Атмосфера нашего солнца – все о космосе

Атмосфера Солнца и солнечная активность

Солнечная атмосфера состоит из нескольких слоёв: фотосферы, хромосферы и короны.

Фотосфера — это самый нижний слой солнечной атмосферы. Её толщина не превышает и 300 километров.

Температура фотосферы по мере приближения к её внешнему краю уменьшается с 6600 К до 4400 К. При таких температурах раскалённый газ излучает энергию преимущественно в оптическом диапазоне волн. Именно этот нижний слой атмосферы, видимый как желтовато-яркий диск, зрительно воспринимается нами как Солнце.

При близком рассмотрении фотосферы можно заметить, что её поверхность состоит как бы из отдельных зёрен — гранул. Это огромные пузыри плазмы, диаметр которых может достигать 700—1000 километров.

Существует одна такая гранула недолго — в среднем 5—10 минут. Затем на её месте появляется новая гранула, которая будет отличаться от прежней по форме и размерам. Процесс постоянного возникновения и исчезновения гранул в фотосфере называется грануляцией.

Наиболее приметными и самыми известными объектами фотосферы Солнца являются солнечные пятна. Их диаметр может достигать 200 000 километров, что существенно больше диаметра нашей планеты. Но есть и маленькие пятна, которые принято называть порами.

Интересно, что первые сообщения о пятнах на Солнце относятся к 800 году до нашей эры. А первые зарисовки солнечных пятен найдены в хронике Иоанна Вустерского 1128 года.

Солнечные пятна — это области «холодного» газа. Их температура примерно на 2000—2500 оС меньше, чем температура окружающей фотосферы. Поэтому на общем фоне поверхности Солнца они выглядят темнее.

Наблюдение за солнечными пятнами в начале XVII века показали, что их положение на Солнце постоянно меняется. Так было установлено, что наша звезда вращается вокруг своей оси.

Причём её вращение совпадает с направлением движения планет. Однако период вращения частей Солнца неодинаков. Так на экваторе время полного оборота вокруг оси составляет 25,05 дней.

У полюсов же сидерический период увеличивается до 34,3 дня.

Солнечные пятна — это не статичные объекты. Сначала они наблюдаются как маленькие тёмные участки, диаметр которых не превышает 3000 километров. Большинство таких участков в скором времени исчезает. Однако некоторые из них могут увеличиваться в несколько десятков раз, сливаться в большие группы, менять форму и размеры на протяжении нескольких оборотов Солнца.

Возникновение тёмных пятен на Солнце учёные связывают с колебаниями его магнитного поля. Так, в обычных условиях его индукция лишь в 2 раза превышает индукцию магнитного поля Земли.

Но иногда в небольшой области возникают концентрированные магнитные поля, индукция которых может достигать 0,5 Тл. Такие мощные поля не дают горячей плазме подняться к поверхности.

В результате чего вместо светлых гранул образуется тёмное пятно.

Несмотря на то, что наблюдение за Солнечными пятнами идёт уже не одно столетие, учёные до сих пор не знают механизма и частоту их формирования.

17 января 2017 года стало известно, что учёным Европейской южной обсерватории с помощью самого мощного микроволнового телескопа на Земле «АЛМА» удалось заглянуть «внутрь» солнечного пятна и сделать его снимки на волне 1,25 мм.

Они надеются, что в будущем это поможет разгадать тайну этих магнитных структур.

Вместе с тем вблизи пятен, где магнитное поле слабее, конвективные движения усиливаются. И тогда в этих местах появляются хорошо заметные яркие образования — факелы. Факелы имеют сложную волокнистую структуру, а их температура на несколько сотен градусов превышает температуру фотосферы.

Во время полного солнечного затмения вокруг диска Луны бывает видна тонкая полоска красновато-фиолетового или розового цвета. Это хромосфера Солнца.

Её толщина составляет порядка 10 000 километров. А температура вещества в ней увеличивается с высотой от 4000 К до 20 000 К. Несмотря на такую высокую температуру, яркость хромосферы невелика из-за малой плотности вещества в ней.

Основным элементом структуры хромосферы Солнца являются спикулы. Они представляют собой достаточно тонкие, в масштабах Солнца, столбики светящейся плазмы.

Одна такая спикула в среднем живёт около 5—10 минут. А её максимальная длина может достигать 20 000 километров.

Из-за этого в конце XIX века итальянский астроном Анджело Секки, наблюдая хромосферу в телескоп, сравнил её с горящими прериями.

Самая разреженная и самая горячая оболочка атмосферы Солнца — это солнечная корона. Её толщина составляет несколько радиусов Солнца. А температура плазмы в ней достигает 2 000 000 К.

Корона в основном состоит из протуберанцев и солнечных извержений. Протуберанцы наблюдаются на самом краю солнечного диска. Они похожи на гигантские арки, которые опираются на хромосферу Солнца.

Как правило, в большинстве протуберанцев вещество движется медленно, а время их существования может достигать нескольких месяцев. Но иногда потоки вещества в них начинают довольно быстро двигаться. Говорят, что протуберанец стал активным.

Активный протуберанец может жить от нескольких десятков минут до нескольких суток. Затем он либо исчезает, либо превращается в эруптивный протуберанец. Они по внешнему виду напоминают гигантские фонтаны, которые в некоторых случаях бьют на высоту до 2 000 000 километров.

Скорость вещества в таких образованиях достигает нескольких сотен километров в секунду.

Детальное изучение данного явления показало, что происходит оно в основном во время вспышек. Вспышки — это самые мощные проявления солнечной активности, во время которых иногда выделяется энергия, эквивалентная взрыву примерно 160 миллиардов мегатонных атомных бомб (6 ∙ 1025 Дж). Для сравнения: это объём мирового потребления электроэнергии за миллион лет.

