Солнце выступает центром и источником жизни для нашей Солнечной системы. Звезда относится к классу желтых карликов и занимает 99.86% всей массы нашей системы, а гравитация по силе преобладает над всеми небесными телами. В древности люди сразу поняли, какое значение имеет Солнце для земной жизни, поэтому упоминание о яркой звезде встречается в самых первых текстах и наскальных рисунках. Это было центральное божество, правящее над всеми.
Интересные факты
Давайте изучим самые интересные факты о Солнца — единственной звезде Солнечной системы.
Если мы заполняем нашу звезду Солнце, то внутри поместится 960000 Земель. Но если их сжать и лишить свободного пространства, то количество увеличится до 1300000. Поверхностная площадь Солнца в 11990 раз больше земной.
По массе превосходит земную в 330000 раз. Примерно ¾ отведено на водород, а остальное – гелий.
Разница между экваториальным и полярным диаметрами Солнца составляет всего 10 км. А значит, перед нами одно из наиболее приближенных к сфере небесных тел.
В ядре Солнца такая температура возможна благодаря синтезу, где водород трансформируется в гелий. Обычно горячие объекты поддаются расширению, поэтому наша звезда могла бы взорваться, но удерживается мощной гравитацией. При этом температура поверхности Солнца равна «всего» 5780 °C.
Когда Солнце израсходует весь водородный запас (130 млн. лет), то перейдет к гелию. Это заставит ее увеличиваться в размерах и поглощать первые три планеты. Это этап красного гиганта.
После красного гиганта оно рухнет и оставит сжатую массу в шарике земного размера. Это стадия белого карлика.
Земля отдалена от Солнца на 150 млн. км. Скорость света – 300000 км/с, поэтому лучу требуется 8 минут и 20 секунд. Но важно также понимать, что ушли миллионы лет, прежде чем фотоны света перешли с солнечного ядра на поверхность.
Солнце отдалено от галактического центра на 24000-26000 световых лет. Поэтому на орбитальный путь тратит 225-250 млн. лет.
Земля движется по эллиптическому орбитальному пути, поэтому удаленность составляет 147-152 млн. км (астрономическая единица).
Возраст Солнца – 4.5 млрд. лет, а значит оно уже сожгло примерно половину водородного запаса. Но процесс будет продолжаться еще 5 млрд. лет.
Солнечные вспышки выделяются в период магнитных бурь. Мы видим это в качестве формирования солнечных пятен, где скручиваются магнитные линии и вращаются словно земные торнадо.
Солнечный ветер представляет собою поток заряженных частичек, проходящих сквозь всю Солнечную систему на ускорении в 450 км/с. Ветер появляется там, где распространяется магнитное поле Солнца.
Само слово произошло от древнеаглийского, обозначающего «юг». Есть также готические и германские корни. До 700 года н.э. воскресенье называли «солнечный день». Свою роль сыграл и перевод. Изначальное греческое «heméra helíou» перешло в латинское «dies solis».
Характеристика
Сравнительные размеры Солнца и планет Солнечной системы. Расстояние между объектами на соблюдено
Солнце — звезда главной последовательности G-типа с абсолютной величиной 4.83, что ярче примерно 85% других звезд в галактике, многие из которых выступают красными карликами. При диаметре 696342 км и массе – 1.988 х 10 30 кг Солнце в 109 раз крупнее Земли и в 333000 раз массивнее.
Это звезда, поэтому плотность меняется в зависимости от слоя. Средний показатель достигает 1.408 г/см 3 . Но ближе к ядру увеличивается до 162.2 г/см 3 , что в 12.4 раз превосходит земную.
В небе кажется желтым, но истинный цвет – белый. Видимость создается атмосферой. Температура возрастает с приближенностью к центру. Ядро нагревается до 15.7 млн. К, корона – 5 млн. К, а видимая поверхность – 5778 К.
Физические характеристики Солнца
Средний диаметр
1,392·10 9 м
Экваториальный
радиус
6,9551·10 8 м
Длина окружности экватора
4,370·10 9 м
Полярное сжатие
9·10 −6
Площадь поверхности
6,078·10 18 м²
Объём
1,41·10 27 м³
Масса
1,99·10 30 кг
Средняя плотность
1409 кг/м³
Ускорение свободного
падения на экваторе
274,0 м/с²
Вторая космическая скорость (для поверхности)
617,7 км/с
Эффективная температура
поверхности
5778 К
Температура короны
1 500 000 К
Температура ядра
13 500 000 К
Светимость
3,85·10 26 Вт (
3,75·10 28 Лм)
Яркость
2,01·10 7 Вт/м²/ср
Солнце выполнено из плазмы, поэтому наделено высоким магнетизмом. Есть северный и южный магнитные полюса, а линии формируют активность, наблюдаемую на поверхностном слое. Темные пятна отмечают прохладные точки и поддаются цикличности.
