Каким образом светит солнце – все о космосе

Почему Солнце светит так много лет? | Живой космос

Наше Солнце – довольно обычная звезда для Млечного Пути – не самая яркая, не самая большая и имеет возраст всего 4,5 миллиарда лет.

На настоящий момент Солнце единственная известная нам звезда, чьи свет и тепло поддерживают жизнь на единственной обитаемой планете, нам известной. К счастью для нас, Солнце еще светило в тем времена, когда несколько сотен тысяч лет назад появились первые люди.

Но откуда у Солнца может быть столько топлива? Почему оно до сих пор не погасло, как свеча или костер? И когда же наша звезда окончательно выгорит?

Почему светит Солнце?

Этот вопрос поднимался учеными уже в XIX веке.

В то время ученым было известно только два способа, которыми Солнце могло бы генерировать энергию: либо оно создавало тепло и свет в результате гравитационного сжатия – оно стягивалось к центру и излучало энергию (в виде тепла, ощущаемого нами на Земле), поэтому со временем стало бы уменьшаться.

Либо Солнце горело буквально как уголь в печи – в результате химической реакции, знакомой нам всем, и возникающей, когда мы разжигаем огонь.

Взяв за основу то, что любая из перечисленных гипотез могла бы поддерживать объяснение функционирования Солнца, ученые тех лет точно рассчитали, какое время наше светило могло бы существовать, если бы на нем происходил соответствующий процесс. Но ни один результат не совпал с той цифрой, которую исследователи знали о возрасте Солнечной системы – 4,5 миллиарда лет. Если бы Солнце сжималось или горело, у него не было бы топлива уже задолго до того, как мы появились на сцене эволюции. Стало очевидно, что на Солнце происходило что-то другое.

Уравнение Энштейна

Несколько десятилетий спустя, вооружившись знаменитым уравнением Эншнейна E = mc2, которое предсказывало, что любая масса должно иметь эквивалентное количество энергии, британские астрономы 1920-х годов предположили, что Солнце фактически превращало свою массу в энергию. Однако вместо печи, которая превращает древесину и уголь в золу и почерневший углерод (излучая свет и тепло), центр Солнца больше похож на гигантскую атомную электростанцию.

Термоядерное топливо Солнца

Солнце содержит огромное количество атомов водорода. Как правило, нейтральный атом водорода содержит положительно заряженный протон и отрицательно заряженный электрон, который вращается вокруг него. Когда этот атом встречается с другим атомом водорода, их соответствующие внешние электроны магнитно отталкивают друг друга.

Это предотвращает встречу одного из протонов друг с другом. Но ядро Солнца сильно разогрето и находится под таким давлением, что атомы перемещаются с большой кинетической энергией, которая позволяет им преодолевать силу, связывающую их структуру, и электроны начинают отделяться от своих протонов.

Это означает, что протоны, обычно находящиеся внутри ядра атома водорода, могут касаться друг друга и объединяются в ядра других элементов в результате процесса, называемого термоядерным синтезом. Эта реакция происходит с высвобождением колоссального количества энергии.

Так же, как и внутри ядерного реактора, атомы внутри ядра Солнца врезаются друг в друга каждую секунду. В результате таких столкновений чаще всего случается, что четыре протона водорода сливаются друг с другом, чтобы создать один атом гелия.

В результате такого синтеза часть массы этих четырех микроскопических протонов оказывается «потеряна», поскольку атом гелия весит меньше, чем суммарно четыре протона.

Но поскольку Вселенная сохраняет материю, она не может просто навсегда исчезнуть, эта масса превращается в неимоверное количество энергии – каждую секунду Солнце излучает 3,9 × 10 в степени 26 Вт мощности. (Это такое огромное количество энергии, что, честно говоря, нельзя привести никакой аналогии с земными процессами. Возможно, это число можно оценить следующим образом: такое количество ватт намного больше, чем все электричество, которое весь мир будет тратить текущими темпами более нескольких сотен тысяч столетий).

Сколько будет гореть Солнце?

Эффективность реакции термоядерного синтеза является основной причиной того, что Солнце постоянно излучает тепло, – энергия, выделяемая путем превращения всего одного килограмма водорода в гелий эквивалентна той, которая выделяется при сжигании 20 000 тонн угля.

Поскольку Солнце достаточно массивно и относительно молодо, ученые считают, что оно использовало только около половины своего топлива – водорода.
В конце концов, ядро Солнца преобразует весь свой водород в гелий, и звезда умрет. Но не переживайте.

Этого не произойдет еще примерно 5 миллиардов лет.

Источник: https://alivespace.ru/pochemu-solntse-svetit-tak-mnogo-let/

Почему светит Солнце?

На первый взгляд – вопрос праздный. И каждый вроде-бы с лёгкостью может ответить на этот вопрос. Вроде-бы… А Вы попробуйте… Не заглядывая в справочники, википедию и т.д… Уверены, что Ваш ответ верен?

Мы привыкли не замечать, казалось-бы, обыденных вещей и не утруждаем себя объяснением их происхождения и существования.

А ведь на самом деле вопрос “Почему светит Солнце” остаётся открытым даже для науки…

Очень краткое вступление

Как это ни странно прозвучит, но эта статья является продолжением материалаПроисхождение человека разумного. Даже нет, не так… В комментариях к тому материалу я обещал показать ещё одну теорию о происхождении разума… Однако это оказалось не так легко сделать, как предполагалось.

Дело в том, что для восприятия новой теории необходимо понимание, или хотя-бы знание некоторых моментов. Таким образом эта статья является скорее предисловием к обещанной теории, чем прямым продолжением указанного материала о происхождении разума.

Хотя, по сути, всё взаимосвязано, пусть даже эти связи и не просматриваются явно.

Почему светит Солнце – что говорит наука

Ясное дело, что наука должна была как-то объяснить тот факт, что Солнце светит… Надеюсь, что также понятно и то, что ни одна из гипотез не подтверждена фактами. Существует лишь общепринятая теория, которая на данный момент наиболее логична с научной точки зрения.

Долгое время за основу принималась гипотеза, что Солнце светит за счёт горения чистейшего углерода, который сгорает целиком, выделяя при этом тепловую и световую энергию.

