Фотосфера
Фотосфе́ра — излучающий слой звёздной атмосферы, в котором формируется непрерывный спектр излучения. Фотосфера даёт основную часть излучения звезды.
Фотосфера существенно непрозрачна (оптическая толщина ), она поглощает и затем переизлучает энергию, поступающую из недр звезды. В силу непрозрачности фотосферы перенос энергии идёт конвективным путём: в случае солнечной фотосферы конвекция наблюдается как грануляция фотосферы, то есть в виде светлых горячих конвективных ячеек (гранул). Протяжённость фотосферы зависит от её прозрачности и, следовательно, плотности. Так, типичная протяжённость фотосферы по глубине составляет для Солнца
1000 км, для гигантов класса G —
10 4 —10 5 км, то есть значительно меньше диаметра звезды, с чем, в частности, связано то, что Солнце имеет резкий видимый край.
Температура фотосферы растёт с глубиной, что вызывает видимое потемнение края солнечного диска: при одинаковой оптической длине пути излучение в центре диска приходит вертикально с большей глубины и, соответственно из более горячих слоёв фотосферы, в отличие от излучения периферии диска, приходящего по касательной из более холодных внешних слоёв фотосферы. На поверхности фотосферы Солнца также наблюдаются крупномасштабные области пониженной температуры — солнечные пятна (разница температуры достигает 1500 К).
В фотосферах формируется непрерывный спектр излучения звезды. Над фотосферой температура и прозрачность звёздной атмосферы (хромосферы, в которой формируются линии поглощения звёздных спектров, и короны) начинает повышаться, доходя в короне до миллионов градусов.
Ссылки
- Фотографии фотосферы — ежедневные изображения Солнца
- Физика космоса. Маленькая энциклопедия, М.: Советская Энциклопедия, 1986
- Фотосфера — энциклопедия Солнца
Структура | Ядро·Зона лучистого переноса·Конвективная зона | |
---|---|---|
Атмосфера | Фотосфера·Хромосфера·Солнечная корона | |
Расширенная структура | Гелиосфера (Гелиосферный токовый слой·Граница ударной волны) ·Гелиосферная мантия·Гелиопауза· Головная ударная волна | |
Относящиеся к Солнцу феномены | Солнечное затмение·Солнечная активность (Солнечные пятна·Солнечные вспышки·Корональные выбросы массы) ·Солнечная радиация (Вариации солнечного излучения) ·Корональные дыры· Корональные петли ·Факелы·Гранулы·Флоккулы·Протуберанцы и волокна·Спикулы·Супергрануляция·Солнечный ветер·Волна Мортона | |
Связанные темы | Солнечная система·Солнечное динамо·Звёздная эволюция | |
Спектральный класс: G2 |
Wikimedia Foundation . 2010 .
Смотреть что такое «Фотосфера» в других словарях:
фотосфера — фотосфера … Орфографический словарь-справочник
ФОТОСФЕРА — (греч.). В астрономии: поверхностный светящий слой солнца, т. сказ. его атмосфера. Словарь иностранных слов, вошедших в состав русского языка. Чудинов А.Н., 1910. ФОТОСФЕРА окружающий солнце слой раскаленных паров и газов. Полный словарь… … Словарь иностранных слов русского языка
фотосфера — ы, ж. photosphère f. <гр. photos свет + sphaira шар. В астрономии видимая яркая поверхность солнца. БАС 1. В светлой оболочке, окружающей солнце (фотосфере) происходят безпрерывныя изменения с этими пятнами. ОЗ 1853 7 7 45. Фотосфера. Дело… … Исторический словарь галлицизмов русского языка
ФОТОСФЕРА — (от фото. и греч. sphaira шар, сфера), наиболее плотный поверхностный слой солнечного шара толщиной около 500 км с температурой около 6000°С и чрезвычайно сильным освещением. Фотосфера основной источник света, главный источник энергии для… … Экологический словарь
