Звезда по имени Солнце

Молодёжный астрономический клуб «Звездочёт» zelobservatory.ru

zelobservatory.ru Солнце История происхождения названия нашей звезды Краткая история культа Сравнительные размеры Вращение Общие характеристики Строение атмосферы Магнитное поле Строение недр Эволюция

zelobservatory.ru Давайте обратимся к истории происхождения названия и краткой истории культа Солнца. Во многих индоевропейских языках « Солнце » обозначается словом, имеющим корень « SOL ». Так, слово SOL означает «Солнце» на латыни и в современных португальском, испанском, исландском, датском, норвежском, шведском, каталанском и галисийском языках . В английском языке слово SOL также иногда ( преимущественно в научном контексте ) используется для обозначения Солнца. В персидском языке SOL означает «солнечный год». От этого же корня происходят древнерусское слово сълньце , современное русское солнце , а также соответствующие слова во многих других славянских языках. В честь Солнца названа валюта государства Перу ( новый соль ), ранее называвшаяся "инти" ( так назывался бог солнца у инков, занимавший ключевое место в их астрономии и мифологии ), что в переводе с языка кечуа означает солнце .

zelobservatory.ru В древние времена многие народы на Земле почитали Солнце как божество. Остатки солярных , т.е. солнечных культов можно встретить и сегодня. Солнце часто изображали как красный, оранжевый или золотой диск, с лучами или без. Бог Солнца (бог Солнечного Диска или Солнечного Огня, Света) существовал под разными именами. Например, в Древнем Египте как Ра и Атон .

zelobservatory.ru Народы Междуречья, Древнего Вавилона, Ассирии ( территория современного Ирана ) почитали Бога Солнца Ахура-Мазда , согласно иранским традициям, «мудрый Бог». Верховное божество в зороастризме или « творец всего сущего ». Символизировал также « Свет небесный ».

zelobservatory.ru Наши предки почитали Даждьбога ( др.-рус. Дажьбог, южнослав. Дабог, Дайбог ) — один из главных богов в славянской мифологии, бог плодородия и солнечного света, лета и счастья. Ярило, Ярила ( от яра - «весна» ) Ярило имело следующую характеристику: «распространяющий весенний или утренний солнечный свет, возбуждающий растительную силу в травах и деревьях и плотскую любовь в людях и животных, юношескую свежесть, силу и храбрость в человеке». Сохранилась общность имени Ярило с словом «ярый» - «белый».

zelobservatory.ru Древние греки почитали бога Солнца Аполлона , в другое время известного также как Феб ( др.-греч. «лучезарный» ) – в греческой мифологии златокудрый, сребролукий бог света ( солнечный свет символизировался его золотыми стрелами )... Олицетворял Солнце (а его сестра-близнец Артемида – Луну).

zelobservatory.ru Культ Гелиоса был особенно распространён в Коринфе, в Аргосе, в Элиде и на острове Родосе, где при входе в гавань стояла его колоссальная статуя – одно из разрушенных Чудес Света. Изображается Гелиос почти так же, как и Аполлон. В римской мифологии Гелиосу соответствует Соль ( лат. Sol ). Древние римляне много переняли от греческой культуры и религии, поэтому описания богов похожи. Аполлон греков был Гелиосом у римлян. Гелиос ( др.-греч., Гелий, иногда Ээлиос – «солнце» ) –солнечное божество, сын титана Гипериона и Тейи.

zelobservatory.ru В современном мире Солнце изображено на флагах государств и гербах городов мира, а также логотипах крупных компаний. Подробно об этом можно узнать из истории создания флагов, гербов или логотипов.

zelobservatory.ru Солнце История происхождения названия Краткая история культа Сравнительные размеры Вращение Общие характеристики Строение атмосферы Магнитное поле Строение недр Эволюция

zelobservatory.ru Солнце – центральная и единственная звезда Солнечной системы , вокруг которой вращаются другие небесные тела: планеты и их спутники, карликовые планеты и их спутники, астероиды, метеороиды, кометы и космическая пыль.