Выброс корональной массы и вспышки происходят, когда линии магнитного поля перенастраиваются. Цикл занимает 11 лет, во время которого активность возрастает и утихает. Наибольшее количество солнечных пятен возникает в максимуме активности.
Кажущаяся величина достигает -26.74, что в 13 млрд. раз ярче Сириуса (-1.46). Земля отдалена от Солнца на 150 млн. км = 1 а.е. Для преодоления этой дистанции световому лучу нужно 8 минут и 19 секунд.
Состав и структура
Звезда наполнена водородом (74.9%) и гелием (23.8%). Среди более тяжелых элементов присутствуют кислород (1%), углерод (0.3%), неон (0.2%) и железо (0.2%). Внутренняя часть делится на слои: ядро, радиационная и конвективная зоны, фотосфера и атмосфера. Наибольшей плотностью (150 г/см 3 ) наделено ядро и занимает 20-25% всего объема.
На оборот оси звезда тратит месяц, но это приблизительная оценка, потому что перед нами плазменный шар. Анализ показывает, что ядро вращается быстрее внешних слоев. Пока экваториальная линия тратит 25.4 дней на оборот, то у полюсов уходит 36 дней.
В ядре небесного тела формируется солнечная энергия из-за ядерного синтеза, трансформирующего водород в гелий. В нем создается почти 99% тепловой энергии.
Внутренняя структура Солнца. Радиационная зона охватывает 0.25-0.7 солнечного радиуса. Температура падает с отдалением от ядра. Здесь она сокращается от 7 млн. К до 2 млн. С плотностью происходит то же самое – от 20 г/см3 до 0.2 г/см3.
Между радиационной и конвективной зонами расположен переходный слой – тахолин. В нем заметно резкая перемена равномерного вращения радиационной зоны и дифференциальное вращение конвекционной, что вызывает серьезный сдвиг. Конвективная зона находится на 200000 км ниже поверхности, где температура и плотность также ниже.
Видимая поверхность именуется фотосферой. Над этим шаром свет может свободно распространяться в пространство, высвобождая солнечную энергию. В толщину охватывает сотни километров.
Верхняя часть фотосферы уступает по нагреву нижней. Температура поднимается к 5700 К, а плотность – 0.2 г/см 3 .
Атмосфера Солнца представлена тремя слоями: хромосфера, переходная часть и корона. Первая простирается на 2000 км. Переходная занимает 200 км и прогревается до 20000-100000 К. Четких границ у слоя нет, но заметен нимб с постоянным хаотичным движением. Корона прогревается до 8-20 млн. К, на что влияет солнечное магнитное поле.
Солнечная гелиосфера с кораблями Вояджер-1 и 2
Гелиосфера – магнитная сфера, простирающаяся за черту гелиопаузы (на 50 а.е. от звезды). Ее также называют солнечным ветром.
Эволюция и будущее
Ученые убеждены, что Солнце появилось 4.57 млрд. лет назад из-за крушения части молекулярного облака, представленного водородом и гелием. При этом оно запустило вращение (из-за углового момента) и начало нагреваться с ростом давления.
Большая часть массы сконцентрировалась в центре, а остальное превратилось в диск, который позже сформирует известные нам планеты. Гравитация и давление привели к росту тепла и ядерному синтезу. Произошел взрыв и появилось Солнце. На рисунке можно проследить этапы эволюции звезд.
Сейчас звезда пребывает в фазе главной последовательности. Внутри ядра трансформируется больше 4 млн. тон вещества в энергию. Температура постоянно растет. Анализ показывает, что за последние 4.5 млрд. лет Солнце стало ярче на 30% с увеличением в 1% на каждые 100 млн. лет.
Полагают, что в итоге оно начнет расширяться и превратится в красного гиганта. Из-за увеличения размера погибнет Меркурий, Венера и, возможно, Земля. В фазе гиганта пробудет примерно 120 млн. лет.
Потом начнется процесс уменьшения размера и температуры. Оно продолжит сжигать остатки гелия в ядре, пока не закончатся запасы. Через 20 млн. лет оно потеряет стабильность. Земля уничтожится или же раскалится. Через 500000 лет останется лишь половина солнечной массы, а внешняя оболочка создаст туманность. В итоге, мы получим белый карлик, который проживет триллионы лет и лишь потом станет черным.
