Солнце — центр Солнечной системы
Солнце — единственная звезда Солнечной системы. Вокруг него вращаются планеты и их спутники, карликовые планеты и их спутники, астероиды, метеороиды, кометы и космическая пыль. Солнечное излучение поддерживает жизнь на Земле, потому что без света невозможен фотосинтез, а также определяет климат.
Излучение Солнца — основной источник энергии на Земле. Его мощность характеризуется солнечной постоянной. Она равна приблизительно 1,37 кВт/м 2 .
Само Солнце — сравнительно молодая звезда. Его возраст — около 4,5 млрд лет. Сейчас Солнце находится в середине жизненного цикла. Со временем, расходуя запасы водорода, оно становится горячее, а его светимость возрастает. Примерно через 1,1 млрд лет она возрастет на 11%, и жизнь на поверхности Земли станет невозможной. В дальнейшем Солнце сначала станет красным гигантом, а потом — белым карликом.
Структура у Солнца следующая:
- Ядро — центральная часть, где происходит термоядерная реакция превращения водорода в гелий. Энергия из ядра передается от одного слоя к другому, а с поверхности Солнца излучается в космос.
- В зоне лучистого переноса энергия переносится в основном посредством излучения и поглощения фотонов.
- В конвективной зоне энергия переносится движением самого вещества. Именно в этой зоне зарождаются разнообразные движения солнечного вещества и магнитное поле.
- Фотосфера — это слой, излучающий свет. Газ в фотосфере разрежен и вращается неравномерно. На экваторе он делает оборот за 24 дня, на полюсах — за 30 дней.
- Фотосферу окружает хромосфера. Обычно она не видна, но во время затмений, когда Луна закрывает яркую фотосферу, хромосфера над ней светится красным светом.
- Внешняя оболочка — корона. Ее составляют в основном протуберанцы и энергетические извержения, которые образуют солнечный ветер. Средняя температура короны — 1—2 млн К, но на некоторых участках она достигает 8—20 млн К. Тем не менее вещество короны разрежено, и ее тоже можно увидеть во время затмений.
Если взять солнечного вещества размером с булавочную головку и поместить в атмосферу нашей планеты, то оно с невероятной скоростью поглотило бы кислород и за доли секунды уничтожило бы все живое в радиусе 160 км.
Солнечная активность
Солнце обладает сильным магнитным полем, которое со временем изменяет свою напряженность и направление. Изменения магнитного поля порождают явления, которые называются солнечной активностью: солнечные пятна, солнечные вспышки, солнечный ветер.
Солнечный ветер — поток ионизированных частиц, который распространяется на миллионы километров. За год Солнце теряет с солнечным ветром от 2 • 10 -14 до 3 • 10 -14 солнечных масс. За 150 млн лет оно теряет массу, равную массе Земли.
Солнечная активность воздействует на магнитное поле нашей планеты и структуру земной атмосферы, вызывая геомагнитные бури в высоких широтах. Эти бури вредят средствам связи и пагубно сказываются на самочувствии подверженных таким явлениям людей. Считается, что солнечная активность повлияла на формирование и развитие Солнечной системы.
Солнечная активность меняется периодически. Максимумы, когда на поверхности Солнца больше всего солнечных пятен, происходят примерно раз в 11 лет. Правда, за последние 300 лет этот период варьировался от 7 до 17 лет.
Самая большая группа солнечных пятен за историю наблюдений появилась в апреле 1947 г. Ее максимальная длина составляла 300 000 км, максимальная ширина — 145 000 км, а максимальная площадь была примерно в 36 раз больше площади поверхности Земли. Всего в этой группе было 172 пятна.
После появления пятна могут просуществовать от нескольких часов до нескольких месяцев. Их форма и размеры бывают различными, а температура на 1000—1500°С ниже температуры остальной поверхности нашего светила, и лишь поэтому они кажутся темными. Холодными пятна можно считать только относительно прочих участков поверхности Солнца.
Связана ли низкая солнечная активность с похолоданием
Во второй половине XVII в. солнечная активность была значительно ослаблена. Этот период называют Маундеровским минимумом. Тогда же в Европе наблюдалось заметное похолодание. Например, замерзали река Темза и каналы Голландии. Вполне вероятно, что это похолодание было вызвано снижением солнечной активности, хотя это и не доказано.
Источник
Центр Солнечной системы вычислили с точностью до 100 метров
Когда мы представляем Солнечную систему, то обычно рисуем планеты, вращающиеся вокруг неподвижной звезды в самом центре. Однако в действительности каждое тело в Солнечной системе оказывает собственное гравитационное воздействие на звезду, заставляя ее смещаться относительно общего центра масс.