ФОТОСФЕРА — нижний слой звездных атмосфер. У Солнца толщина фотосферы ок. 0,001 RD (200 300 км), плотность 10 9 10 6 г/см³, температура убывает снизу вверх от 8 до 4,5 тыс. К. Из фотосинтеза исходит почти все электромагнитное излучение Солнца. Проявление … Большой Энциклопедический словарь
ФОТОСФЕРА — ФОТОСФЕРА, видимая поверхность СОЛНЦА. Представляет собой ярко светящийся газовый слой атмосферы, толщиной около 500 км, с температурой около 6000К, падающей до 4000К в верхней части фотосферы, где начинается ХРОМОСФЕРА. Т. к. из фотосферы… … Научно-технический энциклопедический словарь
ФОТОСФЕРА — ФОТОСФЕРА, фотосферы, жен. (от греч. phos свет и sphaira шар) (физ., астр.). Наружный светящийся слой солнечного шара, образованный металлическими парами и газами. Толковый словарь Ушакова. Д.Н. Ушаков. 1935 1940 … Толковый словарь Ушакова
ФОТОСФЕРА — слой космич. тела, непрозрачного для собственной радиации, из к рого выходит наружу осн. часть возникающей в космич. теле радиации. Обычно Ф. наз. ниж. часть звёздной атмосферы с оптич. толщиной 1 для оптич. излучения с непрерывным спектром (осн … Физическая энциклопедия
фотосфера — сущ., кол во синонимов: 1 • слой (111) Словарь синонимов ASIS. В.Н. Тришин. 2013 … Словарь синонимов
фотосфера — ы; ж. [от греч. phōs (phōtos) свет и sphaira шар] Астрон. Наиболее глубокий и плотный слой атмосферы звезды (в том числе и Солнца), образующий видимую светящуюся поверхность. * * * фотосфера нижний слой звёздных атмосфер. У Солнца толщина… … Энциклопедический словарь
Источник
Строение Солнца. 2. Атмосфера
Атмосфера солнца
4а.Фотосфера
Фотосфера — это нижний из трех слоев атмосферы Солнца, расположенный непосредственно на плотной массе невидимого газа конвективной области. Фотосфера образована раскаленным ионизированным газом, температура которого у основания близка к 10000°С , а у верхней границы, расположенной примерно в 300км выше, порядка 5000°С. Средняя температура фотосферы принимается в 5700°С. При такой температуре раскаленный газ излучает электромагнитную энергию преимущественно в оптическом (видимом) диапазоне волн. Именно этот нижний слой атмосферы, видимый как желтовато-яркий диск, зрительно воспринимается нами как Солнце.
Через прозрачный воздух фотосферы в телескоп отчетливо просматривается ее основание — контакт с массой непрозрачного воздуха конвективной области. Поверхность раздела имеет зернистую структуру, называемую грануляцией. Зерна, или гранулы, имеют поперечники от 700 до 2000км. Положение, конфигурация и размеры гранул меняются. Наблюдения показали, что каждая гранула в отдельности выражена лишь какое-то короткое время (около 5-10 мин.), а затем исчезает, заменяясь новой гранулой. На поверхности Солнца гранулы не остаются неподвижными, а совершают нерегулярные движения со скоростью примерно 2 км/с. В совокупности светлые зерна (гранулы) занимают до 40% поверхности солнечного диска.
Процесс грануляции представляется как наличие в самом нижнем слое фотосферы непрозрачного газа конвективной области — сложной системы вертикальных круговоротов. Светлая ячея — это поступающая из глубины порция более разогретого газа по сравнению с уже охлажденной на поверхности, а потому и менее яркой, компенсационно погружающейся вниз. Яркость гранул на 10-20 процентов больше окружающего фона указывает на различие их температур в 200-300°С.
Образно грануляцию на поверхности Солнца можно сравнить с кипением густой жидкости типа расплавленного гудрона, когда со светлыми восходящими струями появляются пузырьки воздуха, а более темные и плоские участки характеризуют погружающиеся порции жидкости.