Так считалось до тех пор, пока элементарный подсчёт не показал, что при том количестве тепла и света, которое распространяет вокруг себя Солнце, весь этот углерод должен был-бы выгореть за 6000 лет! В то время, как данные многих других наук свидетельствуют, что количество лет, в течение которых Солнце освещает и обогревает Землю никак не менее нескольких миллиардов.

Тогда появилось предположение, что на Солнце непрерывно падают метеориты. Если предположить, что вокруг Солнца нет никакой атмосферы, то торможение метеоритов происходит прямо в солнечном веществе, и оно при этом разогревается до высокой температуры…

Однако расчет показывает, что даже если вес всех метеоритов, упавших на Солнце, равен весу самого Солнца, что совершенно невероятно, то все равно оно светило бы лишь около миллиона лет.

Наука оказалась бессильна объяснить причину столь долгого горения Солнца до тех пор, пока в XX веке английский астроном Артур Эддингтон не высказал предположение, что источником солнечной энергии является термоядерный синтез.

Впоследствии эта гипотеза получила дальнейшее развитие и было подсчитано, что оставшихся на Солнце запасов водорода, при условии, что половина его расходуется на термоядерный синтез, хватит примерно на 30 млрд лет неослабевающего обогрева и освещения Земли.

 Таким образом, термоядерный процесс может быть именно тем, практически неиссякаемым (с нашей точки зрения), источником энергии, который и позволяет существовать всей солнечной системе.

Эта теория и является основной в настоящее время.

А мне вот подумалось… Ну допустим, в результате множества цепочек хаотических случайностей каким-то образом в определённом месте скопилось достаточное количество элементов, необходимых для ядерного синтеза. Допустим так-же, что другая цепочка случайностей запустила этот процесс и возник тот самый ядерный синтез…

И вот оно Солнце, дарящее нам жизнь, свет и тепло… Но… Взгляните ясной ночью на звёздное небо. Сколько там звёзд? Их невозможно подсчитать, точно, но по приблизительным оценкам только в нашей Галактике находится 400 миллиардов звезд!А ведь это в принципе такие-же солнца только в других звёздных системах.

Не слишком-ли много случайностей, приведших к одинаковому результату?

И конечно-же я начал писать эту статью не для того, чтобы рассказать вам и без того известные вещи…

Ещё одна гипотеза

Эта гипотеза была выдвинута группой учёных уже намного позже теории солнечного термоядерного синтеза.

 Я прочитал о ней в далёкой юности в одной из научных публикаций: то-ли в журнале «Знание – сила», то-ли в каком-то подобном, регулярно издававшемся в то время в СССР.

Источник точно не помню, а вот сама гипотеза как-то врезалась в память… Видимо она очень гармонично вписалась в общую мозаику моего личного восприятия некоторых вещей и явлений…

Однако для полноценного восприятия этой теории давайте-ка сначала вспомним кое-что из школьной программы…

Катушка индуктивности

Как и в предыдущем разделе, не будем углубляться в технические дебри – рассмотрим лишь саму суть.

Имеем некий сердечник и обмотку. Если по обмотке пустить ток, сердечник получит заряд электромагнитного поля.

Вообще-то электромагнитное поле распространяется вокруг обмотки, в данном случае сердечник лишь позволяет её аккумулировать и использовать…

Но можно обойтись и без сердечника.

Давайте глянем как это будет выглядеть…

Если пропустить ток по этой спирали… …то получим вот такую картинку с магнитными силовыми полями…

Вспомнили? И, кстати, обратите внимание на концентрацию электромагнитного поля именно внутри спирали. И вообще, запомните эту картинку, мы ещё к ней вернёмся.

Суть теории

До сих пор все гипотезы базировались на одном утверждении. Есть звезда, в частности Солнце. Она, звезда, по какой-то причине излучает световую и тепловую энергию и, за счёт своей огромной массы, притягивает к себе планеты, которые вращаются вокруг этой звезды по своим определённым орбитам.

Остаётся один не решённый вопрос – откуда звезда черпает энергию и почему она не иссякает вот уже несколько миллиардов лет?

Мы знаем, что Галактика имеет спиралевидную форму.И наша, и другие галактики…Недаром-же в космосе прямых путей нет.Да и знание, что всё развивается по спирали у нас откуда-то есть… Но это так, к слову…

А вот, что говорит нам, например, википедия (хотя это мы все знаем и без неё):

И вот, группа учёных предположила, что здесь есть некий аналог той самой катушки индуктивности…

Действительно, галактика – та-же спираль, а солнечная система её неотъемлемая часть.

Планеты, астероиды и всё прочее, вращаясь по определённым орбитам, обладая собственной энергетикой, точно так-же как и спираль в приведённом выше примере, создают сильнейшее электромагнитное ( а может и какое-то иное) поле, которое (вспомните картинку, на которую я просил обратить внимание) аккумулируется в центре их вращения. И вот эта, сконцентрированная в центральной точке, энергия – и есть Солнце!

И тогда становится понятным почему Солнце не гаснет и откуда оно черпает энергию. Пока вращаются планеты – есть Солнце. Останови вращение планет и не будет Солнца…

Учёные, выдвинувшие эту гипотезу, в своей работе приводили очень много обоснованных аргументов, вычислений, технических и логических обоснований, филигранно и органично укладывая гипотезу в общую модель мироздания.

К моему большому сожалению, я действительно читал об этой гипотезе очень давно и сейчас, конечно-же не в состоянии вспомнить всех этих деталей. Поэтому в статье привожу только суть.

И если кто-то попытается опровергнуть гипотезу с использованием актуальных научных данных, цифр и т.д., то мне будет нечего возразить.

Я только могу сказать, что это всего лишь гипотеза и она оставляет открытых вопросов не меньше, чем теория солнечного ядерного синтеза. И её тоже требуется доказывать.

Но всё-же согласитесь – гипотеза очень красива и что-то в этом есть!

Заключение

Я не знаю, будет-ли кому интересна эта статья или нет. В последнее время получаю много упрёков и даже нравоучений, что, мол думаю о всякой ерунде, не имеющей отношения к реальной жизни. Может быть и так. Но лично мне это интересно, поэтому и пишу.

Читайте также:  Граница солнечной системы - все о космосе

В начале статьи я говорил, что это как-бы предисловие к теории возникновения Разума, о которой я обещал написать. Какая-же здесь связь? На данном этапе она вроде-бы и не видна, но поверьте – она есть. Я имею в виду гипотезу, связанную с катушкой индуктивности.

