Поглеждайки към звездата, която е затоплила и осветила нашата планета за милиарди години, малко от нас осъзнават, че имаме работещ естествен термоядрен реактор. Такова страшно и плашещо сравнение е свързано с природата на Слънцето, което по произход и състав е типична звезда на нашата галактика. Въпреки факта, че процесите, протичащи на Слънцето, не могат да бъдат наречени животворни, тази звезда ни носи живот.
Какво е слънцето?
Защо Слънцето, звезда, наподобяваща милиарди други в галактиката Млечен път, толкова се интересува от астрофизици и ядрени учени? Факт е, че това е най-близката ни звезда, благодарение на която можем да разберем същността на процесите, които бушуват във Вселената от момента на неговото раждане. След като изучаваме Слънцето, ще разберем какви са звездите, как живеят и как свършва блестящият спектакъл. Други звезди, поради голямото си разстояние от нашата слънчева система, не могат да ни покажат особеностите на техния вид.
Нашата звезда е централният обект на Слънчевата система, около която се въртят осем планети, астероиди и джуджеви планети, комети и други космически обекти. Слънцето принадлежи на звездите от клас Г в съответствие с Харвардската класификация. В съответствие с класификацията на Angelo Secchi Слънцето, точно като Arcturus и Capella, е жълто джудже от II клас. За разлика от други звезди, разположени на десетки, стотици светлинни години от нашата планета, нашата звезда се намира почти в съседство. Земята е отделена от Слънцето на 150 милиона километра - незначително разстояние в сравнение с огромните разстояния, които преобладават във Вселената.
Най-близката звезда към Слънцето, проксима Центавър, звездата на червеното джудже, е на 4 светлинни години. Ние сме далеч от мъглявината и звездните купове, които са най-бурните области на галактиката. Такова подреждане осигурява спокойно движение на Слънцето в орбитата си за 14 милиарда години, откакто се образува галактиката Млечен път и нашата Вселена. Скоростта на звездата в орбита около галактическия център е 200 km в секунда.
По земни стандарти, 150 милиона километра са дълги разстояния. Въпреки това, дори и на такова разстояние, ние напълно усещаме топлината, която излъчва от слънцето. Светлината на нашата звезда идва при нас за 8 секунди и продължава да се нагрява и осветява нашата планета. Става въпрос само за размера на нашата звезда. Въпреки факта, че нашата звезда принадлежи на нормални звезди със средна маса, нейната маса надхвърля 700 пъти масата на всички небесни тела на Слънчевата система. Размерът на слънчевия диск днес е определен и възлиза на 1 милион 392 хиляди 20 километра. Това е 109 пъти диаметъра на Земята.
Произходът на слънцето, неговият живот и смърт
Нашата звезда е родена заедно с други звезди преди повече от 4-5 милиарда години. Газовият облак, който се образува в резултат на огромни космически катаклизми, се превърна в родна къща за Слънцето. Според една версия, облаци газ се появиха в резултат на Големия взрив, който разтърси пространството. По отношение на състава си, газовите и праховите облаци се състоят от 99% водородни атоми. Само 1% са от хелиеви атоми и други елементи. Целият набор от елементи под действието на гравитационните сили получи необходимия тласък и започна да притиска плътно в едно вещество.
Колкото по-бързо нарастваше масата, толкова по-бързо ставаше скоростта на въртене. Атомите бяха комбинирани за образуване на големи съединения, образуващи молекулен водород и хелий. В резултат на физически процеси и бързо въртене се образува сферична формация в центъра на облака. Появи се протозвезда - най-старата форма, предшестваща последващото образуване на пълноправна звезда. Първоначалното количество космически газ надвишава сегашния размер на нашата слънчева система. В бъдеще, под влиянието на гравитационните сили, звездната материя започна да се свива плътно, увеличавайки масата на бъдещата звезда.
Заедно с намаляването на размера на протозвездата, налягането вътре в звездната субстанция нараства. Това на свой ред доведе до бързо нарастване на температурата в газообразуването. Висока плътност и температура от 100 милиона.Келвин стартира процеса на термоядрен синтез на водород.
