Плотность солнца по сравнению с водой

Каков размер и вес Солнца?

Земля по сравнению с Солнцем. Фотография предоставлена: NASA.

Насколько большое Солнце?

Солнце — это самый большой объект в Солнечной Системе, насчитывающий 99.86% массы.

По сравнению с другими звездами, Солнце имеет средний размер, и еще небольшая звезда. Звезды с гораздо большей массой могут быть намного больше, чем Солнце. Например, красный гигант Betelgeuse, в созвездии Ориона, как полагают, в 1000 раз больше, чем Солнце. А самая большая известная звезда — это VY Canis Majoris, имеющая размеры приблизительно в 2000 раз больше, чем Солнце. Если вы могли бы поместить VY Canis Majoris в нашу Солнечную Систему, оно бы было вытянуто за орбиту Сатурна.

Размер Солнца меняется. В будущем, когда оно выработает годное к употреблению водородное топливо в ядре, оно тоже будет становиться красным гигантом. Оно поглотит орбиты Меркурия и Венеры, и возможно даже орбиту Земли. В течение нескольких миллионов лет, Солнце будет в 200 раз больше, чем его текущий размер.

После того как Солнце станет красным гигантом, оно сожмется, чтобы стать белой карликовой звездой. Затем размер Солнца станет примерно размера Земли.

Масса Солнца

Масса Солнца 1.98892 х 1030 кг. Это действительно огромное число, и действительно трудно поместить его в окружение, поэтому давайте напишем массу Солнца со всеми нулями.

Все еще надо поворачивать голову? Давайте проведем сравнение. Масса Солнца в 333,000 раз больше массы Земли. Она в 1048 раз больше массы Юпитера и в 3498 больше массы Сатурна.

Фактически, Солнце насчитывает 99.8% всей массы во всей Солнечной Системе; и большая часть несолнечной массы — это Юпитер и Сатурн. Сказать, что Земля незначащее пятнышко — это мягко сказано.

Когда астрономы пытаются измерять массу другого звездного объекта, они используют массу Солнца для сравнения. Это известно как «солнечная масса». Поэтому масса объектов, как черные дыры, будет измерятся в солнечных массах. Массивная звезда может иметь 5-10 солнечных масс. Супермассивная черная дыра может иметь сотни миллионов солнечных масс.

Астрономы приписывают к этому символ М, который выглядит как круг с точкой в середине — M⊙. Чтобы показать звезду, которая имеет массу в 5 масс Солнца, или 5 солнечных масс, это было бы 5 M⊙.

Eta Carinae, одна из самых массивных известных звезд. Фотография предоставлена: NASA.

Солнце массивная, но не самая большая звезда там. Фактически, самая большая массивная звезда, которую мы знаем, — это Eta Carinae, которая имеет массу в 150 масс Солнца.

Масса Солнца медленно уменьшается со временем. Там работают два процесса. Первый — это реакции ядерного синтеза в ядре Солнца, преобразовывающие атомы водорода в гелий. Некоторая часть массы Солнца теряется в процессе ядерного синтеза, когда атомы водорода преобразуются в энергию. Тепло, которое мы чувствуем от Солнца, — это потеря солнечной массы. Второй — это солнечный ветер, который постоянно выдувает протоны и электроны во внешний космос.

Диаметр Солнца

Диаметр Солнца 1.391 миллиона километров или 870,000 миль.

Снова, давайте поместим это число в перспективе. Диаметр Солнца имеет 109 диаметров Земли. Это 9.7 диаметров Юпитера. Действительно, действительно много.

Солнцу далеко до самых больших звезд во Вселенной. Самая большая звезда, которую мы знаем, называется VY Canis Majoris, и астрономы полагают, что она имеет 2100 диаметров Солнца.

Земля по сравнению с солнечным пятном 1312 на 10.10.11. Предоставлено: Ron Cottrell.

Диаметр Солнца в километрах: 1,391,000 км

Диаметр Солнца в милях: 864,000 миль

Диаметр Солнца в метрах: 1,391,000,000 м

Диаметр Солнца по сравнению с Землей: 109 Земель

Радиус Солнца

Радиус Солнца, размеры от точного центра до его поверхности, — 695,500 км.

Этот радиус по существу такой же, если измерить его от центра до экватора, или от центра до солнечных полюсов. Но вам нужно быть осторожными с другими объектами, тем не менее, потому что скорость их вращения влияет на радиус.

Солнцу требуется около 25 дней на оборот вокруг своей оси. Так как оно вращается относительно медленно, Солнце совсем не сплюснуто. Расстояние от центра до полюсов почти такого же размера, как расстояние от центра до экватора.

Где-то там есть звезды, которые отличаются значительно. Например, звезда Achernar, расположенная в созвездии Eridanus, сплюснута до 50%. Другими словами расстояние от полюсов — это половина расстояния от экватора. В такой ситуации звезда фактически выглядит как игрушка волчок.

Поэтому относительно звезд там, Солнце почти превосходная сфера.