Честно говоря, можно было-бы, не мудрствуя лукаво, просто рассказать о теории возникновения Разума и всё. Но мне очень хочется подготовить своих читателей к её восприятию.

Пока мы лишь подготовили одну небольшую часть мозаики, которую вроде и некуда прицепить… Поэтому возможно будут и другие подготовительные статьи. Не много – одна или две.

И в итоге, надеюсь, мозаика сложится в более чёткую картинку.

Просто интересный факт:

На этом пока всё.

Удачи Вам и до встречи.

Источник: https://obg.kz/pochemu-svetit-solntse.html

Почему светит солнце

В МИРЕ АТОМНЫХ ЯДЕР

Поговорив о строении атомов, мы совершенно не касались структуры атомных ядер, представляя их некоторыми малыми шариками, окруженными слоями электронов. Теперь нам придется немного остановиться и на строении ядра.

Оно, как известно, состоит ИЗ протонов и нейтронов, причем число первых в точности равно числу электронов в оболочке нейтрального атома, а число нейтронов может значительно (в тяжелых ядрах) превосходить число протонов.

Казалось бы, все достаточно ясно и просто.

Но зададим себе вопрос: а как вообще могут существовать атомные ядра? В самом деле, протоны, обладая одинаковым по знаку (положительным) зарядом, должны, отталкиваясь друг от друга, мгновенно разлететься, а нейтроны, не имея никакого электрического заряда, в этой игре сил не могут принимать никакого участия. Между тем атомные ядра существуют и не только не разлетаются на части, но довольно прочны.

Возникла мысль приписать нейтронам свойства «цемента», сплачивающего протоны в ядре. Но как это может совершаться? Поскольку нейтроны не заряжены, электрически воздействовать на отталкивающиеся друг от друга протоны они не в состоянии.

Значит, здесь надо было искать какие-то новые, еще неведомые силы иной природы. И очень скоро эти силы были найдены. Они получили название ядерных.

Эти силы можно описать следующим образом: любые две ядерные частицы взаимодействуют друг с другом, обмениваясь третьей частицей, отличающейся от них.

Чем же обмениваются протон и нейтрон или два протона и два нейтрона? Какой-нибудь частицей, которую еще не открыли, заявляли физики, когда встал вопрос о природе ядерных сил, и не открыли именно потому, что в свободном состоянии она может появляться только тогда, когда связь между ядерными частицами рвется.

В прочих же условиях эта частица делает свою полезную работу в глубинах атомных ядер. Эту частицу назвали пи-мезоном. Существуют положительные, отрицательные и нейтральные пи-мезоны.

Впервые заряженные пи-мезоны были обнаружены в космических лучах в середине 20 века, и вскоре их удалось получить искусственно в лабораторных условиях, в специальных машинах-ускорителях.

Пи-мезонами и обмениваются протон и нейтрон. В атомных ядрах много протонов и нейтронов: в ядре урана их почти две с половиной сотни. Поэтому в ядрах существуют целые облака пи-мезонов, которые играют роль цемента, сплачивающего воедино враждующие друг с другом протоны. Этим и объясняется существование устойчивых атомных ядер.

Все рассказанное здесь — только, как говорят физики, модель. Ядерные силы в основном есть силы притяжения, действующие лишь на очень малых расстояниях.

При образовании сложных ядер протоны и нейтроны в ядре отдают часть своей массы на взаимную связь, то есть ядерные частицы становятся легче, зато связаны крепче.

Таким образом, для того чтобы разрушить ядро на составные части — протоны и нейтроны, нужно затратить энергию. Наоборот, при синтезе атомных ядер из протонов и нейтронов энергия выделяется.

Зависимость между степенью «похудания» ядерных частиц и энергией их связи в ядре дается знаменитым соотношением Эйнштейна,гласящим, что энергия связи равна произведению доли маесы пошедшей на связь, на квадрат скорости света. Последняя величина огромна, и поэтому даже ничтожное изменение массы соответствует относительно большой энергии.

Насколько же «худеют» ядерные частицы? Опыты показывают, что протон и нейтрон теряют при соединении в ядро тяжелого водорода очень небольшую часть массы — около 0,5 процента.

Соответствующая этой доле их массы энергия для одного ядра невелика, но в привычных нам объемах вещества количество протонов и нейтронов колоссально (в грамме вещества содержится триллион триллионов ядерных частиц), так что суммарная энергия связи для всех этих ядер оказывается огромной.

Например, энергия, соответствующая «похуданию» протона и нейтрона при их соединении в ядро, в расчете на грамм вещества составляет более 100 тысяч киловатт-часов, — эта энергия вырабатывается за целый день работы небольшой электростанции! Вот эта-то энергия связи протонов и нейтронов в ядрах и есть то, что мы называем атомной, или правильнее, ядерной энергией. Чтобы извлечь ее из ядер, нужно эти ядра создать — синтезировать.

Задача освобождения внутриядерной энергии, однако, оказалась исключительно трудной. Как известно, на первом этапе ученые, вместо того чтобы заниматься получением ядерной энергии при синтезе, научились получать энергию при расщеплении (делении) тяжелых ядер на более крепкие, более устойчивые осколки.

Но мы отвлеклись. Немного разобравшись с энергией ядра, вернемся к нашему вопросу, почему светит солнце.

Страницы: 1 2 3

Источник: http://www.mysterylife.ru/kosmos/pochemu-2.html/2

Все о космосе

Наше дневное светило, Солнце, могучий источник энергии. Ежесекундно с его поверхности излучается та­кое количество тепла, которого было бы вполне доста­точно, чтобы растопить слой льда толщиной в тысячу ки­лометров, окружающий шар, равный по размерам Земле.

Уже около 100 лет назад ученые задумывались над тем, каким образом восполняются запасы энергии, столь щедро излучаемой Солнцем в мировое пространство. На первых порах наиболее естественным казалось, что энер­гия нашего дневного светила не пополняется и оно рас­ходует лишь некоторый ее первоначальный запас.

Но в таком случае Солнце должно было бы заметно остывать и его возраст не мог бы превышать нескольких тысяч лет. Расчеты показывают, что температура Солнца еже­годно падала бы на 2%, а, следовательно, непрерывно уменьшалось бы количество тепла и света, поступающее на Землю.