zelobservatory.ru Сравнение размеров Солнца и Земли Солнце - ближайшая к Земле звезда . Солнце примерно в 1 09 раз больше Земли. Земля расположена на расстоянии примерно в 150 млн. км от Солнца. Остальные звёзды находятся от нас неизмеримо дальше. Например, ближайшая к нам звезда Проксима из системы a Центавра в 2500 раз дальше Солнца!

zelobservatory.ru Для Земли Солнце самый мощный источник космической энергии. Оно дает свет и тепло, необходимые для растительного и животного мира, и формирует важнейшие свойства атмосферы Земли . В целом Солнце определяет экологию планеты. Без него - не было бы и воздуха, необходимого для жизни: он превратился бы в жидкий азотный океан вокруг замерших вод и обледеневшей суши. Для нас, землян, важнейшая особенность Солнца в том, что около него возникла наша планета и на ней появилась жизнь.

zelobservatory.ru Солнце далеко не самая маленькая звезда! Солнце относится к типичным звездам-карликам спектрального класса G2 диаграммы Герцшпрунга - Рассела

zelobservatory.ru Сравнение Солнца и Сириуса

zelobservatory.ru Сравнение Сириуса с оранжевыми гигантами

zelobservatory.ru Сравнение Альдебарана со сверхгигантами

zelobservatory.ru Сравнение Солнца с гипергигантом ( слева-внизу Солнце имеет размеры в 1 пиксель )

zelobservatory.ru Собственное вращение Солнца Наблюдаемые слои Солнца вращаются вокруг некоторой оси, немного отклоняющейся от нормали к плоскости эклиптики (на угол 7°). Вращение верхних слоёв происходит не как у твердого тела: его период относительно земного наблюдателя изменяется от 27 суток на экваторе до 32 суток у полюсов. На экваторе скорость вращения вокруг оси составляет около 2 км/с . Такой характер вращения Солнца сохраняется вглубь на протяжении около 200 000 км, что установлено на основании исследования частот звуковых волн, которыми буквально пронизано все Солнце.

zelobservatory.ru Собственное вращение Солнца Более детальный анализ позволил выявить неоднородности вращения солнечного вещества, как если бы в нем, помимо общего вращения, происходили крутильные колебания отдельных слоев. Однако глубже 200 000 км вращение становится более однородным, и основная масса Солнца вращается почти однородно, подобно твердому телу.

zelobservatory.ru Орбита Солнца вокруг галактики Млечный Путь ( современное представление ) Наклон плоскости орбиты Солнца относительно плоскости вращения Галактики = 67,23° Орбитальная скорость Солнца равна 217 км/с - таким образом, оно проходит один световой год за 1400 земных лет, а одну астрономическую единицу за 8 земных суток. Солнце находится на расстоянии около 26 000 св. лет от центра Млечного Пути и вращается вокруг него, делая один оборот более чем за 225 млн лет.

zelobservatory.ru В настоящее время Солнце находится во внутреннем крае рукава Ориона нашей Галактики, между рукавом Персея и рукавом Стрельца , в так называемом « Местном межзвёздном облаке »... Орбита Солнца вокруг галактики Млечный Путь ( современное представление )

zelobservatory.ru Из звёзд, принадлежащих 50 самым близким звёздным системам в пределах 17 св. лет, известным в настоящее время, Солнце является четвёртой по яркости звездой… Соседи Солнца … С расстояния 17 св. лет оно выглядело бы как далекая тусклая звездочка, с расстояния 18 св. лет невооруженным глазом Солнышко уже не видно.