Международная команда астрономов, используя специально разработанное программное обеспечение, сузила местоположение барицентра Солнечной системы до 100 метров. Барицентром или центром масс Солнечной системы называется точка, где уравновешиваются массы самого Солнца, всех планет, лун и астероидов.
Барицентр удалось определить с помощью пульсаров. Эти нейтронные звезды могут вращаться чрезвычайно быстро, в миллисекундных временных масштабах, стреляя пучками электромагнитного излучения со своих полюсов. Если они ориентированы правильно, эти лучи проносятся мимо Земли, как очень быстрый космический маяк, создавая регулярный импульсный сигнал.
Сигналы от пульсаров могут использоваться как эталоны времени, ориентиры для спутников, а также для исследования межзвездной среды.
В последние годы различные обсерватории, включая североамериканскую обсерваторию NANOGrav, начали использовать пульсары для поиска низкочастотных гравитационных волн, поскольку гравитационные волны должны вызывать очень тонкие возмущения в синхронизации всего массива пульсаров на небе.
Исследователи отметили, что ошибки в расчете положения Земли относительно барицентра Солнечной системы могут повлиять на измерения синхронизации пульсаров, что, в свою очередь, может повлиять на поиски низкочастотных гравитационных волн.
Оказалось, что барицентр находится не в центре Солнца, как можно было бы предположить, а ближе к поверхности звезды. Это связано с большой массой Юпитера и недостаточным учетом его орбиты в моделях. Проект NANOGrav собирает данные в течение 15 лет, а Юпитер совершает полный оборот вокруг Солнца за 12 лет.
Внеся корректировки в модель, исследователи получили центр масс Солнечной системы с точностью до 100 метров. По словам авторов, это сопоставимо с толщиной человеческого волоса на футбольном поле.
Исследователи считают, что благодаря их результатам астрономы смогут обнаружить первые сверхдолгие всплески гравитационных волн от слияния сверхмассивных черных дыр в далеких галактиках.
Узнайте, сколько людей нужно для колонизации Марса.
8 нетуристических мест заповедной Сибири
Московский бит: путешествуем с Gett
Отдых в гармонии с природой: как развивается Красная Поляна
Источник
Что такое барицентр (центр масс) и как его найти в Timing Solution
Ниже хорошая статья, которая поясняет, что такое барицентр или центр масс. Это понятие встречается и в Timing Solution, программа позволяет работать и с этим астрономическим феноменом (в модуле ULE); возможно, это оказывает какое-то влияние на финансовые рынки — исследуйте. Как найти и рассчитать барицентр в Timing Solution — поясняется в самом конце поста.
Солнце, как известно, является центром Солнечной системы, вокруг которой вращаются восемь планет, карликовые планеты, астероиды, несколько метеоритов и парочка далеких комет. Это то, что мы знаем со школьной скамьи. Можно сказать, что это своего рода неопровержимая истина, поскольку ученые в свое время доказали, что Земля не является центром Вселенной, и что Земля, как и остальные планеты, вращается вокруг Солнца.
Кстати говоря, это чистая правда, но с некоторыми оговорками. На самом деле все в Солнечной системе вращается вокруг так называемого «центра масс Солнечной системы», включая само Солнце. Недавно ученые рассказали об этом в серии видеороликов. Какие секреты они раскрыли?
Вращение вокруг центра масс
Центр масс или барицентр, вокруг которого вращаются различные планеты и небесные тела в нашей Солнечной системе, является точкой, в которой объект идеально сбалансирован, причем вся его масса равномерно распределена по всем сторонам. Кстати говоря, центр масс, как правило, находится непосредственно в середине самого объекта, но бывает — вне его.
Например, вы можете легко найти центр масс линейки. Попробуйте положить линейку на палец и выровнять ее так, чтобы она спокойно лежала на пальце и не падала. Таким образом вы найдете место на линейке, благодаря которому сможете удерживать ее всего на одном пальце. Это и есть центр масс или, как его еще называют, центр тяжести.
В нашей Солнечной системе центр масс редко совпадает с центром Солнца. Это означает, что все тела в Солнечной системе не вращаются вокруг центра Солнца. Конечно, планеты вращаются вокруг Солнца, но здесь мы расскажем о точном положении и истинном центре, вокруг которого вращаются все объекты в Солнечной системе.
Чтобы доказать данный факт, планетолог Японского космического агентства JAXA Джеймс О’Донохью создал анимацию, которая показывает, как Солнце, Сатурн и Юпитер играют в «перетягивание каната» вокруг барицентра, в результате чего Солнце начинает двигаться по петлевым мини-орбитам.