Между тем тщательные ежедневные измере­ния, проводившиеся в течение ряда лет на специальных горных станциях, говорят о том, что поток светового и теплового излучения Солнца практически не меняется.

А это в свою очередь означает, что энергия Солнца постоянно восполняется каким-то могучим источником. В свое время высказывалось предположение, что таким источником является непрерывное сжатие Солнца, про­исходящее под действием сил тяготения.

Сжатие дейст­вительно должно приводить к разогреванию. Но и этого источника хватило бы всего лишь на 20 млн. лет. Между тем геологические данные убедительно свидетельствуют о том, что наша планета существует уже не менее 5 млрд. лет.

По меньшей мере, таким же должен быть и возраст Солнца.

Только современная физика, проникнув в тайны строе­ния атомного ядра и научившись разбираться в сложней­ших ядерных превращениях, пролила новый свет на за­гадку солнечной энергии.

Правда, мы не имеем возможности непосредственно наблюдать, что происходит в нед­рах Солнца.

Но об этих внутренних превращениях мы можем судить по тем процессам, которые протекают па солнечной поверхности, по тем периодическим измене­ниям, которые там происходят.

В настоящее время можно считать установленным, что в недрах Солнца при колоссальных температурах в десятки миллионов градусов и чудовищных давлениях протекают так называемые термоядерные реакции, со­провождающиеся выделением огромного количества энергии. Одной из таких реакций является, например, объединение, или синтез, ядер водорода в ядра гелия.

При этом четыре ядра атома водорода в результате длинной цепи ядерных превращений образуют одно ядро атома гелия. Но почему подобный процесс связан с вы­делением энергии? За счет чего она вырабатывается?

Каждое ядро атома водорода, вступающее в реакцию, обладает массой, равной единице. Но если бы мы опре­делили массу образовавшегося из них ядра атома гелия, то обнаружили бы странную недостачу. Вновь рожден­ное ядро обладало бы массой всего лишь в 3,97 единицы.

Куда же исчезли 0,03 единицы массы? Оказывается, реак­ция ядерного синтеза связана с переходом части веще­ства в различного рода излучения, которые также яв­ляются одной из форм существования материи. Подоб­ные превращения связаны с выделением значительного количества энергии. Каждую секунду в недрах нашего дневного светила 564 млн.

г водорода превращаются в 560 млн. т гелия. Остальные 4 млн. г водорода переходят в излучение.

Таким образом, деятельность Солнца связана с. не­прерывной потерей нашим дневным светилом некоторой части своей массы. Величина этой потери, как мы ви­дели, выражается астрономическими цифрами. Но вспом­ним, что из каждых четырех единиц массы ядер ато­мов водорода в итоге реакции терялось всего лишь 0,03 единицы, т. е.

около 3%, а это означает, что относи­тельная потеря массы нашим дневным светилом нич­тожна. Масса Солнца никогда не исчерпается. Термо­ядерная реакция в его недрах будет происходить до тех пор, пока имеются запасы водорода. В настоящее время они составляют около 50% массы Солнца. Этого должно хватить по меньшей мере на несколько десятков мил­лиардов лет.

Таким образом, человечество иа долгие времена обеспечено солнечными светом и теплом.

Интересно, между прочим, заметить, что относитель­ное выделение энергии нашим дневным светилом, т. е. вы­деление энергии на единицу массы, не так уж велико.

Если подсчитать суточный выход энергии на 1 кг солнеч­ного вещества, то окажется, что он составляет всего около 5 калорий.

Любопытно, что человеческое тело в ре­зультате тех жизненных процессов обмена веществ, ко­торые протекают в человеческом организме, ежесуточно выделяет 25 калорий на один килограмм, т. е. в пять раз больше, чем Солнце.

Источник: http://www.allkosmos.ru/nashe-dnevnoe-svetilo-solnce/

«NASA» рассказало о деталях предстоящей миссии по изучению Солнца. Какие процессы происходят в солнечной короне

В настоящее время «NASA» ставит планы отправку летом 2018 года миссии «Parker Solar Probe» на Солнце. Для изучения солнечного ветра в космос будет запущен космолёт. По длительности исследование составит целых семь лет. «NASA» чётко указала информацию о целях и причинах запуска данной миссии.

Для чего нужна миссия «Parker Solar Probe»?

Сначала следует сказать, что Солнце – это единственная в настоящее время звезда, расположенная от Земли на расстоянии, достаточном для изучения, не применяя телескопы.

По факту, Солнце выступает как пример светила подобно миллионам таких же тел во Вселенной.

Конечно же, звёзды делятся по характеристикам, и не каждая из них представлена как жёлтый карлик подобно Солнцу, но при должном понимании того, что с ним происходит, сведений о космосе станет заметно больше.

Для чего ещё необходима вышеописанная миссия? Её следует запустить ещё и для оценки развития жизни на Земле. Солнце является главным источником тепла и света. Без этого светила не могла бы возникнуть и существовать биосфера Земли, так что оценка вероятности последующего развития процессов на этом светиле довольно значима.

Также воздействие звезды на нашу планету нельзя ограничить вышесказанным, ведь на планету воздействует ещё и солнечный ветер, являющийся потоком ионизированных газов, двигающимся со скоростью в 500 км/с. При достижении им Земли происходит некая «тряска» магнитного поля, а также может немного измениться радиационный пояс и прочее.

Здесь стоит вспомнить, что имеет место быть такой термин, как «космическая погода». Такое явление способно влиять на орбиты искусственных спутников и прочих аппаратов, расположенных вблизи Земли.

В результате его влияния орбиты могут частично или даже полностью ломаться.

Подробное изучение светила повысит вероятность прогнозирования космической погоды, и это даст возможность защиты тех самых искусственных спутников и прочей аппаратуры.

Ещё стоит заметить, что в нашей системе весьма много звёздного ветра. Об этом поясняет «NASA», говоря, что такой ветер, можно сказать, доминирует над средой в космосе, так что при желании человечества исследовать прочие космические тела необходимо понимание его природы.

«NASA» проводит сравнения этого потока ионизированных газов с водными потоками в океанах. Моряки, бороздящие морские просторы, должны прийти к пониманию того, как они поведут себя.