Термоядрената реакция генерира огромно количество топлина и светлинна енергия, която се разпространява от вътрешните области на Слънцето до нейната повърхност. Всяка секунда от нейната повърхност повече от 4 милиона тона се изпаряват в открито пространство. Като се има предвид, че нашата звезда е наоколо повече от един милиард години и продължава да свети без видими и значителни промени, можем да заключим, че запасите от водород на нашето Слънце са огромни. Когато този резерв е изчерпан, остава само да се отгатне, правейки математически изчисления. Съдейки по изчисленията на учените, Слънцето все още ще топли и блести десетина милиарда години, докато запасите от термоядрено гориво свършат.
С намаляването на интензивността на термоядрените процеси започва крайната фаза на живота на звездата. Плътността на звездата ще намалее, но нейният размер ще се увеличи значително. Вместо жълто джудже, Слънцето ще стане Червен великан. След като достигне този етап, нашата звезда ще напусне основната последователност и ще чака спокойно смъртта си. Човечеството не може да чака финала на тази драма, тъй като гигантското Червено Слънце ще унищожи със своя огън практически целия живот на нашата планета. Повърхността на огромен червен диск може да се загрее до температура от 5800 К. Радиусът на Слънцето ще стане 250 пъти по-голям от сегашните.
Постепенно температурата на повърхността ще намалее, а звездата ще се увеличи. Неговата осветеност също ще се увеличи значително, с 2700 пъти по-голяма от текущата яркост. Първите, които изчезват, са Меркурий и Венера. Планетата Земя неизбежно ще престане да съществува в десетки милиарди години. Атмосферата на планетата ще изчезне под влиянието на слънчевия вятър, водата ще се изпари и повърхността на планетата ще се превърне в горещ каменен блок.
В тази фаза нашата звезда ще остане няколко десетки милиона години. След като температурата в центъра на слънчевото ядро достигне 100 милиона келвина, ще започне процесът на изгаряне на хелий и въглерод. Нов кръг верижни реакции най-после изчерпва слънцето. Силно намалената маса на звездата няма да може да задържи външната обвивка, която пулсиращите термоядрени процеси ще се разпръснат в пространството. На мястото на червен гигант се образува планетарна мъглявина, в центъра на която ще остане ядрото на бившата звезда, бяло джудже. С други думи, десетки милиарди години нашата гостоприемна звезда ще се превърне в малък плътен и горещ обект с размерите на нашата планета. В това състояние звездата ще остане доста дълго време, бавно умира и тлее.
Структура и структура на слънцето
Близостта на Слънцето ви позволява да получите представа за нейната структура и структура, за да получите информация за това как работи този природен термоядрен реактор и какви процеси се провеждат в него. Ще бъде интересно да се разглоби структурата, която се състои от следните компоненти:
- ядро;
- зона на лъчиста енергия;
- конвективна зона;
- tachocline.
След това започнете слоевете на слънчевата атмосфера:
- -градусовата панорама;
- хромосфера;
- протуберанси.
Звездата не е твърда, поради факта, че се занимаваме с горещ газ, плътно притиснат в сферичен район. При такива температури съществуването на всякаква субстанция в твърда форма е физически невъзможно. Ярката светлина и топлината, излъчвана от слънцето, са резултат от същите процеси, които човек среща при създаването на атомна бомба. Т.е. материята под въздействието на огромно налягане и високи температури се превръща в енергия. Основното гориво е водородът, който в Слънцето е 73.5-75%, така че основният източник на топлина е процесът на термоядрен синтез на водород, концентриран главно в ядрото, централната част на звездата.
Слънчевото ядро е приблизително 0,2 слънчев радиус. Именно тук вървят основните процеси, поради които Слънцето живее и снабдява околното пространство с светлинна и кинетична енергия. Процесът на пренос на лъчиста енергия от центъра на звездата към горните слоеве се извършва в зоната на лъчисто пренасяне. Тук фотоните, които се стремят от ядрото към повърхността, се смесват с частици от йонизиран газ (плазма). Поради това се обменя енергия. В тази част на слънчевия глобус има специална зона - тахоклината, която е отговорна за формирането на магнитното поле на нашата звезда.