В свободное время планетолог создает анимации, которые наглядно демонстрируют, как работают планеты, звезды и скорость света с точки зрения физики. По его словам, естественно думать, что мы вращаемся вокруг центра Солнца, но это очень редко случается, поскольку центр масс Солнечной системы редко совпадает с центром Солнца, а само Солнце вращается на миллионы километров вокруг барицентра, иногда проходя над ним, иногда отклоняясь от него.
Центр масс Солнечной системы не совпадает с центром Солнца
Вопрос следующий: почему центр масс Солнечной системы не совпадает с центром Солнца, хотя абсолютное большинство массы Солнечной системы принадлежит Солнцу? По логике, центр Солнца должен совпадать с барицентром Солнечной системы, потому что подавляющая часть массы Солнечной системы приходится именно на него — 99,8%.
На самом деле во всем виноват Юпитер и его гравитация. Как мы уже ранее говорили, Солнце составляет 99,8% массы Солнечной системы, но Юпитер содержит большую часть оставшихся 0,2%. Эта масса вызывает гравитационное притяжение, мягко оттягивающее Солнце от барицентра Солнечной системы, который как раз должен совпадать с центром Солнца.
Можно сказать, что Солнце немного вращается вокруг Юпитера. Другими словами, утверждение о том, что планеты вращаются вокруг звезд не является непреложной истиной, поскольку планеты и звезды вращаются вокруг их собственного барицентра.
Что такое центр масс?
В астрономии центр масс или барицентр — это центр масс двух или более тел, которые вращаются вокруг друг друга, то есть точка, вокруг которой вращаются эти объекты.
Понятие барицентра является важным понятием в таких областях, как астрономия и астрофизика.
Если одно орбитальное тело больше другого, а их тела расположены относительно близко друг к другу, то барицентр обычно будет находиться в пределах более крупного объекта.
В этом случае вместо двух тел, вращающихся вокруг некой точки между ними, менее массивный объект будет вращаться вокруг более массивного. В то же время можно заметить, что более тяжелое тело будет слегка покачиваться. Также обстоит дело с системой Земля-Луна, поскольку центр масс находится на расстоянии в 4691 км от центра Земли, что составляет всего 75% от радиуса Земли (6378 км).
Земля и Луна исполняют более простой танец, при этом барицентр остается внутри Земли. Кстати говоря, он не соответствуют реальному центру Земли из-за гравитации Луны, которая слегка притягивает Землю.
Когда два тела имеют одинаковую массу, то барицентр, как правило, будет находиться между ними, а оба тела вращаться вокруг него. Так обстоит дело с Плутоном и его спутником Хироном, а также со многими двойными астероидами и звездами. В пределах Солнечной системы подобное явление можно наблюдать среди многих планет и их спутников.
Кстати говоря, Плутон исполняет особый танец со своим спутником Хироном, но есть одно различие, которое состоит в том, что барицентр всегда находится за пределами Плутона.
Когда менее массивный объект находится на большом расстоянии, то барицентр может находиться за пределами более крупного объекта. Так обстоят дела с Юпитером и Солнцем. Несмотря на то, что Солнце в тысячу раз больше Юпитера, барицентр расположен за пределами Солнца из-за относительно большого расстояния между ними.
В конечном итоге каждая планетарная система вращается вокруг невидимой точки, которая находится в центре.
Важность центра масс для ученых
Барицентр иногда помогает астрономам находить скрытые планеты, вращающиеся вокруг других звезд, поскольку очень трудно сразу определить местоположение экзопланет. Как правило, они скрыты ярким светом звезд, вращающихся вокруг центра масс.
Кстати говоря, благодаря колебанию звезд ученые могут установить существование планеты. А изучая барицентры и используя множество других методов, астрономы уже смогли обнаружить множество планет, вращающихся вокруг других звезд.
В астрономии существуют так называемые «барицентрические координаты», то есть координаты точки относительно системы координат, начало которой находится в центре тяжести системы. Международная небесная система координат (ICRS) пользуется системой барицентрических координат, которая фокусируется на центре Солнечной системы, определяя местоположение ее объектов.
Как найти барицентр в Timing Solution
Работа с барицентром ведется через модуль ULE.
Во-первых, различные варианта есть на вкладке Cycles/Gravit.
И смотрите ниже в этом выпадающем списке:
Обратите внимание также на схожее понятие Tidal force — сила притяжений или приливные силы. Подробнее этот термин объясняется здесь.
Во-вторых, варианты работы с гравитационными силами (gravitation force) и приливными силами можно найти на вкладке Astro Indicators:
Источник