного рассеяния и поглощения определённой части спектра с короткими волнами;
- в составе объекта присутствует водород (92% от объёма), гелий (7%), железо, сера, углерод, кремний и т. д.;
- в составе солнечного спектра присутствуют линии металлов, которые являются ионизированными и нейтральными, а также гелия, водорода;
- количество светил во всей галактике – 100-400 млрд единиц, и 85% от их числа являются звёздами менее яркими, нежели Солнца.
Солнечное излучение выступает в качестве базового источника энергетической силы на планете Земля. Излучение, пробираясь через земную атмосферу, утрачивает энергию в величине 370 Ватт на квадратный метр.
Изображение поверхности и короны Солнца, полученное Солнечным оптическим телескопом (SOT) на борту спутника Hinode. Получено 12 января 2007 года.
Масса
Размер Солнца, определяется значением его массы, которое составляет 1,98892 *10 30 кг. Если написать это значение, используя нули, их суммарное количество получится равным 25. А это в 333 тысячи раз больше, чем Земля, в 1048 – чем Юпитер, в 3 498 – чем Сатурн. Практические наблюдения показывают, что с течением времени размер Солнца уменьшается. Связано это явление с двумя факторами:
- реакции, протекающие в ядерной части, способствующие преобразованию водородных атомов в гелий;
- наличие солнечного ветра, выдувающего протоны и электроны во внешнее космическое пространство.
Физические характеристики Солнца
Диаметр
Диаметр Солнца составляет 1,391 млн км или 870 тыс. миль. Если рассмотреть сравнение с Землёй, получится число 109, с Юпитером – 9,7. Несмотря на эти огромные размеры, диаметр Солнца намного меньше, нежели этот же показатель у других светил. К примеру, если сравнивать его с самой крупной звездой, получится, что диаметр Солнца в 2 100 раз меньше.
Радиус
Радиус Солнца равен 695, 5 тыс. км. Это значение измеряется от точной центральной части до поверхности. Это такое же значение, что получается при измерении от центра до экватора или от центра до полюсов Солнца. Однако с другими объектами стоит соблюдать осторожность, так как скорость их вращения оказывает воздействие на радиус. Радиус Солнца, если считать его в милях, составляет 432 000 единиц. В сравнении с планетой Земля он превосходит её ровно в 109 раз.
Чтобы сделать один оборот вокруг собственной оси, светилу потребуется 25 дней, ведь его вращение является крайне медленным. Тем не менее, светило не сплюснуто, а дистанция от центральной части до полюсов является такой же, что и удалённость между центром и экватором. Исследования и гипотезы учёных гласят, что в других галактиках есть звёзды, существенно отличающиеся от Солнца.
Корональные выбросы массы на Солнце. Струи плазмы вытянуты вдоль арок магнитного поля
К примеру, светило ACHERNAR является на 50% сплюснутым и располагается в зоне созвездия ERIDANUS. То есть его расстояние от полюсов представляет собой половину отдалённости от экваториальной части. В сравнении с такими объектами Солнце выглядит как идеальная сфера, а не как игрушка «волчок».
Астрономами, радиус Солнца используется в сравнения размерных показателей звёзд и прочих астрономических объектов. К примеру, звезда, имеющая два солнечных радиуса, обладает размерами, которые в 10 раз больше в сравнении с Солнцем. В свою очередь, полярная звезда является наиболее крупной, а в связи с приближённостью к северному астрономическому полюсу она считается текущей и применяется в целях навигации. Она содержит в себе 30 солнечных радиусов.
Сириус – самое яркое светило, которое можно заметить на ночном небе, занимает второе место по показателю светимости. Выделяется он по причине крупных размеров. На самом деле, объект является бинарной, а его радиус равен 1,711 солнечных значений.
Гравитация
Масса нашей единственной звезды огромна, поэтому сила гравитации также является внушительной. По факту вес в 333 000 раз выше, чем у Земли. Не стоит принимать во внимание тот факт, что температурное значение поверхности составляет 5 800 Кельвин, а в составе преобладает водород. Что можно было бы почувствовать, пройдясь по солнечной поверхности, в этом случае? Особенно, если учесть, что гравитация в 28 раз выше, нежели у Земли.