Таким же образом обстоит дело с космонавтами: они должны разбираться в звёздном ветре, воздействующем на Землю.

Читайте также:  Расстояние от земли до луны - все о космосе

Для полноценного изучения всего этого нельзя обойтись одним телескопом. Поэтому в этом поможет миссия «Parker Solar Probe». Космолёт будет постепенным образом приближаться к Солнцу, применяя для такой цели силу притяжения Венеры. Кораблю предстоит проникнуть в звёздную атмосферу, в корону светила, а ещё побывать на орбите Меркурия, являющегося ближайшей к светилу планетой.

В принципе аппарат достигнет такого расстояния, какого ещё ранее не отмечалось при предыдущих миссиях. Таким образом, он будет находиться от Солнца всего лишь приблизительно в 6,4 млн. км. Можно сравнить это расстояние для наглядности с расстоянием от Солнца до Земли, ведь оно составляет 149,6 млн. км.

Это, конечно же, довольно близкое расстояние, и как раз в этом случае есть уникальная возможность изучения Солнца наиболее подробно и понимания процессов, имеющих место в короне светила. К примеру, довольно значимо понимание схемы движения энергии и тепла сквозь солнечную атмосферу. Также важно понимание принципа ускорения потоком ионизированных газов.

«NASA» отметило, что на протяжении шестидесяти лет учёные были озадачены этими вопросами, и только теперь у них появился шанс всё изучить более подробно.

Кое что ещё о «Parker Solar Probe»

«NASA» создала этот проект как часть программы под названием «Жизнь со звездой». В соответствии с этой программой учёные изучают различные аспекты взаимодействия Солнца и Земли. Эти аспекты, конечно же, оказывают воздействие на человечество.

В руководстве программы состоят специалисты Центра Космических полётов «Годдард», находящемся в штате Мэриленд, в Гринбелте. Также над проектом работают эксперты из Лаборатории прикладной физики Университета Джона Хопкинса, находящейся в том же штате, только уже в Лореле.

Проектировка, постройка и прямое управление космического аппарата возложена на специалистов «APL».

Стоит отметить, что космолёт был оснащён специального рода щитом с композитными материалами. В толщину этот щит доходит до 11,43 см. Здесь, вблизи Солнца, имеет место быть, конечно же, не только радиация, но и весьма высокая температура. К примеру, в том пространстве, где пролетит космолёт, она доходит до 1377 °C.

Можно сравнить это с температурой открытого космоса, ведь там температура составляет всего -270 градусов. Поэтому и важным шагом здесь является установка такого материала, который сумеет защитить корабль от поломки ввиду высокой температуры. В этом плане работа специалистами проделана весьма успешно.

Для функционирования у аппарата установлены даже четыре комплекса неких приборов, первый из которых призван к изучению магнитного поля, а второй же – плазменных частиц. Третий будет изучать энергетические частицы, а последний же создан для выяснения того, каков есть звёздный ветер.

Следовательно, такая аппаратура, несомненно, даст возможность сбора полных сведений касательно процессов в солнечной атмосфере.

Стоит добавить, что изучение светила путём отправления космических аппаратов началось ещё в далёком 1965 году.

В то время космолёты, входящие в серию «Пионер», версий 6-9 занимались как раз исследованием плазмы светила, микрометеоритные потоки, солнечный ветер, космические лучи, физику частиц и магнитные возмущения.

Тем же временем с применением той же аппаратуры проводили эксперименты, касающиеся изучения Луны и двух комет, именованных Галлея и Когоутека. В последующем к Солнцу были отправлены ещё и другие аппараты, исследовавшие звёздный ветер.

Вполне возможно, что описанная в этой статье миссия даст возможность подведения итогов касательно такого интересного явления, как солнечный ветер. Ведь с её помощью можно либо опровергнуть, либо подтвердить данные по прежним полётам к Солнцу.

Источник: http://mirkosmosa.ru/solnechnaya-sistema/solnce/nasa-rasskazalo-o-detalyah-predstoyaschei-missii-po-izucheniyu-solnca-kakie-processy-proishodyat-v-solnechnoi-korone

Солнце

Солнечная система > Солнце 

Исследование | Фотографии

10 фактов, которые необходимо знать о Солнце

  1. Солнце является звездой. Звезда не имеет твердой поверхности и представляет собой газовый шар, состоящей из водорода и гелия, скрепленные между собой собственной тяжестью.
  2. Солнце является центром нашей Солнечной системы и составляет 99,8% от массы всей Солнечной системы.

  3. Если бы Солнце было бы таким же большим как обычная входная дверь, то Земля была бы размером с монетку.
  4. Поскольку Солнце не является твердым телом, разные части Солнца вращаются с разной скоростью. На экваторе Солнце совершает полный оборот вокруг своей оси за 25 земных суток, в то время как на полюсе за 36 дней.

  5. Солнечная внешняя атмосфера – корона – простирается за орбиту карликовой планеты Плутон.
  6. Вокруг Солнца вращается восемь планет, несколько карликовых планет, десятки тысяч астероидов и сотни тысяч комет и ледяных тел.
  7. Солнце не имеет колец.
  8. Космические аппараты постоянно расширяют наши знания о Солнце, начиная с Genesis и заканчивая OHO, STEREO THEMIS и др.

  9. Без энергии Солнца не было бы жизни на Земле.
  10. Температура ядра Солнца достигает 15 миллионов градусов по Цельсию (27 миллионов градусов по Фаренгейту).

Мы начинаем свое путешествие по Солнечной системе с ее центра. Здесь мы видим гигантский газовый шар – Солнце.

Солнце является центром и единственной звездой нашей Солнечной системы и одновременно её самым крупным объектом.

Интересный факт, что его масса составляет 99,8 % от всей массы Солнечной системы и в 109 раз превосходит диаметр Земли – Солнце может вместить 1 млн. планет Земля.

Интересно, что на видимой части Солнца температура достигает 10 тыс. градусов по Фаренгейту (5.500 тыс. градусов Цельсия), а температура ядра, движимая термоядерной реакцией –  более 27 млн. градусов по Фаренгейту (15 млн. градусов Цельсия) и это доказанный научный факт. Нужно взрывать 100 млрд. тонн динамита каждую секунду, чтобы создать энергию, производимую Солнцем.