След това започва най-мащабният регион на Слънцето - конвективната зона. Тази площ е почти 2/3 от слънчевия диаметър. Само радиусът на конвективната зона е почти равен на диаметъра на нашата планета - 140 хиляди километра. Конвекцията е процес, при който плътният и нагрят газ се разпределя равномерно по целия вътрешен обем на една звезда към повърхността, като отделя топлина на следващите слоеве. Този процес протича непрекъснато и може да се види чрез наблюдение на повърхността на Слънцето с мощен телескоп.
На границата на вътрешната структура и атмосферата на звездата е фотосферата - тънка, само 400 км дълбока черупка. Това виждаме в наблюденията си на слънцето. Фотосферата се състои от гранули и е хетерогенна по своята структура. Тъмните петна се заменят с ярки области. Такава хетерогенност е свързана с различни периоди на охлаждане на повърхността на слънцето. Що се отнася до невидимата част от спектъра на повърхността на нашето светило, в този случай се занимаваме с хромосферата. Това е плътен слой от слънчевата атмосфера и може да се види само по време на слънчево затъмнение.
Най-интересните слънчеви обекти за наблюдение са изпъкналости, които изглеждат като дълги влакна и слънчевата корона. Тези образувания са гигантски емисии на водород. Има изпъкналости и се движат по повърхността на Слънцето с огромна скорост - 300 km / s. Температурата на тези контури надвишава марката от 10 хиляди градуса. Слънчевата корона е външният слой на атмосферата, който е няколко пъти по-голям от диаметъра на самата звезда. Точната граница на слънчевата корона не е такава. Неговата видима граница е само част от това велико образование.
Последният етап от слънчевата активност е слънчевият вятър. Този процес е свързан с естествения отток на звездна материя през външните слоеве в околното пространство. Слънчевият вятър се състои главно от заредени елементарни частици - протони и електрони. В зависимост от цикъла на слънчевата активност, скоростта на слънчевия вятър може да варира от 300 km в секунда до марката 1500 km / s. Това вещество се разпространява в Слънчевата система, засягайки всички небесни тела на нашето близко пространство.
Други звезди в основната последователност имат приблизително една и съща структура. Други небесни тела, които виждаме в нощното небе, могат да имат различна структура. Разликите могат да се състоят само в масата на звездата, която в този случай е ключов фактор за звездната активност.
Характеристики на нашата звезда
Подобно на всички нормални звезди, от които мнозинството във Вселената, Слънцето е основният обект на нашата планетарна система. Огромната маса на звездата и нейните размери осигуряват баланс на гравитационните сили, осигуряващи нормално движение на небесните тела около него. На пръв поглед нашата звезда не е нищо особено. През последните години обаче бяха направени редица открития, които дават възможност да се утвърди уникалността на слънцето. Например, Слънцето произвежда по-малка радиация в ултравиолетовия диапазон, отколкото други звезди от същия тип. Друга особеност е състоянието на нашата звезда. Слънцето принадлежи на променливи звезди, но за разлика от своите сестри в пространството, които се различават по интензивност и яркост на светлината, нашата звезда продължава да свети с еднаква светлина.
Той също така освобождава огромно количество енергия, като само 48% от тази сума е видима. Невидимо за човешкото око инфрачервеното лъчение представлява 45% от енергията на слънцето. От всички огромни количества слънчева радиация, нашата планета получава абсолютно трохи, около половин милиардна част от акцията, но това е достатъчно, за да се поддържа балансът на условията, създадени на Земята.
заключение
Оценявайки досега получените данни за Слънцето, не може да се каже, че ние напълно познаваме природата на нашата звезда. Всички идеи за структурата и структурата на Слънцето се основават на математически и физически модели, създадени от човека. Анализът на процесите, протичащи в нашата звезда и на неговата повърхност, ни позволява да намерим обяснение на процесите и явленията, които се случват на нашата планета. Слънцето не е само генератор на енергия, която затопля нашата планета, но и най-мощният източник на радиоизлъчване и електромагнитни вълни, които засягат биосферата на Земята. Всяка промяна в дейността на Слънцето моментално се отразява на състоянието на Земята и на нашето благосъстояние.