Исследования механизма передачи энергии в газовом шаре Солнца от центральной области к поверхности и ее излучение в космическое пространство показали, что она переносится лучами. Даже в конвективной зоне, где передача энергии осуществляется движением газов, большая часть энергии переносится излучением.
Таким образом, поверхность Солнца, излучающая энергию в космическое пространство в световом диапазоне спектра электромагнитных волн, — это разреженный слой газов фотосферы и просматривающаяся сквозь нее гранулированная верхняя поверхность слоя непрозрачного газа конвективной области. В целом зернистая структура, или грануляция, признается свойственной фотосфере — нижнему слою солнечной атмосферы.
4б.Хромосфера Солнца
При полном солнечном затмении у самого края затемненного диска Солнца видно розовое сияние — это хромосфера. Она не имеет резких границ, а представляет собой сочетание множества ярких выступов или языков пламени, находящихся в непрерывном движении. Хромосферу сравнивают иногда с горящей степью. Языки хромосферы называют спикулами. Они имеют в поперечнике от 200 до 2000км (иногда до 10.000км) и достигают в высоту нескольких тысяч километров. Их надо представлять себе как вырывающиеся из Солнца потоки плазмы (раскаленного ионизированного газа).
Установлено, что переход от фотосферы к хромосфере сопровождается скачкообразным повышением температуры от 5700°С до 8000 — 10000°С. К верхней же границе хромосферы, находящейся приблизительно на высоте 14.000км от поверхности Солнца, температура повышается до 15000 — 20000°С. Плотность вещества на таких высотах составляет всего 10-12 г/см3, т.е. в сотни и даже тысячи раз меньше, чем плотность нижних слоев хромосферы.
4с.Солнечная корона
Солнечная корона — внешняя атмосфера Солнца. Некоторые астрономы называют ее атмосферой Солнца. Она образована наиболее разреженным ионизированным газом. Простирается примерно на расстояние 5 диаметров Солнца, имеет лучистое строение, слабо светится. Ее можно наблюдать только во время полного солнечного затмения. Яркость солнечной короны примерно такая же, как у Луны в полнолуние, что составляет лишь около 5/1000.000 долей яркости Солнца. Корональные газы в высокой степени ионизированы, что определяет их температуру примерно в 1млн. градусов. Внешние слои короны излучают в космическое пространство корональный газ — солнечный ветер. Это второй энергетический (после лучистого электромагнитного) поток Солнца, получаемый планетами. Скорость удаления коронального газа от Солнца возрастает от нескольких километров в секунду у короны до 450 км/с на уровне орбиты Земли, что связано с уменьшением силы притяжения Солнца при увеличении расстояния. Постепенно разреживаясь по мере удаления от Солнца, корональный газ заполняет все межпланетное пространство. Он воздействует на тела Солнечной системы как непосредственно, так и через магнитное поле, которое несет с собой. Оно взаимодействует с магнитными полями планет. Именно корональный газ (солнечный ветер) является основной причиной полярных сияний на Земле и активности других процессов магнитосферы.
Источник
Диск солнца — иллюзия
Если Солнце — газовый шар, то почему солнечный диск имеет резкие границы?
То что мы видим как поверхность Солнца является фотосферой — поверхностью, которой в действительности нет. К нам доходят лучи из разных глубин светила. Чем больший путь проделал луч, прежде чем он достиг поверхности, тем более он ослаблен. А начиная с некоторой глубины, лучи до поверхности не доходят. Солнечные газы менее всего прозрачны в области «холодных» лучей. Этот эффект вызывают отрицательные ионы водорода. Именно поэтому солнечный диск представляется нам четким кругом.
Из-за малой прозрачности фотосферных слоев наблюдаемое нами Солнце заметно темнее у своих краев, чем в центре, так как в центре да наблюдателя доходит свет от более глубоких, следовательно, более горячих, слоев Солнца. Лучи света, приходящие к наблюдателю от краев, приходит от периферийных, более холодных, менее ярких областей.