zelobservatory.ru Масса составляет 99,8 % от суммарной массы всей Солнечной системы или 2×10 30 кг или 332 946 масс Земли. Объем составляет 1,4×10 27 м³ или 1 300 000 объёмов Земли . По спектральной классификации Солнце относится к типу G2V или просто G2 («жёлтый карлик») Возраст Солнца примерно 4,6 млрд. лет. А температура поверхности примерно около 5800 К⁰, в то же время температура короны достигает 1 500 000 млн К⁰! Средняя плотность Солнца составляет 1,4 г/см³, то есть равна плотности воды в Мёртвом море! Каждую секунду Солнце производит в 100 000 раз больше энергии, чем человечество произвело за всю свою историю , однако при этом удельное ( на единицу массы ) энерговыделение Солнца — всего 2×10 −4 Вт/кг, то есть примерно такое же, как у кучи преющих листьев. Видимая звёздная величина равна –26,74 m

zelobservatory.ru Распределение температуры в недрах ( современное представление )

zelobservatory.ru Химический состав Солнца 75 % - Водород ( H ) 24% - Гелий ( He ) Менее 1% - Азот, углерод, кислород ( N2, C2, O2 ) и другие элементы

zelobservatory.ru Спектр Солнца Спектральные линии - как бы буквы огромной книги, по которой астрофизики могут узнать очень многое о солнечных газах в тех местах, где их пересекла щель спектрального аппарата. Впервые эти линии описал в 1814 году немецкий физик Йозеф Фраунгофер .

zelobservatory.ru Двойники Солнца Эти звёзды похожи на Солнце по строгим критериям: температура отличается от солнечной не более чем на 50 градусов (т.е. находится в пределах от 5720 до 5830 K) металличность составляет 89-112% от солнечной, подразумевая, что в протопланетном диске было столько же пыли, пригодной для формирования планет отсутствие какого-либо компаньона возраст , отличающийся от солнечного не более чем на 1 миллиард лет (т.е. в пределах от 3,5 до 5,6 млрд. лет) Название Координаты Спектраль- ный класс Температура ( K) Метал-личность (%) Возраст (млрд лет) Прямое восхождение Склонение Солнце — — G2V 5.778 100 4.6 18 Скорпиона 16 ч 15 м 37.3 с – 08° 22′ 06″ G2Va 5.835 102.5 3.4 HD 44594 06 ч 20 м 06.1 с -48° 44′ 27.9″ G4V 5.680 155 4.6 HD 138573 15 ч 32 м 43.7 с +10° 58′ 06″ G5IV-V 5.710 93.3 7.8 HD 142093 15 ч 52 м 00.6 с +15° 14′ 09″ G2V 5.841 98 5.0 HD 195034 20 ч 28 м 11.8 с +22° 07′ 44″ G2V 5.720 91 4.6 HD 98618 11 ч 21 м 29.1 с +58° 29′ 04″ G5V 5.851 101 4.7 HD 143436 16 ч 00 м 18.8 с +00° 08′ 13″ G0 5.768 100 3.8 HD 133600 15 ч 05 м 13.2 с +06° 17′ 24″ G0 5.808 101 6.3 HD 101364 11 ч 40 м 28.5 с +69° 00′ 31″ G5V 5.783 100.5 4.7

zelobservatory.ru Перерыв 5 минут…

zelobservatory.ru Общее строение Солнца В строении Солнца выделяют 4 основных слоя: Атмосфера Солнца , которая состоит из 3 слоёв: - Фотосфера - Хромосфера - Корона Конвективная зона Лучистая зона Ядро Солнечная атмосфера – это внешние слои Солнца , из которых излучение и плазма могут непосредственно уходить в межпланетное пространство.

zelobservatory.ru Строение атмосферы Солнца Итак, как мы уже знаем из предыдущего слайда, атмосфера Солнца имеет 3 слоя . Это самый глубокий Фотосфера , промежуточный – Хромосфера и поверхностный – Корона .

zelobservatory.ru Фотосфера ( греч. «сфера света» ) - самый глубокий слой атмосферы Солнца, непосредственно наблюдаемый в видимых лучах, основной источник солнечного света и тепла. Это и объясняет его название, по-гречески означающее сферу света . Температура газов фотосферы быстро уменьшается с высотой от 8-10 тыс. кельвинов в самых глубоких ее слоях до минимальной для всего Солнца температуры около 4200 К в наружных.