Солнце – одна из более 100 млрд. звёзд Млечного Пути и это  факт. Оно совершает один полный оборот за 250 млн. лет, вращаясь в 25 тыс. световых лет от центра Галактики.

Интересной особенность являются то, что Солнце  сравнительно молодая звезда из поколения звёзд, известных, как звёздная Популяция I, которые были насыщены  элементами, тяжелее гелия.

Более ранние поколения – Популяция II и Популяция III, вероятно,  тоже существовали, хотя их представители не найдены.

Рождение и эволюция единственной звезды в Солнечной системе

Солнце зародилось около  4,6 млрд. лет назад. Многие учёные считают, что Солнце и остальная Солнечная система сформировались из гигантского вращающегося облака газа и пыли, известные как солнечная туманность.  Под силой тяжести,  туманность начала быстро вращаться и сплющиваться в диск, вбирающий в центр все вещества, формируя Звезду.

Космический аппарат Сохо сделал образ большой группы пятен на Солнце. Солнечные пятна – это регионы прохладных магнитных полей на Солнце. Они выглядят более темными, если смотреть через фильтр. Также показано изображение Земли для сравнения

Интересный факт о Солнце: у Солнца достаточно ядерной энергии для существования в течение ближайших  5 млрд. лет.  После этого оно превратится в Красного Гиганта, затем сбросит свои внешние слои, оставшееся ядро разрушится и превратится в Белого Карлика.  Медленно звезда войдёт в свою завершающую фазу и станет Чёрным карликом.

Физические характеристики, состав и строение Солнца

Средний диаметр

Экваториальныйрадиус

Длина окружности экватора

Полярное сжатие

Площадь поверхности

Объём

Масса

Средняя плотность

Ускорение свободногопадения на экваторе

Вторая космическая скорость(для поверхности)

Эффективная температураповерхности

Температуракороны

Температураядра

Светимость

Яркость

1,392·109 м
6,9551·108 м
4,370·109м
9·10−6
6,078·1018 м²
1,41·1027 м³
1,99·1030 кг
1409 кг/м³
274,0 м/с²
617,7 км/с
5778 К
~1 500 000 К
~13 500 000 К
3,85·1026 Вт(~3,75·1028 Лм)
2,01·107 Вт/м²/ср

Солнечная атмосфера подразделяется на несколько зон и слоёв. Солнце состоит из ядра, зоны лучистого переноса и конвективной зоны.

Солнечная атмосфера состоит из: фотосферы, хромосферы, переходной зоны и короны. С внешней стороны короны исходит поток частиц, так называемый солнечный ветер.

Это ультрафиолетовое изображение показывает яркие, светящиеся дуги газа

Ядро занимает четверть пути к поверхности Солнца. И хотя оно составляет приблизительно  2  % от всего объёма планеты, его плотность в 15 раз больше плотности свинца и включает половину солнечной массы.

Затем следует зона лучистого переноса,  которая простирается  от ядра на 70% и составляет 32 % солнечного объёма и  48% массы планеты. Свет, излучаемый ядром, попадая в эту зону, рассеивается, поэтому одному фотону необходимо около миллиона лет, чтобы пройти её.

Конвективная зона достигает солнечной поверхности и составляет 66%  объёма и 2% от массы Солнца. В этой зоне преобладают вращающиеся циркуляционные ячейки вещества Существует два основных вида циркуляционных ячеек – гранулы в 600 миль (1 тыс. км) шириной и более крупные, называемые супергрануляция, 20 тыс. миль (30 тыс.км) в диаметре.

Фотосфера – самый нижний слой солнечной атмосферы, который излучает свет, видимый нами. Его толщина составляет 300 миль (500 км), но большая часть света исходит из нижней трети фотосферы. Температура варьируется от 11 тыс. градусов по Фаренгейту (6.125 градусов по Цельсию) в нижней части до 7.460 градусов по Фаренгейту (4,125 градусов по Цельсию) вверху.

Строение Солнца

Следующий слой – хромосфера. Этот слой жарче, его температура достигает  35.500 градусов по Фаренгейту (19,725 градусов по Цельсию). Здесь происходят спикулы, или горячие выбросы 600 миль (1 тыс.км) в ширину и 6 тыс миль (10 тыс.км) в высоту.

Хромосферу сменяет переходная зона в несколько сотен-тысяч миль или км в толщину, которые нагревается с помощью короны и излучает ультрафиолет.

Самой верхний внешний слой атмосферы – корона. Она состоит из разных элементов,  включая корональные петли и потоки ионов.  Её температура составляет от 900 тыс. градусов по Фаренгейту (500 тыс.

градусов по Цельсию) до 10.8 млн. градусов по Фаренгейту (6 млн. градусов по Цельсию)  и даже достигать десятков миллионов градусов в моменты вспышек на Солнце.

Потоки частиц, исходящие из короны называются солнечным ветром.

Магнитное поле

Сила магнитного поля Солнца всего лишь в 2 раза превосходит Земную. Однако на отдельных небольших участках оно может концентрироваться и быть в 3 тыс. раз сильнее, чем обычно. Эти изменения в магнитном поле происходят потому,  что Солнце вращается быстрее на экваторе, чем на полюсах, а внутренние части вращаются быстрее поверхности.

Изменение магнитного поля с течением времени

Эти процессы создают такие элементы, начиная от солнечных пятен и заканчивая захватывающими  извержениями, известными как вспышки и корональные выбросы массы.  Вспышки – самые сильные извержения в Солнечной системе, корональные выбросы массы менее сильные, но включают большое количество материи – один выброс  может сопровождаться 20 млрд. тонн материи в космос.

Химический состав

Как и большинство других звёзд, Солнце состоит преимущественно  из водорода и гелия. Оставшиеся семь химических элементов: кислород, углерод, неон, азот, магний, железо и кремний.

На каждый миллион атомов водорода приходится 98 тыс. атомов гелия, 850 атомов кислорода, 360  углерода, 120 неона, 110 азота, 40 магния,35 железа, 35 кремния.

И всё же, водород самый лёгкий элемент, он составляет 72% от солнечной массы, в то время как гелий – 26%.