Говорить простыми словами, при «земном» весе, равном 100 кг, на Солнце это ощущалось бы как 2 800 кг. Разумеется, пройтись по поверхности нашей звезды нереально! Гравитационная сила светила является объектом притяжения всей массы в совершенную среду. По мере приближения к ядру температура и давление повышаются настолько сильно, что возникает вероятность ядерного синтеза.
Источник
Линейный размер солнца 23 цикла
Лабораторная работа «Солнечная активность»
Раздаточный материал учащимся
Солнечная активность характеризуется различными факторами. Прежде всего, это количество солнечных пятен — областей с сильным магнитным полем и более низкой температурой. Сильное магнитное поле пятна подавляет конвективные течения, приносящие энергию из недр Солнца, и поэтому газ в центре пятна остывает, температура пятна на Солнце 4000 К — 5000 К. Но полный поток энергии сохраняется, поэтому около пятна образуется яркий ореол с более высокой температурой, чем 6000 К. Солнечная активность характеризуется также солнечными вспышками, протуберанцами, корональными дырами.
Статистика солнечных пятен сводится к подсчету числа групп пятен g и числа всех пятен f, включая в группы и одиночные пятна. По результатам подсчета вычисляется число Вольфа: W = 10g + f.
Например, если число групп пятен g = 10 и число пятен N = 90, то число Вольфа W = 10g + N = 190.
Если среднее число Вольфа превышает 200 единиц, а среднее количество солнечных групп было больше десяти, то такие параметры соответствуют эпохе максимума пятнообразовательной деятельности Солнца и максимальной солнечной активности.
В июле 2000 года среднемесячный показатель числа Вольфа достиг аномальных величин, превысив 300 единиц. Последствием такой солнечной активности явилось даже наблюдения полярного сияния в Москве и Подмосковье в ночь с 15 на 16 июля 2000 года (широта 56 o ).
Если угловой размер солнечного пятна составляет 17″, то его линейные размеры около 12363 км, примерно равны диаметру Земли.
Это же можно оценивать и проще. Если угловой размер Солнца около 30 минут=1800 , то угловой размер пятна, которое в сто раз меньше, имеет примерно размеры в сто раз меньше размеров Солнца. А это примерно размеры нашей Земли.
Задания лабораторной работы
Задание № 1. Подсчитать число Вольфа W по фотографиям Солнца. Сравнить с табличными данными о числе Вольфа за 2001 и 2002 год. Сделать вывод о проявлениях солнечной активности за наблюдаемый 23 цикл солнечной активности.
Число Вольфа — Визуальные среднемесячные индексы солнечной активности в 2001 году.
| Визуальные среднемесячные индексы солнечной активности | Среднее по месяцам | ||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Месяц | I | II | III | IV | V | VI | VII | VIII | IX | X | XI | XII | |
| W | 165.00 | 146.11 | 183.00 | 177.54 | 140.59 | 197.28 | 106.44 | 149.47 | 224.94 | 143.67 | 149.67 | 158.08 | 162.99 |
Число Вольфа — визуальные среднемесячные индексы солнечной активности взять из «Солнечное обозрение» с сайта www.alexeyryback.ru/.
Найти максимальное число Вольфа за 23 цикл солнечной активности 19 июля 2000 года по данным сайта «Солнечное обозрение».
Число Вольфа — Визуальные среднемесячные индексы солнечной активности в 2002 году.
| Визуальные среднемесячные индексы солнечной активности | Среднее по месяцам | ||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Месяц | I | II | III | IV | V | VI | VII | VIII | IX | X | XI | XII | |
| W | 132.17 | 148.33 | 104.10 | 156.00 | 171.94 | 73.43 | 101.21 | 102.68 | 149.00 | 87.50 | 98.00 | 99.83 | 118.68 |
Получить фотографию Солнца в режиме реального времени с космической обсерватории SOHO soho.nascom.nasa.gov/ и определить число Вольфа на день проведения лабораторной работы.