Практически мы почти не видим слоев, расположенных сотней километров глубже того слоя, который граничит с солнечной атмосферой. И это при том, что плотность газов этого слоя вследствие высокой температуры в миллион раз разреженнее атмосферного воздуха.
Профессор В.К.Церасский взял большое вогнутое зеркало диаметр которого был 1 м. Диаметр изображения Солнца в фокусе этого зеркала был равен 1 см. Естественно, что температура в этом месте не может быть выше температуры поверхности Солнца. Однако в этой точке плавились все самые тугоплавкие вещества. И неудивительно, ведь температура солнечной поверхности — фотосферы — 6000 градусов Цельсия.
Бесплатные почтовые рассылки по саморазвитию.
Уже подписалось более 17 тысяч человек.
Источник
Солнечный диск
Изображение солнца , как она появляется из земли , называется солнечным диском . За исключением горизонта , их форма кажется круглой , видимый диаметр Солнца составляет около 0,5 ° (от 31 ’28 ″ до 32′ 32 ″).
Содержание
Геометрические и физические аспекты
Если смотреть с Земли, Солнце — безусловно, самое яркое небесное тело, его видимая яркость достигает -27 звездной величины . В отличие от других самосветящихся звезд , она кажется стороннему наблюдателю не точкой, а плоским источником света. Потому что на среднем расстоянии около 150 миллионов километров, около 1 а.е. , лучистая поверхность Солнца, его фотосфера размером около 1,4 миллиона километров , все еще может быть видна под углом примерно в полградуса (1,4 / 150 ≈ tan 0,534 °). Этот видимый диаметр Солнца около 32 ′ ( угловых минут ) для видимого солнечного диска соответствует действительному диаметру Солнца для плазменной сферы, которая более чем в сто раз больше диаметра Земли .
Из-за его большой яркости солнце не может быть легко замечено невооруженным глазом при ясном небе, а вид сквозь облака или высокий туман дает только изображение круглого диска . Только в телескоп и с соответствующим солнечным фильтром , который потемнения виден нам впечатление светящейся сферы транспортирует. Эти пятна также способствуют , когда они принимают на удлиненной форме вблизи края на солнце и даже выглядеть немного углублен в больших телескопах.
Солнечный диск кажется нам примерно того же размера, что и лунный диск в фазе полнолуния — видимый диаметр обоих составляет около половины градуса. Хотя фактический диаметр Луны составляет почти 3500 километров, что примерно в четыреста раз меньше диаметра Солнца, Земля примерно в четыреста раз дальше от нее, чем от Луны, среднее расстояние от которой до Земли составляет около 383400 километров. Тот факт, что Луна появляется под таким же углом (от 29 ′ 10 ″ до 33 ′ 30 ″), что и Солнце, делает возможным полное солнечное затмение, когда спутник движется между Солнцем и Землей.
Тот факт, что видимый размер солнечного диска несколько различается — от 31 ’28 дюйма ( афелий , начало июля) до 32 ’32 дюйма ( перигелий , начало января) — был метрологически доказан в течение десятилетий после 1610 года с помощью недавно изобретенных типов телескопов . Причина этих колебаний — различное расстояние от Солнца в течение года. Но эксцентриситет на земной орбите (ок. 0.017) не только отражение в колеблющейся величины солнечного диска. Изменение орбитальной скорости Земли на ее орбите также отражается в изменении угловой скорости видимого движения Солнца.
Даже древние астрономы знали, что видимое движение солнца перед звездным небом — вдоль эклиптики через зодиакальные созвездия — не было полностью однородным , несмотря на трудность его измерения. При чтении солнечных часов эти различия учитываются уравнением времени . Первые два закона Кеплера дали теоретическое объяснение в 1609 году.
В нашей центральной звезды , но вращается , что радиус от солнечного экватора немного дольше , чем на полюсах. Однако это сглаживание Солнца в результате его вращения в течение почти четырех недель очень мало. Его трудно определить с поверхности земли из-за температурных возмущений в атмосфере. Доказать это удалось только в последние десятилетия, хотя еще в XIX веке для этого был разработан специальный измерительный прибор — гелиометр . Затем он в основном использовался для измерения очень малых разностей астрономических углов .