Расположение в галактике
Галактическое расположение Солнца
Солнце находится ближе к внутреннему краю рукава Ориона в Млечном Пути. Удаленность от галактического центра составляет 7.5-8.5 тысяч парсеков. Находится внутри локального пузыря – полость в межзвездной среде с раскаленным газом.
Солнечная система проживает в галактической жилой зоне. Эта территория наделена особыми характеристиками, способными поддерживать жизнь. Солнечное движение направлено к Веге на территории Лиры и под углом в 60 градусов от галактического центра. Среди ближайших 50 систем наше Солнце стоит на 40-м месте по массивности.
Полагают, что орбитальный путь эллиптический с присутствием возмущения от галактических спиральных рукавов. Тратит 225-250 млн. лет на один орбитальный пролет. Поэтому на сегодняшний момент выполнило лишь 20-25 орбит. Ниже можно рассмотреть карту поверхности Солнца. При желании воспользуйтесь нашими телескопами онлайн в режиме реального времени, чтобы полюбоваться звездой системы. Не забывайте отслеживать космическую погоду с указанием магнитных бурь и солнечных вспышек.
Карта поверхности
Нажмите на изображение, чтобы его увеличить
Источник
Чему равен один галактический год
Во Вселенной все «живые» космические тела вращаются. Есть два главных типа оборотов: вокруг оси и вокруг центра чего-то более массивного и влиятельного. Как обстоят дела с Солнцем?
Центр галактики
Наша галактика в диаметральном охвате достигает около 100 000 – 200 000 световых лет. На ее территории проживает 200-400 млрд. различных звезд, главная масса которых базируется ближе к галактическому центру.
Чем представлено центральное ядро спиральной галактики? Нужно пролететь от Солнца к центру на 27700 световых лет, и вы встретитесь с жутким чудовищем. Перед вами сверхмассивная черная дыра Стрелец А*. Жутко притягательное формирование охватывает по массивности 4.3 млн. солнечных.
Движение Солнечной системы
Структура Млечного Пути: вид сверху
Все планеты и объекты системы вращаются вокруг Солнца. Неудивительно, что и Солнце выполняет вращение вокруг центра галактики. Наша система находится ближе к дисковому краю, а не ядру (может, оно и лучше). Если точнее, то искать нас нужно на краю рукава Ориона.
Вся система движется при скорости в 220-240 км/с (в некоторых источниках – 254 км/с). Сколько же времени уходит на полноценный оборот вокруг галактического центра? Около 250 млн. лет! Эта цифра выступает показателем галактического года. Выходит, что за все время своего существования Земля вместе с системой выполнила всего 30 оборотов.
Удачное расположение Солнца
Структура Млечного Пути: вид сбоку
На самом деле, нашей звезде крупно повезло, ведь она проживает в коротационном круге. Это единственная локация в галактике, где скоростные показатели спиральных рукавов и звезд сходятся. Кому есть до этого дело? Ну, землянам!
Суть в том, что спиральные рукава – идеальное место для различных активных и опасных процессов. В итоге, формируется огромное количество мощных лучей, которые уничтожают все живое. В таком случае, даже самый плотный атмосферный слой не смог быть выступить в качестве защиты. Так что можете порадоваться, ведь наша планета оказалась в относительно спокойной территории. Может в этом и есть секрет зарождения и развития жизни? Нас просто никто не беспокоил!
Немного о цифрах
Все мы сейчас продолжаем мчаться сквозь пространство вокруг галактического центра. Хоть наша планета и сделала 30 оборотов, но на долю человечества не выпало пока ни одного. Если брать самого древнего представителя человечества, то отсчет его существования начинается лишь с отметки в миллион лет назад.
А сколько тогда Вселенной в галактических годах? Первые следы жизни возникли 15 галактических лет назад, а океаны – 17-18 галактических лет назад. Отмотаем чуть раньше и окажемся в отметке 18.4 галактических лет назад, когда родилось Солнце. Млечный Путь возник 54 галактических лет назад, а Большой Взрыв – 61.
Постскриптум
Что же насчет современных людей? Ну, мы с вами еще невероятно молоды, ведь это произошло лишь 0.001 галактического года назад. Нам так и не удастся завершить это оборот вокруг галактики, однако во Вселенной можно найти еще много явлений и объектов, которые компенсируют эту потерю.