Заполнить таблицу отчета № 1 к заданию № 1
| N | фото | число групп пятен g | число пятен f | число Вольфа W | Вывод о степени солнечной активности | Вывод о совпадении с табличными числами Вольфа |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 1 | Сентябрь 2000 | |||||
| 2 | 2002 | |||||
| 3 | Дата проведения лабораторной работы |
Задание № 2. Определить угловой и линейный размер солнечного пятна. Сравнить размеры этого пятна с размерами Земли
Заполнить таблицу отчета № 2
| Линейный размер Солнца | Линейный размер пятна | Угловой размер Солнца | Угловой размер Пятна | Сравнение с радиусом Земли R пятна/R  |
|---|
Задание № 3. Изучить по полученным фотографиям яркие ореолы вокруг солнечных пятен. Сделать вывод о температуре пятна, температуре яркого ореола и средней температуре фотосферы
Изучить фотографии поверхности Солнца soho.nascom.nasa.gov/hotshots/2001_03_29/ полученные обсерваторией SOHO 29 марта 2001 года.
Заполнить таблицу отчета № 3
| Температура фотосферы | Температура пятна, примерная температура | Температура полутени | Температура яркого ореола, примерная температура | Почему различаются эти три фотографии |
|---|---|---|---|---|
| 6000 К |
Задание № 4. Оценить размеры протуберанцев
Изучить по полученным фотографиям протуберанцы. Сделать вывод о размерах протуберанцев.
Заполнить таблицу отчета № 4
Заполнить таблицу для любого протуберанца.
| Размеры протуберанца в мм | Размеры Солнца в мм | Размеры протуберанца в размерах Земли | Размеры протуберанца в расстояниях от Земли до Луны |
|---|
Задание № 5. Оценить размеры активных выбросов в январе 2005 года
Проанализировать размеры активной выброса, сфотографированного SOHO в январе 2005 года.
Источник
Солнце в текущем 23-м цикле солнечной активности
В.Н.Ишков
Со времени выхода последнего выпуска нашего альманаха Солнце миновало точку минимума солнечного цикла 22 и не только вступило в новый цикл своего развития 23, но, возможно, уже достигло его максимума. Точку минимума цикла 22 Солнце прошло в мае 1996 года и две последние большие вспышки из табл. 1 этой рубрики из прошлого выпуска нашего альманаха формально произошли уже в новом цикле.
Прошедший цикл 22 (1986-1996) был четным, т.е., как принято считать, он явился первой половиной физического 22-х летнего цикла: вместе с тем он преподнес целый ряд сюрпризов. По максимальному числу Вольфа (158.1) это был самый высокий цикл, но по длительности (9.75 г.) — самый короткий. Его ветвь роста имела наименьшую продолжительность (2.92 г). Он также имел двухвершинный максимум активности: вторичный был отмечен в январе-феврале 1991 г. (W=147.6) и совпал с максимами числа всплывающих потоков и вспышечной активности. В цикле 22 было беспрецедентное количество больших вспышечных групп пятен на широтах выше 25° в обеих полусферах, причем большинство самых мощных вспышек произошли именно в этих группах пятен.
Необычно коротким был также период переполюсовки общего магнитного поля Солнца на широтах образования активных областей (около полугода, в июле-декабре 1990 г.) В трех других циклах она занимала не менее года. Обычно самые мощные вспышки происходят на фазах роста и, особенно, спада. В цикле 22 все большие события произошли в фазе максимума, а на спаде за три с половиной года не произошло ни одной большой вспышки.
Можно предположить, что текущий цикл 23 станет началом серии «типичных» солнечных циклов. Почти четыре года его развития позволяют выявить некоторые особенности его эволюции и сделать предположение о возможном дальнейшем ходе его развития. Так как прошедший цикл был самым большим четным одиннадцатилетним циклом за всю историю наблюдений Солнца, то, согласно правилу Гневышева-Оля, можно ожидать, что цикл 23 будет очень высоким. Однако полное отсутствие больших событий на фазе спада и вялое развитие нового цикла в первые два года позволило высказать предположение о том, что текущий цикл не сможет стать большим.