Астрономы используют радиус Солнца, чтобы сравнивать размеры звезд и других астрономических объектов. Например, звезда с 2 солнечными радиусами в дважды больше Солнца. Звезда с 10 солнечными радиусами в 10 раз больше Солнца, и так далее.

VY Canis Majoris. Самая большая известная звезда.

Полярная Звезда (Polaris), Северная Звезда — самая большая звезда в созвездии Малая Медведица (Ursa Minor), и из-за близости к северному астрономическому полюсу ее считают текущей северной полярной звездой. Полярная Звезда прежде всего используется для навигации и имеет солнечный радиус 30. Что означает, она в 30 раз больше Солнца.

Сириус (Sirius), который является самой яркой звездой в ночном небе. В плане видимой звездной величины, вторая самая яркая звезда Canopus имеет только половину размера Сириуса. Неудивительно, что действительно выделяется. Сириус на самом деле бинарная звездная система со звездой Sirius A, имеющей солнечный радиус 1.711, и Sirius B, которая намного меньше, в 0.0084.

Радиус Солнца в километрах: 695,500 км

Радиус Солнца в милях: 432,000 миль

Радиус Солнца в метрах: 695,500,000 м

Радиус Солнца по сравнению с Землей: 109 Земель

Гравитация Солнца

Солнце имеет огромное количество массы, и поэтому у него много гравитации. Фактически, масса Солнца в 333,000 раза больше массы Земли. Забудьте, что температура поверхности Солнца 5800 Кельвин и состоит из водорода — что бы вы почувствовали, если бы могли пройтись по поверхности Солнца? Подумайте об этом, гравитация Солнца на поверхности в 28 раз больше гравитации Земли.

Другими словами, если ваша шкала говорит 100 кг на Земле, это было бы 2800 кг, если бы вы пытались прогуляться по поверхности Солнца. Не надо говорить, человек бы умер довольно быстро только от притяжения гравитации, не говоря уже о жаре, и т.д.

Гравитация Солнца притягивает всю массу (главным образом водород и гелий) в почти совершенную сферу. Вниз к ядру Солнца температуры и давление такие высокие, что становится возможен ядерный синтез. Огромное количество света и энергии, льющееся из Солнца, противостоит тому, чтобы притяжение гравитации сжало его.

Схема Солнечной Системы, включая Облако Оорта, по логарифмической шкале. Предоставлено: NASA.

Астрономы определяют Солнечную Систему как расстояние под влиянием гравитации от Солнца. Мы знаем, что Солнце держит отдаленный Плутон на орбите (в среднем на расстоянии 5.9 миллиардов километров). Но астрономы думают, что Облако Оорта простирается на расстояние 50000 астрономических единиц (1 а.е. — это расстояние от Земли до Солнца), или 1 световой год. Фактически гравитация Солнца могла бы распространятся на расстояние до 2 световых лет, точка, в которой притяжение других звезд сильнее.

Поверхностная гравитация Солнца: 27.94 g

Плотность Солнца

Плотность Солнца 1.4 грамма на кубический сантиметр. Для сравнения, плотность воды 1 г/см3. Другими словами, если бы вы нашли достаточно большой бассейн, Солнце «потонуло бы и не плавало». И это кажется контр-интуитивным. Разве Солнце не состоит из водорода и гелия, двух самых легких элементов во Вселенной? Так как плотность Солнца может быть такой высокой?

Ну, это все от гравитации. Но сначала, давайте вычислим плотность Солнца самостоятельно.

Формула плотности — это деление массы на объем. Масса Солнца 2 х 1033 грамма, а объем 1.41 х 1033 см3. И так, если посчитаете, плотность Солнца составляет 1.4 г/см3.

Внутренняя часть Солнца. Изображение предоставлено: NASA.

Солнце сдерживает себя гравитацией. Хотя самые внешние слои Солнца могут быть менее плотными, сильная гравитация сдавливает внутренние регионы с огромным давлением. В ядре Солнца давление более 1 миллиона метрических тонн на квадратный сантиметр — что эквивалентно более 10 миллиардам атмосфер Земли. И как только вы получаете такое давление, запускается ядерный синтез.

Плотность Солнца: 1.622 x 105 кг/м3

Объем Солнца

Объем Солнца 1.412 x 1018 км3. Это много кубических километров. Вам необходимо с чем-нибудь сравнить? Объем Солнца такой огромный, что оно бы вместило 1.3 миллиона планет размера Земли. Или вы бы наполнили его почти 1000 планет размера Юпитера.

Объем Солнца в кубических километрах: 1.412 x 1018 км3

Объем Солнца по сравнению с Землей: 1,300,000

Окружность Солнца

Окружность Солнца 4,379,000 км.

Для сравнения, экваториальная окружность Земли 40,075 км. Так что, окружность Солнца в 109 раз больше окружности Земли. И окружность Солнца в 9.7 раз больше окружности Юпитера.

Источник

Плотность солнца по сравнению с водой

Рассмотрите таблицу, содержащую сведения о ярких звездах.

Выберите два утверждения, которые соответствуют характеристикам звезд, и укажите их номера.