zelobservatory.ru Эти особенности объясняют, почему видимый край Солнца кажется исключительно резким. Отличительной особенностью фотосферы является ее своеобразная структура , напоминающая вид кучевых облаков в земной атмосфере при наблюдении сверху, например, с самолета. Эта структура называемая грануляцией, - проявление самых внешних слоев конвективной зоны , расположенных непосредственно под фотосферой . Толщина фотосферы составляет 200-300 км. Как самая глубокая часть атмосферы, фотосфера отличается от других ее слоев наиболее высокой плотностью, сильной непрозрачностью вещества и быстрым уменьшением температуры в наружных слоях. Фотографии фотосферы в разные периоды активности Солнца. Именно на фотосфере мы различаем такие интересные детали поверхности Солнца как пятна и гранулы.

zelobservatory.ru Однообразие структуры фотосферы часто нарушается более крупными темными пятнами, нередко образующими целые группы. Пятна обычно окружены яркими площадками вокруг - факелами .

zelobservatory.ru Темные области ( пятна ) – это зоны со значительно меньшей температурой, чем вокруг. <= Земля

zelobservatory.ru Хромосфера ( греч. «сфера цвета» ) - слой атмосферы Солнца, расположенный над фотосферой , в котором по мере увеличения высоты происходит возрастание температуры от нескольких тысяч до десятков тысяч кельвинов. Название хромосфера связано с тем, что во время полной фазы солнечного затмения она выглядит как тонкий окрашенный ( розоватый ) ободок вокруг Солнца. Толщина этого ободка составляет 12-15 тыс. км. Он отличается сильной неоднородностью и состоит из отдельных мелких волокон и струй, сильно различающихся по температуре и плотности.

zelobservatory.ru Основной элемент структуры хромосферы - спикулы , вытянутые, наклонно торчащие струи газа, поднимающегося и опускающегося со скоростями 10-30 км/с. Они придают хромосфере вид горящей степи. В спектре хромосферы наблюдается много ярких спектральных линий. Подобный спектр имеют протуберанцы при наблюдении над фотосферой за краем солнечного диска. В ярких спектральных линиях хромосферу можно наблюдать и вне затмений при помощи специальных узкополосных светофильтров. Участок хромосферы со спикулами

zelobservatory.ru Фотография солнечного затмения в год максимума солнечной активности. Во время солнечного затмения хорошо выделяется корона Солнца.

zelobservatory.ru Над хромосферой находится высокоионизованная горячая и сильно разреженная плазма солнечной короны . Мощность выбросов короны зависит от солнечных циклов. В годы минимума активности Солнца ее практически не видно. Она состоит из тех же химических элементов, что и вещество фотосферы , и в тех же пропорциях и отличается гораздо более высокой степенью ионизации. Переход от хромосферы к короне весьма резкий: увеличение температуры плазмы от 10 4 до 10 5 К происходит на протяжении всего около двух сотен километров.

zelobservatory.ru О наличии этих полей можно непосредственно судить по внешнему виду короны, во время полных солнечных затмений, когда она имеет характерную лучистую структуру. С космических аппаратов ее изображение регулярно передают на Землю и оно доступно по сети "Интернет". Когда пятен и других проявлений активности на Солнце много, корональные лучи длинные, прямые и направлены вдоль радиуса… Причиной высокой температуры и сильной ионизации плазмы является нагрев ее вещества до температуры более миллиона кельвинов за счет энергии электрических токов, связанных с перемещением в солнечной атмосфере солнечных магнитных полей .

zelobservatory.ru … За 2-3 года до минимума солнечной активности они изгибаются к солнечному экватору. Корона простирается на десятки солнечных радиусов, постепенно переходя в солнечный ветер. Она отличается сравнительно небольшими и плавными изменениями температуры, благодаря высокой теплопроводности горячего ионизованного газа. В невозмущенных ("спокойных" ) областях солнечной атмосферы корона нагрета до температуры 1-2 млн. К, а над солнечными активными областями — до нескольких млн. кельвинов.

zelobservatory.ru Солнечный ветер Солнечная корона постепенно переходит в динамическое образование - постоянно расширяющийся поток ионизованных атомов и связанных с ними магнитных полей, образующих солнечный ветер .