Рассмотрим основные характеристики текущего цикла солнечной активности по итогам 45 месяцев его развития. Формально его начало пришлось на май 1996 г. при значении сглаженного числа Вольфа W * мин=8.1. Первая группа цикла 23 появилась непосредственно в точке минимума в мае 1996 г., тогда как во всех изученных циклах первые группы пятен нового цикла появлялись не менее чем за полтора года до точки минимума. Фаза роста началась в сентябре 1997 г. (W=51.3, F10.7=96.2), когда на видимом диске Солнца появились две первые большие группы солнечных пятен с площадями более 500 м.д.п. Несмотря на это за весь период 45 месяцев произошло значительное отставание по общему количеству активных областей (всего их было 891) от их количества в циклах 21 и 22 (соответственно 1583 и 1338). Вместе с тем, возможно, впервые появился намек на тенденцию, что «дефициту» числа активных областей сопутствует «избыток» корональных дыр: в цикле 21 их было более 136, в 22-ом 148, а в 23-ем уже 261. Сами группы пятен в цикле 22 меньше по размерам, менее сложные, с более медленным темпом развития и большим временем жизни. Это характерные признаки стабильных (не вспышечных) активных областей, которые могут указывать на более слабую циркуляцию в солнечной конвективной зоне в текущем цикле по сравнению с несколькими предыдущими. Количество высокоширотных (>30°) групп пятен близко к «нормальному», наблюдаемому во всех изученных циклах и значительно уступает циклам 22 и 19. Следствием дефицита вспышечных активных областей явилось значительное отставание текущего цикла по количеству оптических вспышек, рентгеновских всплесков, в том числе больших, и протонных событий. Снижение вспышечной активности привело к значительному росту количества дней со спокойными геомагнитными условиями. В тоже время количество очень больших магнитных бурь (Ар>100) остается на уровне высоких солнечных циклов, что согласуется с правилом осуществления самых больших вспышечных событий на фазах роста и спада солнечных циклов. В начале ноября 1997 года в активной области южного полушария Солнца произошли первые мощные протонные вспышки текущего цикла. В конце ноября «заработало» и северное полушарие, где активная область произвела 3 большие вспышки. Наиболее замечательным событием фазы роста текущего цикла была большая гелиосферная буря в конце апреля — начале мая. Она была вызвана большими вспышками в двух группах пятен южного полушария, разнесенных по долготе почти на 190 град. Земля не менее 5 раз подвергалась воздействию межпланетных ударных волн от этих вспышек. После них в околоземном космическом пространстве развились одна большая и 3 малых магнитных бури. В это же время на Солнце неоднократно наблюдались не привязанные к конкретным вспышкам радио всплески II и IV типов, что дает возможность предположить активные события на невидимой полусфере Солнца. До конца 1998 года на Солнце отмечены еще два периода больших солнечных вспышек: в августе и в конце ноября. Большие вспышки второй декады августа (5 событий) осуществились в группе пятен, которая в это время находилась на восточной полусфере Солнца. Их геоэффективность была незначительной. Достаточно бурное развитие фазы роста солнечного цикла дало повод ожидать высокую активность и в максимуме подобно предыдущему циклу. Однако с конца ноября и до 2 августа 1999 года ни одной вспышки балла Х на Солнце не произошло, что типично для большинства изученных солнечных циклов. Очевидно, текущий цикл развивается по сценарию типичному для нормальных циклов солнечной активности. Поэтому вероятно появление мощных вспышек, начиная со второй половины 2001 и вплоть до 2004 года, иногда сопровождаемых очень сильными магнитными бурями. Поэтому можно предположить, что цикл 23 достиг главного максимума в апреле 2000 года на 48 месяце своего развития. Величина Wmax при этом достигла значения 120,7.
Таблица 1 Наиболее значительные вспышки и вызванные ими явления