Выберите два утверждения, которые соответствуют характеристикам звёзд.

1) Температура звезды Центавра А соответствует температуре звёзд спектрального класса О.

2) Звезда Ригель является сверхгигантом.

3) Наше Солнце относится к гигантам спектрального класса B.

4) Средняя плотность звезды Сириус В больше, чем у Солнца.

5) Звезда Альдебаран относится к звёздам главной последовательности на диаграмме Герцшпрунга — Рессела.

1) К спектральному классу О относятся звёзды с температурами поверхности свыше 30000 К. Утверждение 1 неверно.

2) Ригель имеет большие массу и радиус и поэтому является сверхгигантом. Утверждение 2 верно.

3) Наше Солнце является жёлтым карликом спектрального класса G. Утверждение 3 неверно.

4) Средняя плотность звезды Сириус В больше, чем у Солнца (1,75 · 10 6 > 1,4). Утверждение 4 верно.

5) Альдебаран является нормальным гигантом. Нормальные гиганты не относятся звёздам главной последовательности на диаграмме Герцшпрунга — Рессела. Утверждение 5 неверно.

Источник

Состав и строение Солнца

Согласно современным данным, температура в центре Солнца достигает 15 млн К, давление 2 • 10 18 Па, а плотность вещества значительно превышает плотность твёрдых тел в земных условиях: 1,5 • 10 5 кг/м 3 , т. е. в 13 раз больше плотности свинца. Тем не менее применение газовых законов к веществу, находящемуся в этом состоянии, оправдано тем, что оно ионизовано. Размеры атомных ядер, потерявших свои электроны, примерно в 10 тыс. раз меньше размеров самого атома, а размеры самих частиц довольно малы по сравнению с расстояниями между ними. Это условие, которому должен удовлетворять идеальный газ, для смеси ядер и электронов, составляющих вещество внутри Солнца, выполняется, несмотря на его высокую плотность.

При высокой температуре в центральной части Солнца протоны, которые преобладают в составе солнечной плазмы, имеют столь большие скорости, что могут преодолеть электростатические силы отталкивания и взаимодействовать между собой. В результате такого взаимодействия происходит термоядерная реакция: четыре протона образуют альфа-частицу (ядро гелия) (рис. 5.4).

Термоядерная реакция включает такие этапы:

Как известно из курса физики, все три типа нейтрино (электронное, мюонное и таонное) столь слабо взаимодействуют с веществом, что свободно проходят сквозь Солнце и Землю. Со времени открытия нейтрино в 1953 г. его масса, которая экспериментально не была обнаружена, считалась равной нулю. Первый детектор этих частиц, идущих от Солнца, зарегистрировал поток электронных нейтрино, но он оказался в несколько раз меньше ожидаемого. Возник «парадокс» солнечных нейтрино: или внутреннее строение Солнца не соответствует расчётам, или свойства нейтрино изучены недостаточно полно. Только спустя почти пол века, в 2002 г., удалось решить этот парадокс. Детектором, в котором использовалась тяжёлая вода 2 Н₂O, были зарегистрированы сразу три типа солнечных нейтрино. Оказалось, что значительная часть электронных нейтрино (а именно они рождаются в недрах Солнца в результате термоядерных реакций) по пути к Земле меняют свой тип — «осциллируют». Но это может происходить только в том случае, если нейтрино обладают массой покоя. В результате, с одной стороны, физики получили сведения о том, что нейтрино имеет массу покоя, которые не удавалось получить каким-то иным путём. Согласно имеющимся оценкам, она должна составлять не более нескольких электронвольт. Напомним, что масса электрона примерно 0,5 МэВ, т. е. в несколько десятков тысяч раз больше. С другой стороны, астрофизики убедились в справедливости представлений о термоядерных реакциях, происходящих внутри Солнца. Кинетическая энергия, которую приобретают образующиеся в ходе реакции частицы, поддерживает высокую температуру плазмы, и тем самым создаются условия для продолжения термоядерного синтеза. Энергия гамма-квантов обеспечивает излучение Солнца.

Из недр Солнца наружу эта энергия передаётся двумя способами: излучением, т. е. самими квантами, и конвекцией, т. е. веществом. Выделение энергии и её перенос определяют внутреннее строение Солнца:

— ядро — центральная зона, где при высоком давлении и температуре происходят термоядерные реакции;

— лучистая зона, где энергия передаётся наружу к слою в результате последовательного поглощения и излучения квантов;

— наружная конвективная зона, где энергия от слоя к слою переносится самим веществом в результате перемешивания (конвекции).

Каждая из этих зон занимает примерно 1/3 солнечного радиуса (рис. 5.5).

Сразу за конвективной зоной начинается атмосфера, которая простирается далеко за пределы видимого диска Солнца. Её нижний слой — фотосфера — воспринимается как поверхность Солнца. Верхние слои атмосферы непосредственно не видны и могут наблюдаться либо во время полных солнечных затмений, либо из космического пространства, либо при помощи специальных приборов с поверхности Земли.

Источник