zelobservatory.ru Солнечный ветер - разреженная и горячая плазма, окружающая Солнце, простирающаяся на большие расстояния в окружающее межпланетное пространство. При температуре в миллион кельвинов движение частиц атомов водорода происходит со скоростями от сотен до десятков тысяч километров в секунду. Из-за взаимного столкновения значительное число быстрых частиц, преодолев силу притяжения Солнца, может беспрепятственно удалиться от него в межпланетную среду. Корона как бы испаряется в окружающее пространство. Так образуется поток ионизованной плазмы, истекающей из солнечной короны вместе с " вмороженными " в него магнитными полями. Скорость этого потока ионизованной плазмы уже у орбиты Земли достигает 400 км/c. Набегая на магнитосферу Земли, он образует ударную волну, которая поджимает магнитную оболочку Земли с дневной ее стороны. Солнечный ветер, обтекая земную магнитосферу с противоположной стороны, образует длинный вытянутый магнитосферный хвост. В итоге магнитосфера Земли становится похожей на гигантскую каплю, защищающую Землю от мощного проникающего корпускулярного излучения Солнца.

zelobservatory.ru Пределы влияния солнечного ветра Первые 10 млрд км скорость солнечного ветра составляет около 1 млн километров в час. По мере того, как он сталкивается с межзвёздной средой , происходит его торможение и смешение с ней. Граница на которой происходит замедление солнечного ветра, носит название границы ударной волны ; граница, вдоль которой уравновешивается давление солнечного ветра и межзвёздной среды, носит название гелиопаузы ; граница, на которой происходит столкновение межзвёздной среды с набегающим солнечным ветром - головная ударная волна . ( См. подробно в лекции «Границы Солнечной системы» )

zelobservatory.ru Магнитное поле Американский астрофизик Джордж Эллери Хейл наблюдая спектр Солнца в области солнечных пятен, в 1908 году обнаружил, что некоторые спектральные линии в них расширяются или даже расщепляются на два или три компонента. В лабораторных условиях, изучая свечение газов, заключенных между полюсами мощного магнита, такие расщепления спектральных линий впервые обнаружил датский физик Зееман в 1896 г. Это явление получило название эффекта Зеемана . Оно позволяет по величине расщепления спектральных линий вычислять напряженности магнитных полей. Джордж Эллери Хейл

zelobservatory.ru Все крупные современные солнечные инструменты оснащены магнитографами - приборами, использующими эффект Зеемана для измерения и регистрации магнитных полей на Солнце с высоким временным и пространственным разрешением. Через несколько лет после открытия магнетизма солнечных пятен Хейл обнаружил, что слабые магнитные поля присутствуют почти всюду на Солнце , а также, подобно магнитному полю Земли, и у полюсов. Множественность малых магнитных полей – это главная особенность общего магнитного поля Солнца.

zelobservatory.ru Число активных областей и количество пятен на Солнце меняются в среднем в течении 11-и лет. В эпоху минимума солнечной активности пятна практически отсутствуют. Затем они появляются на высоких широтах Солнца ( 30-40° от экватора ). За 3-4 года число пятен и образуемых ими групп возрастает до максимума, после чего их количество несколько медленнее убывает. Это явление называется 11-летним циклом солнечных пятен . Суммарный магнитный поток пятен меняется с такой же периодичностью. Однако при этом с каждым 11-летним циклом полярность магнитных полей в пятнах и у полюсов меняется на противоположную. Поэтому магнитный цикл оказывается 22-х летним. Изменчивость солнечных магнитных полей говорит об их связи с процессами во внешних слоях Солнца, скорее всего, в его конвективной зоне .

