Солнце Найдина Валерия 11 «Б»

Исследования Солнца Во многих доисторических и античных культурах Солнце почиталось как божество. Культ Солнца занимал важное место в религиях цивилизаций Египта, инков, ацтеков. Одним из первых попытался взглянуть на Солнце с научной точки зрения греческий философ Анаксагор. Он говорил, что Солнце это не колесница Гелиоса, как учила греческая мифология, а гигантский, «размерами больше, чем Пелопоннес», раскалённый металлический шар. За это еретическое учение он был брошен в тюрьму, приговорён к смерти и освобождён только благодаря вмешательству Перикла. Идея о том, что Солнце это центр, вокруг которого обращаются планеты, высказывалась Аристархом Самосским и древнеиндийскими учёными. Эта теория была возрождена Коперником в XVI веке.

С 1610 года начинается эпоха инструментального исследования Солнца. Изобретение телескопа и его специальной разновидности для наблюдения за Солнцем гелиоскопа позволило Галилею, Томасу Хэрриоту, Кристофу Шейнеру и другим учёным рассмотреть солнечные пятна. Галилей, по-видимому, первым среди исследователей признал пятна частью солнечной структуры, в отличие от Шейнера, посчитавшего их проходящими перед Солнцем планетами. Это предположение позволило Галилею открыть вращение Солнца и вычислить его период. В начале XIX века отец Пьетро Анджело Секки (итал. Pietro Angelo Secchi), главный астроном Ватикана, положил начало такому направлению исследования в астрономической науке, как спектроскопия, разложив солнечный свет на составные цвета. Стало понятно, что таким образом можно изучать состав звёзд, и Фраунгофер обнаружил линии поглощения в спектре Солнца. Благодаря спектроскопии был обнаружен новый элемент в составе Солнца, который назвали Гелием в честь древнегреческого бога Солнца Гелиоса. В 1920 году Артур Эддингтон предположил, что давление и температура в недрах Солнца настолько высоки, что там может идти термоядерная реакция, при которой ядра водорода сливаются в ядро гелия-4. Так как масса последнего меньше, чем сумма масс четырёх свободных протонов, то часть массы в этой реакции переходит в энергию фотонов

Общие характеристики Масса Солнца составляет 99,866 % от массы всей Солнечной системы Видимый угловой диаметр 31'31'' в январе, 32'31'' в июле Средний диаметр 1,392·10 9 м (109 диаметров Земли) Масса 1,9891·10 30 кг ( масс Земли) Средняя плотность 1409 кг/м³ (плотность воды в Мёртвом море) Ускорение свободного падения 274,0 м/с² (27,96 g) Температура Солнца Закон Стефана-Больцмана E = σT 4

Вращение Солнца Вращение по зонам (определяется по изменению положения пятен) Период вращения на экваторе 25,05 дней, на полюсе 34,3 дней Скорость вращения видимых слоев на экваторе 7284 км/ч

Излучение Солнца Излучение Солнца основной источник энергии на Земле. Его мощность характеризуется солнечной постоянной количеством энергии, проходящей через площадку единичной площади, перпендикулярную солнечным лучам. На расстоянии в одну астрономическую единицу (то есть на орбите Земли) эта постоянная равна приблизительно 1,37 к Вт/м². Проходя сквозь атмосферу Земли, солнечное излучение теряет в энергии примерно 370 Вт/м², и до земной поверхности доходит только 1000 Вт/м² Светимость Солнца (энергия, излучаемая за 1 сек со всей поверхности) 3,846·1026 Вт Ультрафиолетовое излучение Солнца имеет антисептические свойства, позволяющие использовать его для дезинфекции воды и различных предметов. Оно также вызывает загар и имеет другие биологические эффекты например, стимулирует производство в организме витамина D.

Энергия и химический состав Солнце вырабатывает энергию путём термоядерных реакций. Большая часть энергии вырабатывается при протон- протонной реакции, в результате которой из четырёх протонов образуется гелий. За каждую секунду в излучение превращаются 4,26 млн тонн вещества Солнечный спектр - спектр поглощения Солнце состоит из водорода (~71 %), гелия (~27 %) и других элементов (2%): железа, никеля, кислорода, азота, кремния, серы, магния, углерода, неона, кальция и хрома. На 1 млн атомов водорода приходится атомов гелия, 851 атом кислорода, 398 атомов углерода, 123 атома неона, 100 атомов азота, 47 атомов железа, 38 атомов магния, 35 атомов кремния, 16 атомов серы, 4 атома аргона, 3 атома алюминия, по 2 атома никеля, натрия и кальция, прочих элементов