Восход и закат
Когда солнце находится высоко , вы можете смотреть на солнечный диск только с опасностью для глаз . Если вы все же хотите попробовать и у вас нет фильтра под рукой, вы можете использовать свой большой , указательный и средний пальцы, чтобы сформировать крошечную треугольную апертуру и сделать ее настолько узкой, чтобы солнечный диск можно было просто видеть между кончиками пальцев .
Почти все, с другой стороны, знают зрелище солнечного диска , когда он бредет через на горизонт , как красноват овальным вокруг времени восхода или захода солнца . Явное отклонение от круглой формы связано с кривизной световых лучей в атмосфере Земли . Это астрономическое преломление заставляет его приближаться к горизонту.
- солнечный диск, кажется, был поднят примерно на 0,6 ° — больше, чем указывает его диаметр. Без слоистой атмосферы Земли заходящее солнце больше не было бы видно. Их кажущееся положение рассчитано для положения солнца на -50 футов ниже горизонтальной плоскости.
- нижний край солнца кажется более приподнятым, чем верхний, что приводит к овальной форме. Рефракция больше у земли и увеличивается с увеличением зенитного расстояния ; при угле места 10 ° он составляет около 1 фута, всего лишь на 0,5 ° над уровнем моря — около 29 футов.
- Кроме того, появляются градуированные и искаженные части солнечного диска — вплоть до завораживающих изображений видимых отложений и каплевидных отложений. В зависимости от погоды они вызваны аномалиями рефракции при различных температурах, водяных или пылевых слоях воздуха в нижних слоях атмосферы.
Продолжительность подъема и падения
В результате эллиптической орбиты Земли размер солнечного диска также изменяется в течение года, но лишь незначительно из-за низкого эксцентриситета. Максимальная разница в течение года составляет примерно одну тридцатую от примерно 1 ‘, так что продолжительность процесса, в котором солнечный диск пересекает горизонт, изменяется лишь незначительно. Влияние склонения δ (сезонное расстояние солнца от небесного экватора ) и влияние соответствующей географической широты B места наблюдения значительно больше .
Недалеко от экватора Земли , то закаты проходят быстрее , чем в Центральной Европе, а сумерки также намного короче. Оба связаны с более крутым параллактическим углом q, под которым дневная дуга Солнца — как видимый путь других звезд — пересекает горизонт. На экваторе ( B = 0 °) этот угол составляет 90 °, на окружности поворота ( B = 23,4 °) он составляет 90 ° — 23,4 ° = 66,6 °, а в Центральной Европе, например, он составляет лишь приблизительно 50-ю параллель. 40 °.
Установленное время может быть приблизительно рассчитано из угла пересечения q и диаметра солнечного диска d с помощью 1 / ( d • sin q ). Если бы солнечный диск был точно 0,5 °, он бы установился в экваториальных регионах Африки или Бразилии за 2 минуты, в Сахаре за 2¼ минуты и в Центральной Европе за 3-4 минуты. Также необходимо учитывать влияние склонения δ (от -23,4 ° до + 23,4 °), которое колеблется в зависимости от времени года ; за полярным кругом ( B = 66,6 °) солнце летом уже не садится каждый день.
История и мифология
Историческая астрономия
Историческая астрономия знает различные доисторические методы измерения и структуры, в которых размер солнечного диска играл роль. Оптимальная толщина теневой палки ( гномона ) хороших солнечных часов также связана с видимым размером солнца: если палочка имеет длину 1 м, она должна быть не менее 2 см, чтобы отбрасывать четкую тень .
Также указывает на точность , с которой стоящие камни из Стоунхенджа были испытывающие определенные точки горизонта к тщательному рассмотрению размера солнца вне. Еще не было окончательно исследовано , имел ли Небесный диск Небра аналогичные функции.