zelobservatory.ru Строение недр Солнца

zelobservatory.ru В наружных, более " холодных " слоях, физические условия заметно меняются. Из-за постоянного ухода излучения из самых внешних слоев звезды они быстро охлаждаются. В таких условиях газ не может перенести весь идущий снизу поток энергии только за счет поглощения и переизлучения. Конвективная зона Поэтому в переносе энергии должно принимать участие само вещество и возникает конвекция – в данных условиях наиболее эффективный процесс переноса энергии. Это явление аналогично кипению жидкости в плоской кастрюле, подогреваемой снизу. Его также можно наблюдать на Земле в виде струй воздуха, поднимающихся от нагретой поверхности Земли в жаркую погоду на открытой местности.

zelobservatory.ru Лучистая зона Зона лучистого переноса При температурах ниже примерно 10 млн. кельвинов термоядерные реакции в недрах Солнца быстро затухают. Слои, окружающие область энерговыделения ( ядро Солнца ), почти ничего не добавляют к его светимости. Поэтому светимость ядра почти достигает значения светимости всего Солнца. Вещество Солнца над ядром не имеет собственных источников энергии и лишь переизлучает энергию, возникшую в ядре. На всем протяжении, примерно, от 0,3 до 0,7 солнечного радиуса излучение переходит от слоя к слою только в результате его поглощения и переизлучения отдельными атомами.

zelobservatory.ru Ядро звезды Непосредственно увидеть внутренние слои Солнца нельзя. Физические условия в них определяются на основании теоретических расчетов и проверяются, в частности, на основании изучения распространения акустических волн в недрах Солнца методами гелиосейсмологии , а также путем регистрации солнечных нейтрино , возникающих в результате термоядерных реакций в центральных слоях ядра. Вблизи центра Солнца температура превышает 10 млн кельвинов, а давление достигает сотен миллиардов атмосфер! При таких температурах атомы движутся с огромными скоростями, достигающими сотен километров в секунду. Поскольку плотность вещества очень велика, весьма часто происходят взаимодействия частиц с квантами ( фотонами ), а также столкновения их друг с другом. В результате этих процессов внешние электронные оболочки атомов полностью разрушаются и от атомов остаются лишенные электронов положительные ионы. А для начала термоядерных реакций ( т.е. реакций с образованием частиц высоких энергией ) необходимо очень тесное сближение атомных ядер.

zelobservatory.ru Эволюция Считается, что Солнце сформировалось примерно 4,6 млрд лет назад, когда быстрое сжатие под действием сил гравитации облака молекулярного водорода привело к образованию в нашей области Галактики звезды первого типа. Звезда такой массы, как Солнце, должна существовать на главной последовательности ( см. диаграмму Герцшпрунга-Рассела ) в общей сложности примерно 10 млрд лет. Таким образом, сейчас Солнце находится примерно в середине своего жизненного цикла. На современном этапе в солнечном ядре идут термоядерные реакции превращения водорода в гелий. Каждую секунду в ядре Солнца около 4 млн тонн вещества превращается в лучистую энергию, в результате чего генерируется солнечное излучение и поток солнечных нейтрино.

zelobservatory.ru Масса Солнца недостаточна для того, чтобы его эволюция завершилась взрывом сверхновой. Вместо этого, через 4-5 млрд лет оно превратится в звезду типа красный гигант . По мере того как водородное топливо в ядре будет выгорать, его внешняя оболочка будет расширяться, а ядро - сжиматься и нагреваться. Примерно через 7,8 млрд лет, когда температура в ядре достигнет приблизительно 100 млн градусов, в нём начнётся термоядерная реакция синтеза углерода и кислорода из гелия. На этой фазе развития температурные неустойчивости внутри Солнца приведут к тому, что оно начнёт терять массу и сбрасывать оболочку… … По-видимому, расширяющиеся внешние слои Солнца в это время достигнут современной орбиты Земли. При этом исследования показывают, что ещё до этого момента потеря Солнцем массы приведёт к тому, что Земля перейдёт на более далёкую от Солнца орбиту и, таким образом, избежит поглощения внешними слоями солнечной плазмы.

… БлагоДарю за внимание!  zelobservatory.ru

Звезда по имени Солнце

More Related Content

What's hot

Viewers also liked

Similar to Звезда по имени Солнце

More from Открытый Космос

Звезда по имени Солнце

Editor's Notes