Температура поверхности Солнца
Солнце является уникальной звездой нашей Солнечной системы. В древности люди поклонялись ему, приносили щедрые дары и жертвы. Солнце является источником жизни на Земле, но температура там настолько огромна, что на нашей планете таких значений просто не существует. Так какие температурные значения на поверхности Солнца, в ядре и короне?
Каждая звезда обладает уникальными составными характеристиками и параметрами, от которых во многом зависит, возможна ли жизнь на близлежащих планетах. Жизнь на Земле – единственной населённой планете солнечной системы – без самого Солнца представить невозможно. И всё наше существование напрямую зависит в первую очередь оттого, какие процессы происходят на нём.
Солнце даёт необходимое тепло, свет, энергию, используя которую земные организмы могут нормально функционировать. Тем не менее, значительная перемена в параметрах этой звезды способна повлечь за собой гибель всего сущего. Даже самые древние культуры поклонялись небесному светилу, сравнивали его с всесильным божеством, дарующим жизнь. Особенно отчётливо это видно в такой древнейшей религии, как язычество, в том числе египетские мифы. Что же из себя представляет наше солнце? Раскалённый газовый шар, состав которого в процентном содержании можно обозначить следующим образом:
— 2% — прочие элементы и их соединения.
Учёные, занимающиеся «солнечными» исследованиями, попробовали установить примерный возраст нашей звезды. По приблизительным подсчётам, он составляет около 5 миллиардов лет. Исследователи выдвигали теорию, по которой ещё через 4 миллиарда звезда станет светить гораздо ярче, чем сейчас.
Ещё одна интересная особенность светила состоит в том, что оно имеет свой цикл – так называем цикл Швабе. Он составляет примерно 11 лет, в течение которых меняется солнечная активность. Есть и удвоенный цикл Швабе – 22 года соответственно. Считается, что именно в течение этого периода магнитное поле Солнца восстанавливается до прежнего состояния.
Прежде чем мы перейдём к показателям в различных частях звезды, необходимо узнать, из чего, собственно, она состоит. Центр солнца образует ядро – оно в среднем занимает около четверти всего объёма светила. Ядро очень плотное само по себе – практически в 150 раз плотнее, чем вода, что и позволяет неустанно протекать термоядерным реакциям.
Следующий слой – лучистая зона, она же – зона переноса. В ней постоянно перемещаются фотоны, и несмотря на то что это движение непрерывно, следующего за лучистой зоной слоя они достигают более ста семидесяти тысяч лет. Наконец, верхняя зона – конвективная. Здесь постоянно циркулируют горячие потоки плазмы. Между конвективной и лучистой зонами расположено тонкое, но чрезвычайно мощное магнитное поле.
Температура Солнца
Ни для кого не секрет, что температурные значения звезды поистине колоссальные. Тем не менее, мало кто сможет назвать даже примерную цифру. А она равна 14 миллионам градусов Цельсия! Откуда же появляются такие невероятные цифры?
Обусловлено это тем, что на Солнце неустанно проходят термоядерные реакции. Они возникают в результате деления ядер водорода под действием высокого давления. Впоследствии происходит синтез более крупных ядер гелия и освобождение мощного потока энергии. Собственно, за счёт данной энергии и поддерживается высокая температура.
Самые низкие значения на поверхности, самые высокие – в ядре. Стоит учесть, что наиболее точные показатели ввиду отсутствия настолько надёжного оборудования заполучить так и не удалось, оттого все значения в той или иной мере приближены к действительности.
Начнём с температуры короны – части солнечной атмосферы. Наблюдать корону можно во время затмений. Когда Луна закрывает собой звезду, вокруг неё остаётся рыжий светящийся ореол. Как раз он и называется короной. Чтобы изучить её, даже есть специальные приборы, используемые во время затмений – коронографы. Корона может нагреваться до 1 500 000 миллиона градусов Цельсия. Необходимо учитывать, что в разных участках это значение варьируется.
Температура самых верхних слоёв поверхности достигает приблизительно 5000 градусов. Самым раскалённым, что вполне ожидаемо, является ядро. Именно в нём по примерным измерениям температурные значения преодолевают отметку в 15,5 миллионов °C. За неимением настолько мощных устройств, которые могли бы проникнуть на Солнце и измерить точную температуру ядра, учёные идут на риск и активно занимаются моделированием и экспериментами. Они пробуют воссоздать условия термоядерных реакций на звезде и фиксируют получаемые значения. Их задача – с нужной степенью достоверности прикинуть, как ведёт себя раскалённая плазма в естественных условиях.