Египетская и греческая мифология
Египетская мифология знает два льва , называемой Akeru (также Сеф и Tuau или Xerefu), которые охраняют врата между закатом и восходом солнцем в «надземный» . Они представлены в виде сфинксов с двумя обращенными в сторону головами, которые соединены символическим солнечным диском.
Подобные понятия в геоцентрической взгляд на мир , как солнце движется с запада на восток в ночное время , также можно найти в мифологической солнечной колесницы из древней Греции — см Phaeton (мифология) . Этим религиозным идеям резко контрастируют взгляды материалистов, таких как Ксенофан, который рассматривал солнце как огненное облако, или Анаксагор , который даже называл его светящимся камнем. Эти соображения, крайне враждебные по отношению к окружающей среде, можно было рассматривать как осторожное начало астрофизики , хотя мифические объяснения формы солнца вскоре снова возобладали в эллинизме .
К ним относятся древнеегипетский бог солнца Атон и бог- крокодил Собек , властитель воды. Египтяне поклонялись крокодилам как священным животным и боготворили их в виде бога с крокодиловой головой Собека (Соучос). Это божество было символом из вечного выживания — см также пунктуальность затопление Нила каждый год — и подсчитывали около 2400 г. до н. Самым важным богам египетского пантеона . Изображение человека с крокодиловой головой изменилось в следующем тысячелетии Нового Царства : около 1400 г. до н.э. Он носит головной убор со встроенным солнечным диском и считался воплощением бога солнца Ра (также Собек-Ра). Насколько важно поклонение солнцу для египетской цивилизации, можно также увидеть по королевским именам, таким как Нофру собек или Собек хотеп, и по особым иероглифам . В могущественной Месопотамии поклонялись также богу солнца Шамашу .
Германская и кельтская мифология
Золотой солнечный диск Мордорфа был найден в марте 1910 года Витусом Дирксом возле торфяной канавы. Он недооценил их ценность и отдал их своим детям, чтобы они играли с ними; несколько лет спустя дилер купил их на металлолом и продал. Только в 1926 году Государственный музей в Ганновере смог приобрести диск.
Диск имеет диаметр 14,5 сантиметра и вес около 36 граммов. Посередине виден изначально выпуклый горб, на краю которого имеется восемь небольших выступов в виде шляпок гвоздей. Круговое кольцо с радиальными лучами следует концентрично наружу, кольцо снова с восемью небольшими выступами, еще одно кольцо лучей и, наконец, кольцо, заполненное 32 заштрихованными треугольниками. Две противоположные метки предполагают, что диск изначально был прикреплен к колодке. Согласно распространенному мнению, это символ на солнце , которое почитается в доисторические времена , как податель жизни.
Вопрос о функции этого диска приводит в Данию к Trundholm Sun Chariot , бронзовой скульптуре длиной почти 60 сантиметров с аппликацией из золотого листа. Здесь золотой диск округлой формы установлен на бронзовом диске диаметром около 25 сантиметров, на котором изображена фигура лошади . Оба могут перемещаться вместе по трем осям с помощью колес. На этом изображении из скандинавского древнего бронзового века солнце пересекает небосвод, приводимое в движение лошадью . Подобные типы дисков также были найдены в различных регионах Западной Европы , большинство из них в Ирландии . Таким образом, этот диск не только предоставляет информацию об эстетике, художественном творчестве, методах обработки металла и религии в бронзовом веке, но также является примером широких отношений в это время. Солнце колесо Banc Ty’nddôl чуть менее 4 см в диаметре и 2,5 граммов веса значительно меньшей; он был обнаружен в Уэльсе в 2002 году .
У кельтов и германцев солнечный крест , дисковое колесо и бронзовые повозки, запряженные лошадьми, с золотыми солнечными дисками (находки из Трундхольма , Мордорфа ) свидетельствуют о широком поклонении солнцу. В германской правовой системе суды могли проводиться только «когда светило солнце». В мировоззрении всего севера солнце было источником света, тепла и жизни, плодородия и, прежде всего, регулятором и разделителем времени. В течение года проводились фестивали. Поэтому она стала личным божеством.
Источник