Магнитное поле солнца Солнце магнитоактивная звезда. Она обладает сильным магнитным полем, напряжённость которого меняется со временем и которое меняет направление приблизительно каждые 11 лет, во время солнечного максимума. Вариации магнитного поля Солнца вызывают разнообразные эффекты, совокупность которых называется солнечной активностью и включает в себя такие явления, как солнечные пятна, солнечные вспышки, вариации солнечного ветра и т. д., а на Земле вызывает полярные сияния в высоких и средних широтах и геомагнитные бури, которые негативно сказываются на работе средств связи, средств передачи электроэнергии, а также негативно воздействует на живые организмы.

Жизненный цикл Текущий возраст Солнца (точнее время его существования на главной последовательности), оценённый с помощью компьютерных моделей звёздной эволюции, равен приблизительно 4,57 млрд лет

Внутреннее строение Солнца В центре Солнца находится солнечное ядро. Фотосфера это видимая поверхность Солнца, которая и является основным источником излучения. Солнце окружает солнечная корона, которая имеет очень высокую температуру, однако она крайне разрежена, поэтому видима невооружённым глазом только во время полного солнечного затмения.

Солнечное ядро Центральная часть Солнца с радиусом примерно тыс. км, в которой идут термоядерные реакции, называется солнечным ядром. Плотность вещества в ядре составляет примерно кг/м³, а температура в центре ядра более 14 млн К. Анализ данных, проведённый миссией SOHO, показал, что в ядре скорость вращения Солнца вокруг своей оси значительно выше, чем на поверхности. В ядре осуществляется протон-протонная термоядерная реакция, в результате которой из четырёх протонов образуется гелий-4. Мощность, выделяемая различными зонами ядра, зависит от их расстояния до центра Солнца. В самом центре она достигает, согласно теоретическим оценкам, 276,5 Вт/м³ Ядро единственное место на Солнце, в котором энергия и тепло получается от термоядерной реакции, остальная часть звезды нагрета этой энергией. Вся энергия ядра последовательно проходит сквозь слои, вплоть до фотосферы, с которой излучается в виде солнечного света и кинетической энергии.

Строение атмосферы Солнца Условие наблюдения Внешний вид Физические характеристики Наблюдаемые образования Фотосфера Видимая сфера Сфера света Высота км Температура К Пятна Факелы Хромосфера Полное солнечное затмение Розовая каёмка Высота тыс.км Температура К Вспышки (быстрое увеличение яркости участка) Солнечная корона Полное солнечное затмение Лучистое жемчужное сияние Температура К Протуберанцы Солнечный ветер

Из внешней части солнечной короны истекает солнечный ветер поток ионизированных частиц (в основном протонов, электронов и α- частиц), распространяющийся с постепенным уменьшением своей плотности, до границ гелиосферы. Солнечный ветер разделяют на два компонента медленный солнечный ветер и быстрый солнечный ветер. Медленный солнечный ветер имеет скорость около 400 км/с и температуру 1,41,6·106 К и по составу близко соответствует короне. Быстрый солнечный ветер имеет скорость около 750 км/с, температуру 8·105 К, и по составу похож на вещество фотосферы. В среднем Солнце излучает с ветром около 1,3·1036 частиц в секунду Многие природные явления на Земле связаны с возмущениями в солнечном ветре, в том числе геомагнитные бури и полярные сияния.

Солнечные пятна Пятна – самое яркое проявление активной жизни светила. Своим происхождением они обязаны магнитному полю Солнца. Движение пятен доказывает вращение солнца вокруг своей оси.

Вспышки и протуберанцы Вспышки – извержения, во время которых всего за несколько минут локально выделяется энергия, соответствующая взрыву сразу нескольких бомб, мощностью 2 млрд т тротилового эквивалента каждая Протуберанцы – крупные плазменные образования, имеющие размеры порядка сотен тысяч километров.

Солнечная активность Во время солнечной активности наблюдается увеличение солнечных пятен, вспышек, протуберанцев, солнечного ветра. На Земле усиливаются полярные сияния в высоких и средних широтах и геомагнитные бури, которые негативно сказываются на работе средств связи, средств передачи электроэнергии, а также негативно воздействует на живые организмы (вызывают головную боль и плохое самочувствие у людей, чувствительных к магнитным бурям).