Должно быть, увидев значения на поверхности и короне, вы задались совершенно логичным вопросом: почему же корона, находясь гораздо дальше от ядра, настолько горячее?
На самом деле, как таковой атмосферы у солнца нет. Но есть слой, который имеет ряд сходств с ней. Его принято именовать фотосферой, и в высоту он составляет около 500 километров над поверхностью светила. Здесь особенно активны конвекционные процессы, вследствие которых более горячие воздушные потоки поднимаются снизу наверх. Так самая тёплая часть и получается выше. Следует учесть, что солнце не статично. Оно тоже вращается вокруг своей оси, но совершенно не таким образом, как все планеты солнечной системы.
Объясняется это отсутствием у солнца действительно твёрдого ядра. Оно пластично и не имеет чётко обозначенной твёрдой формы. Это, в свою очередь, отражается и на траектории движения. Как показали изучения других ближайших к нам звёзд, в их движении есть ряд сходств.
Уровень радиации на поверхности запределен, отчего она и превращается в свет, который помогает нам, находящимся на безопасном расстоянии, спокойно существовать. Что касается пятен на звезде, то это области, в которых температура ниже, чем в других участках. Именно поэтому они существенно темнее – радиация превращается в свет не так интенсивно. Некоторые пятна то появляются, то исчезают. Причём, просуществовать они могут от нескольких дней до нескольких недель – относительно небольшой промежуток времени. Тем не менее, не стоит принижать их роли – всё же, некоторые пятна гораздо крупнее, чем весь диаметр Земли.
У пятен есть и полные противоположности – так называемые факелы. И если первые темнее и холоднее, то последние, напротив, ярче и горячее. Это своеобразные участки ультраяркости, где энергия реакций достигает своего пика. Как ни странно, два этих явления взаимообусловлены: там, где были пятна, образуются факелы и наоборот.
Ещё один своеобразный элемент фотосферы – гранулы. Они в телескопе выглядят как маленькие ячейки на рыжем шаре. Каждая из этих ячеек охватывает тысячи километров солнечной поверхности. Отдельные гранулы можно увидеть и простым взглядом. Есть и супергранулы – от обычных они отличаются выдающимися габаритами, охватывая объём до 35 000 километров.
Выше фотосферы – хромосфера. Она заметно холоднее – на тысячу градусов по сравнению с предшественницей (4320). В хромосфере сосредоточена внушительная часть водорода. Он придаёт этому слою своеобразной солнечной атмосферы красноватый оттенок. Мощность нашей звезды – 386 миллиардов МегаВатт. Для сравнения – в обычной лампочке накаливания 25 Ватт.
Температура на планетах
Теперь немного отдалимся от Солнца и перейдём к близлежащим от него планетам.
Самый близкий к звезде, а оттого и самый раскалённый. Анализируя теплоту на Меркурии, необходимо иметь в виду, что у него нет атмосферы, задерживающей температуру надолго. Именно поэтому он может как нагреваться до 427 °C, так и охлаждаться до -173. И всё это буквально за сутки!
Вторая по близости к небесному светилу планета, которая по размерам гораздо крупнее Меркурия. Как ни странно, но, находясь дальше от источника света, она в среднем горячее Меркурия. Обусловлено это тем, что, в отличие от последнего, у неё присутствует достаточно плотная атмосфера. Конечно, она непригодна для дыхания, ведь облака состоят сплошь из двуокиси серы и углекислого газа. Тем не менее, раскалённый воздух они удерживают надёжно. В связи с чем температура тут достигает отметки в 460°C. Эта планета – самый яркий пример парникового эффекта. Не способная к охлаждению, она мгновенно превращается в печь.
Перейдём к нашему родному дому. И здесь найдётся немало интересного. Земле тоже свойственны большие перепады температур, хотя, естественно, она сильно уступает безатмосферному Меркурию. В целом условия на нашей планете можно назвать благоприятными. Средняя температура в год составляет 7 градусов. При этом самый высокий показатель за всю историю был зафиксирован в Иране и равен семидесяти градусам! Самый низкий же, как и предполагалось, в Антарктиде – до минус девяноста °C.
Марс оказывается закономерно холоднее Земли. Это вполне объяснимо, потому что он лишён атмосферы и, к тому же, находится дальше от источника света. Ещё одна особенность связана с тем, что орбита красной планеты имеет эллиптическую форму – соответственно, в некоторых точках она ближе к солнцу, чем в других. Именно поэтому на Марсе наблюдается разница температур в разных местах вплоть до 30 градусов. В среднем, температурный минимум здесь достигает минус 140, а максимум двадцати °C.