Солнечные пятна и Солнечные круги

Солнечные пятна – холодные тёмные образования на поверхности солнца, часто имеющие форму круга. Они возникают, когда плотные пучки силовых линий  магнитного поля прорываются из глубин на поверхность  Солнца.

  Количество солнечных пятен зависит от солнечной активности .  Их рост от нуля до максимума (250 солнечных пятен и групп пятен) и уменьшение обратно к нулю, называется солнечным циклом и длится в течение 11 лет.

В конце цикла магнитные поля меняют свою полярность.

Карта поверхности Солнце

Нажмите на изображение, чтобы его увеличить

Читайте также:  Гравитационная постоянная - все о космосе

Источник: http://o-kosmose.net/solntse-interesnyie-faktyi-i-osobennosti/

​Солнце – источник света, тепла и жизни на Земле — Общенет

Солнечная система сформировалась приблизительно 5 миллиардов лет назад в результате сжатия газово-пылевого облака, размеры её весьма внушительны: диаметр орбиты самой дальней карликовой планеты Плутон составляет 15 триллионов километров, световой луч преодолевает их за 11 часов. А между тем солнечная система составляет лишь очень малую часть нашей Галактики — млечного Пути, чей диаметр около 100 тысяч световых лет. Мы, земляне, живём практически на полпути от центра Галактики до её края — 27 тысяч световых лет в обе стороны.

Что такое Солнце?

Cолнце — единственная звезда и центральное тело солнечной системы — вращается вокруг галактического центра со скоростью 220 км/с и совершает полный оборот за 226 миллионов лет — столько времени длится галактический год. По сравнению с земным годом — 365 дней размеры Галактики представляются просто грандиозными. Солнце – это небесное тело – источник света, тепла и жизни на Земле.

По своей структуре Солнце представляет собой огромный газовый шар, внутри и на поверхности которого уже на протяжении миллиардов лет сохраняется предельно высокая температура. На Солнце постоянно происходит процесс преобразования водорода в гелий.

Этот процесс ученые называют термоядерной реакцией. Водород составляет 74% от массы солнечного ядра, гелий – 25% от этой массы. При преобразовании одного химического элемента в другой частички водорода объединяются в более тяжелые частички, и одновременно высвобождается большое количество энергии в виде тепла и света.

Из-за высокой температуры частицы газов на Солнце – ядра атомов и свободные электроны – движутся с сумасшедшей скоростью. В каждом ядре атома есть частицы, называемые протонами и нейтронами.

Протоны имеют положительный электрический заряд, нейтроны же заряда не имеют. Атомы различных элементов отличают друг от друга по количеству протонов и нейтронов, которые служат своеобразными «кирпичиками» для построения.

В каждом ядре атома водорода содержится один протон, в атоме гелия – два протона и два нейтрона.

Когда четыре ядра водорода соединяются вместе, они образуют одно ядро гелия, фотоны и прочие мелкие частицы. Именно фотоны и представляют собой свет, разлетающийся во все стороны.

По подсчетам ученых, каждую секунду в солнечном ядре в лучистую энергию превращается около четырех миллионов тонн вещества. Эта энергия рассеивается в космосе и достигает Земли.

Стоит отметить, что вблизи солнечного ядра температура составляет около 14-ти миллионов градусов, а мощность излучения, доходящего до нашей планеты, составляет приблизительно 1000 ватт на квадратный метр поверхности.

Гелиоцентрическая система Коперника

Солнце по-гречески называется Гелиос. Греки считали, что Гелиос живёт на востоке в прекрасном дворце, окружённом временами года — летом, зимой, весной и осенью.

Когда утром Гелиос выезжает из своего дворца, звёзды гаснут, ночь сменяется днём.

Звёзды вновь появляются на небе, когда вечером Гелиос исчезает на западе, где он пересаживается из колесницы в прекрасную лодку и переплывает море к месту восхода.

В Древней Руси тоже поклонялись богу Солнца. Его называли Ярило и в честь него каждый год весной устраивали празднества и гулянья.

На протяжении очень долгого времени люди считали, что в центре Вселенной покоится неподвижная Земля, а вокруг неё движутся все небесные тела, включая Солнце.

(Такая модель называется геоцентрической: греческое слово «geo» означает «Земля».) У астрономов возникала масса трудностей в изучении движения звёзд и планет.

Получалось, что они движутся по замысловатым траекториям, выделывая сложные петли и зигзаги.

Но вот, наконец, в XVI веке польский астроном Николай Коперник разработал гелиоцентрическую систему мира. В её основе лежали следующие утверждения:

1) в центре мира находится не Земля, а Солнце;

2) Земля вращается вокруг своей оси;

3) Земля, как и все другие планеты, обращается вокруг Солнца по окружности.

С открытием Коперника всё встало на свои места: стало понятно, как движутся планеты вокруг Солнца, и нашло объяснение видимое движение Солнца среди звёзд. Солнце удерживает своим притяжением планеты и их спутники, астероиды, метеориты и прочие тела, которые вращаются вокруг него в одном направлении по эллиптическим орбитам.

Самой большой угловой скоростью обладает ближайшая к Солнцу планета Меркурий — она совершает полный оборот вокруг Солнца всего за 88 земных суток; самая удалённая планета Нептун — за 165 лет. Между ними расположились Венера, Земля, Марс, Юпитер, Сатурн и Уран. Плутон, открытый в 1930 году, считался планетой до 24 августа 2006 года.

В тот день на основании результатов последних исследований Международный астрономический союз лишил его этого статуса.

Почему Солнце светит и греет

Солнце находится на расстоянии 150 миллионов километров от Земли. Несмотря на такую в буквальном смысле слова космическую дистанцию, все жизненно важные процессы на нашей планете зависят именно от Солнца.

Мы бы не могли существовать, если бы Солнце вдруг перестало светить и греть. Наша планета стала бы холодной и мертвой. На Земле стало бы так холодно, что замёрзла бы не только вода в реках, морях и океанах, но даже и воздух, которым дышат люди, животные и растения. Солнечное излучение поддерживает жизнь на Земле, влияет на погоду и климат, участвует в фотосинтезе.

А светит и греет Солнце потому, что оно очень горячее: у поверхности — почти 6 тысяч градусов, а в центре — 15 миллионов градусов. При такой температуре железо и другие металлы не просто плавятся, а превращаются в раскалённые газы.