Имеет больше схожего со звездой, чем может показаться на первый взгляд. Дело в том, что Юпитер – газовый гигант. Строго говоря, у него нет чётко обозначенной поверхности. Это влечёт за собой ещё ряд специфических особенностей. У него есть подобие атмосферы, и на самых верхних облаках достаточно холодно – минус 145 градусов Цельсия. Дальше — интереснее. На линии так называемой поверхности значительно теплеет – до двадцати одного градуса. Исследователи даже посмеивались, что это, если так подумать, комнатная температура.
Обусловлено это тем, что давление у воображаемой поверхности до десяти раз больше, чем в облаках. Но самым горячим, конечно же, является ядро. Оно раскалено до 24 000 °C. Если хотите сравнить, то поверхность Солнца, в общем-то, холоднее практически в пять раз.
Сатурн
Ещё одна специфическая планета. На самых верхних слоях атмосферы по-прежнему невыносимо холодно – 175 с˚. Но чем ближе к ядру, тем теплее. Конечно, Сатурн не такой горячий, как Юпитер, но и его центр нагрет до 11 700 с˚. Особенность планеты заключается в том, что она сама в некотором роде источает тепло. Как это возможно, особенно в таком отдалении от звезды?
В первую очередь потому, что потоки частиц с Сатурна вступают во взаимодействие с солнечным ветром, что ведёт к появлению сияний на полюсах. Эти сияния – концентрация электрических токов, которые и служат «на разогреве» планеты. По примерным подсчётам, Сатурн самостоятельно преумножает тепло светила в 2, 5 раза.
Самый холодный во всей солнечной системе. Измерения проводятся периодически, но самый низкий показатель, который удалось зарегистрировать, равнялся – 224 градусов Цельсия. И причина не только в том, что Уран расположен далеко. Помимо всего прочего, у него достаточно слабое ядро, которое не способно сильно нагревать планету, хотя соседи Урана сохраняют относительно высокую температуру в том числе и благодаря этому фактору. Его показатель — 4737°C, и это, учитывая его размеры, самое низкое значение из всех в солнечной системе.
Нептуну с теплотой от светила тоже не слишком повезло. Расположенный дальше всех, он в атмосфере держит планку в минус двести восемнадцать °C. Тем не менее, от Урана его отличает одна очень существенная деталь. Ядро Нептуна гораздо горячее, чем у ближайшего соседа. Оно прогревается до семи тысяч градусов.
Много споров было о том, считается ли Плутон планетой вообще. Мы будем рассматривать его отдельно от предшественников. Эта карликовая планета маленькая и холодная, что неудивительно: от солнца его отделяют практически шесть миллиардов километров. Температура варьируется, но обычно близка к – 223 °C.
Из-за такого холода атмосфера Плутона замерзает и буквально «выпадает» на его поверхность в форме льдов. Когда же в ходе движения по небосклону Плутон становится ближе к Солнцу, он опять «оттаивает», и ледники переходят в газообразное состояние.
Источник
Температура Солнца и другие интересные сведения об этой звезде
В космическом пространстве много мелких и крупных звёзд. И если говорить о жителях Земли, то самой главной звездой для них является Солнце. Оно состоит на 70% из водорода и на 28% из гелия, на долю металлов приходится менее 2%.
Если бы не Солнце, возможно, не было бы жизни на Земле. Наши предки знали, как сильно их быт и жизнь зависит от небесного светила, поклонялись и обожествляли его. Солнце греки называли Гелиос, а римляне величали его Соль.
Солнце оказывает огромное влияние на нашу жизнь. Это огромный стимул к изучению того, как происходят изменения внутри этого «огненного шара», и как эти изменения могут влиять на нас сейчас и в будущем. Многочисленные научные изыскания дают нам возможность заглянуть в далёкое прошлое планеты. Солнцу около 5 миллиардов лет. Через 4 миллиарда лет оно будет светить намного ярче, чем сейчас. Кроме увеличения светимости и размеров на протяжении многих миллиардов лет, Солнце изменяется и за более короткие промежутки времени.
Известен такой период изменения как солнечный цикл, в моменты которого, наблюдаются минимумы и максимумы солнечной активности. Благодаря наблюдениям в течение нескольких десятков лет установлено, что увеличение световой активности и размеров Солнца, начавшееся в далёком прошлом, существует и сейчас. За последние несколько циклов световая активность возросла примерно на 0,1 %. Эти изменения, будь они быстрые или постепенные, определённо, оказывают огромное влияние на землян. Однако механизмы этого влияния изучены еще далеко не в полном объеме.