Значит, Солнце — огромный, массивный шар, состоящий из раскалённого газа. На самом деле, на Солнце не могут существовать даже крохотные частички — атомы, из которых вообще состоит всё живое и неживое в природе.

Атомы, очень прочные на Земле, на Солнце расщепляются на ещё более мелкие частицы. Каждую секунду в энергию превращается 4,26 миллиона тонн солнечного вещества, но это ничтожное количество по сравнению с массой Солнца.

Даже на огромном расстоянии Солнце может растопить льды, поднять температуру воды в реках и морях, согреть или остудить Землю — оно может всё!

Каким же образом внутри Солнца всё время поддерживается температура в миллионы градусов? Это очень сложный и важный вопрос, над которым долго размышляли многие астрономы и физики. Сейчас почти все они не сомневаются в том, что в центральной части Солнца идут термоядерные реакции, в результате которых водород превращается в гелий.

Причём плотность вещества там в 150 раз больше плотности воды и в 7 раз больше плотности самого тяжёлого металла на Земле — осмия. Такой необыкновенный «костёр» пылает внутри Солнца миллиарды лет. И пока он там пылает, Солнце будет посылать свет и тепло каждому из нас и всему живому на Земле.

Многие задаются вопросом: что произойдет, когда потухнет Солнце? Ученые отвечают: в скором будущем такого поворота опасаться не стоит. Солнце может потухнуть только после того, как растратит весь имеющийся на нем водород, и процесс его трансформации в гелий прекратится.

Но за все время существования Солнечной системы в гелий превратилось меньше половины имеющегося на Солнце водорода. А значит, Солнце будет светить и греть еще очень долго.

Наблюдения людей за Солнцем

Первым астрономическим инструментом для наблюдений за Солнцем была обыкновенная палка. Ею пользовались когда-то древние астрономы.

Палка — инструмент, конечно, очень простой, но если воткнуть её вертикально в землю, то можно наблюдать за тенью, которую она отбрасывает, когда освещается Солнцем. В астрономии её называют «гномон».

Чем выше поднимается Солнце, тем короче тень от гномона. Самая короткая тень бывает в полдень, когда Солнце находится на юге, в наиболее высокой точке своего пути.

Люди придумали разные способы, с помощью которых можно определить расстояние до небесных тел — Луны, Солнца, звёзд. Для этого потребовались и математика, и очень точные измерительные приборы, и многое другое. Но самым главным помощником в определении расстояния до звёзд и планет стал световой луч.

Проворнее луча нет ничего, только он может за одну секунду пролететь целых 300 тысяч километров. Например, световой луч от Солнца достигает Земли за 8 минут 20 секунд и пролетает за это время почти 150 миллионов километров — именно на таком расстоянии от Солнца находится наша Земля.

+Вообразить себе 150 миллионов километров очень трудно, в обычной жизни людям с такими расстояниями не приходится иметь дело. Если человек отправляется из Москвы в Санкт-Петербург, ему предстоит проехать или пролететь всего около 700 километров. Тысячи километров отделяют Москву от Владивостока.

Десятки тысяч километров потребуется преодолеть, чтобы совершить кругосветное путешествие. Конечно, быстрее всех Землю облетали космонавты. Например, Юрий Алексеевич Гагарин — первый в мире космонавт — облетел Землю за 108 минут с первой космической скоростью — 8 км/с.

А до Солнца даже при второй космической скорости — 11,2 км/с — пришлось бы лететь несколько месяцев.

Когда люди узнали, на каком расстоянии от Земли находится Солнце, они поняли, что оно очень большое. С чем же сравнить Солнце, чтобы понять, как оно велико? Наверное, лучше всего — с Землёй, на которой мы живём.

Попробуем вообразить себе большущий пустой шар такой величины, как Солнце, и много «маленьких» шариков размером с Землю. Сколько же «маленьких» шариков поместится в одном большом? Оказывается, 1 миллион 300 тысяч! Диаметр Земли — 12 756,2 километра, а Солнца — в 109 тысяч раз больше.

В Солнце сосредоточено около 99,8 процента массы всех тел Солнечной системы, вместе взятых, — это приблизительно 2 • 1027 тонн.

Почему происходят затмения Солнца

Нам часто приходится наблюдать, как в ясный солнечный день тень от облака, подгоняемого ветром, пробегает по Земле и достигает того места, где мы находимся. Облако скрывает Солнце. Во время солнечного затмения Луна проходит между Землей и Солнцем и скрывает его от нас.

+Наша планета Земля вращается в течение суток вокруг своей оси, одновременно движется вокруг Солнца и за год делает полный оборот. Луна — спутник нашей Земли — движется вокруг Земли и полный оборот совершает за 27,3 суток. Взаимное расположение всех трех небесных тел все время меняется. При своем движении вокруг Земли Луна оказывается между Землей и Солнцем.

Луна — темный непрозрачный твердый шар, она, словно громадная заслонка, закрывает собой Солнце.

Солнечное затмение может наступить только во время новолуния, когда Луна обращена к Земле темной неосвещенной стороной. Луна, по сравнению с Солнцем, ближе к нам почти в 400 раз, и в то же время ее диаметр меньше диаметра Солнца также приблизительно в 400 раз. Поэтому видимые размеры Солнца и Луны почти одинаковые, и Луна, таким образом, может закрыть Солнце.

Расстояния Солнца и Луны от Земли не остаются постоянными, а слегка изменяются, так как орбиты Земли вокруг Солнца и Луны вокруг Земли не окружности, а эллипсы.

В связи с этим солнечные затмения бывают полными, когда Луна целиком закрывает Солнце, или кольцеобразными, когда Луна от Земли в наибольшем удалении и лунный диск меньше солнечного.

Если Луна проходит не посередине Солнца, а по краю, говорят, что это частичное затмение.

Тень, которую Луна отбрасывает на Землю, движется по поверхности Земли со скоростью 1 км/с, т.е. быстрее ружейной пули. Поперечник теневого пятна менее 270 км. +Полоса солнечного затмения очень мала по сравнению с площадью поверхности Земли, Вокруг пятна тени располагается область полутени, она значительно больше (6—7 тыс. км). Здесь наблюдается частичное затмение.

из Википедии, фото из интернета

Источник: http://obshe.net/posts/id609.html

Ссылка на основную публикацию