Температура Солнца в центре звезды очень высокая, около 14 миллиардов градусов. В ядре планеты происходят термоядерные реакции, т.е. реакции деления водородных ядер под давлением, в результате чего выделяется одно ядро гелия и огромное количество энергии. С углублением внутрь температура Солнца должна быстро возрастать. Определить ее можно только теоретически.
Температура Солнца в градусах составляет:
- температура короны – 1500000 градусов;
- температура ядра – 13500000 градусов;
- температура Солнца по Цельсию на поверхности — 5726 градусов.
Огромное количество ученых из разных стран производят исследования строения Солнца, пытаются воссоздать процесс термоядерного синтеза в земных лабораториях. Это делается с той целью, чтобы узнать, как ведёт себя плазма в реальных условиях, чтобы повторить эти условия на Земле. Солнце, на самом деле, огромнейшая естественная лаборатория.
Атмосфера Солнца толщиной около 500 км называется фотосферой. Благодаря конвекционным процессам в атмосфере планеты потоки тепла из низких слоев перемещаются в фотосферу. Солнце вращается, но не так, как Земля, Марс… Солнце в основе своей нетвердое тело.
Аналогичные эффекты вращения Солнца наблюдаются у газовых планет. В отличие от Земли, слои на Солнце имеют различные скорости вращения. Быстрее всего вращается экватор, вращение в один оборот выполняется примерно за 25 дней. При удалении от экватора скорость вращения снижается, и где-то на полюсах Солнца вращение занимает примерно 36 дней. Мощность Солнца составляет около 386 миллиардов мегаватт. Каждую долю секунды около 700 миллионов тонн водорода становятся 695 миллионами тонн гелия и 5 миллионами тонн энергии в виде гамма-лучей. Благодаря тому, что температура Солнца столь высока, успешно идет реакция перехода водорода в гелий.
Солнце также испускает поток низкой плотности заряженных частиц (в основном, это протоны и электроны). Этот поток называется солнечным ветром, который распространяется по всей солнечной системе со скоростью около 450 км/сек. Потоки непрерывно текут от Солнца в космос, соответственно, и в сторону Земли. Солнечный ветер несёт в себе смертельную угрозу для всей жизни на нашей планете. Может иметь драматические последствия для Земли: от скачков линии электропередачи, радиопомех до красивых полярных сияний. Если бы на нашей планете не существовало магнитного поля, то жизнь прекратилась бы за считанные секунды. Магнитное поле создает непроходимый барьер для быстрых заряженных частиц солнечного ветра. В районах северного полюса магнитное поле направлено внутрь Земли, из-за чего ускоренные частицы солнечного ветра проникают гораздо ближе к поверхности нашей планеты. Поэтому на северном полюсе мы наблюдаем полярные северные сияния. Солнечный ветер также может вызывать опасность, взаимодействуя с земной магнитосферой. Это явление называется магнитными бурями. Магнитные бури оказывают сильное влияние на здоровье людей. Особенно эти реакции заметны у пожилых людей.
Солнечный ветер — это ещё не всё, чем может навредить нам Солнце. Большую опасность представляют солнечные вспышки, часто происходящие на поверхности светила. Вспышки излучают огромное количество ультрафиолетового и рентгеновского излучения, которое направлено в сторону Земли. Эти излучения полностью способна поглотить земная атмосфера, но они несут в себе большую опасность для всех объектов, находящихся в космосе. Излучения могут принести вред искусственным спутникам, станциям и другой космической технике. Также излучение неблагоприятно влияет на здоровье космонавтов, работающих в космическом пространстве.
С момента появления Солнце уже использовало около половины водорода в ядре, и будет продолжать излучать ещё в течение 5 миллиардов лет, постепенно увеличиваясь в размерах. Через этот промежуток времени, оставшийся водород в ядре звезды полностью будет исчерпан. К этому времени Солнце достигнет своих максимальных размеров и увеличится в диаметре примерно в 3 раза (по сравнению с нынешней величиной). Оно будет напоминать красный гигантский светящийся шар. Часть планет, близко расположенных к Солнцу, сгорят в его атмосфере. В их число войдёт и Земля. К тому времени человечеству придется найти себе новую планету для обитания. После чего температура Солнца начнет падать и, остыв, оно превратится со временем в «белого карлика». Однако это все дело весьма далекого будущего.
Источник