Облака плазмы, обусловленные солнечными вспышками и корональными выбросами, достигают Земли примерно через двое-трое суток. Они приводят к возникновению геомагнитных бурь на Земле, которые определённым образом влияют на технику и биологические объекты (в том числе и человека).

Число пятен и протуберанцев, частота и мощность вспышек на Солнце меняются с определённой, хотя и не очень строгой периодичностью. Эти периодические изменения солнечной активности называют солнечной цикличностью.

Наиболее известным и лучше всего изученным является солнечный цикл Швабе, длительностью около 11 лет (хотя фактически, колебания циклов происходит в пределах от 7,5 до 16 лет).

Спустя два цикла Швабе (то есть спустя 22 года) магнитное поле Солнца возвращается в своё исходное состояние. Этот цикл получил название цикла Хейла в честь американского астронома Джорджа Эллери Хейла.

Из внешней части солнечной короны истекает солнечный ветер. Он представляет собой непрерывный расширяющийся поток разреженной плазмы, радиально исходящий от Солнца вдоль линий напряжённости магнитного поля и заполняющий собой межпланетное пространство.

Вблизи нашей планеты его скорость составляет порядка 450 км/с, и она увеличивается по мере удаления от Солнца. А плотность солнечного ветра вблизи Земли составляет всего несколько частиц в кубическом сантиметре.

Поток солнечной плазмы не может преодолеть противодействие магнитного поля Земли и обтекает его. При этом образуется полость каплеобразной формы — магнитосфера. Как мы уже знаем, она имеет сложную форму.

Со стороны Солнца граница магнитосферы сжата давлением солнечного ветра.

С ночной же стороны она вытягивается длинным цилиндрическим хвостом на значительное расстояние, и где заканчивается — неизвестно (хотя некоторые учёные считают, что длина магнитного хвоста Земли составляет порядка 6000 её радиусов).

Небольшая часть захваченных геомагнитным полем заряженных частиц образует вокруг нашей планеты радиационный пояс. Здесь движутся протоны, ионы и электроны, обладающие самой высокой энергией. Эти частицы, попадая из в верхние слои атмосферы в районе полюсов, заставляют светиться её основные составляющие — азот и кислород, вызывая полярные сияния.

В настоящее время для изучения Солнца, помимо земных солнечных телескопов, активно используются космические аппараты. Так, например, 26 октября 2006 года для изучения солнечной активности НАСА вывела на гелиоцентрическую орбиту два одинаковых космических аппарата «СТЕРЕО». Они находятся в разных точках орбиты Земли и позволяют изучать магнитные облака, летящие к Земле, «со стороны».

А 1 февраля 2010 года была запущена космическая обсерватория солнечной динамики. На её борту находится аппаратура, способная получать 12 различных видов изображений Солнца.

А разрешение снимков таково, что учёные могут наблюдать на поверхности Солнца детали с угловым размером 0,6 угловой секунды. В период с 2010 по 2015 годы космической обсерваторией было собрано около 2600 терабайт данных, в том числе более 200 млн фотографий поверхности Солнца.

И последнее. Знаете ли вы, что Солнце светит почти белым светом? Но из-за рассеяния и поглощения коротковолновой части спектра атмосферой Земли прямой свет Солнца у поверхности нашей планеты приобретает желтоватый оттенок.

Источник: https://videouroki.net/video/25-atmosfera-solnca-i-solnechnaya-aktivnost.html

Солнце

Меню сайтаКатегорииНовые статьиНовое на форуме

  • Гравитация (часть 2)
  • Фотографии
  • Ошибки и проблемы
  • Марс
  • Построение Вселенной
  • Верующий или нет?
  • Душа. Что это и существует ли она?
  • Смысл жизни
  • Интересные ролики с НЛО
  • Что надо инопланетянам на Земле?
  • Опрос

    СОЛНЦЕ — центральная и единственная звезда нашей системы,вокруг которой вращаются все объекты Солнечной системы. Солнце — источник тепла и света, без которых было бы невозможно возникновение и существование жизни на нашей планете. Радиус Солнца составляет 696 тыс. км, что в 109 раз превышает радиус Земли.Объём Солнца превышает земной в 1,3 миллиона раз. Масса Солнца в 330 000 раз больше массы Земли. Средняя плотность Солнца небольшая — всего 1,4 г/см3, хотя в центре она достигает 150 г/см3. Ядро Солнца очень горячее (порядка 15 млн К) и давление в нем очень высокое (примерно в 300 млрд раз больше атмосферного давления на Земле) и атомы подходят так близко, что могут сливаться. Ежесекундно Солнце излучает 3,84 × 10^26 Дж энергии, что в масс-энергетическом эквиваленте соответствует потере массы 4,26 миллионов тонн в секунду. Солнечная постоянная- определяется как полное количество лучистой солнечной энергии, проходящей за единицу времени через единицу площади, перпендикулярной направлению на Солнце и расположенную за пределами земной атмосферы.Q = (1366±4) Вт/м2 ? 1,95 [кал/(см2•мин) Солнце вырабатывает энергию путём термоядерного синтеза гелия из водорода. Первым исследователем Солнца стал знаменитый ученый Галилей,который с помощью изобретенного им телескопа начал исследовать солнечные пятна, изучение которые, таким образом, продолжаются уже почти 400 лет. Количество солнечных пятен на поверхности Солнца определяется специальным индексом (числом Вольфа).Солнце внутри можно условно разделить на четыре зоны, в которых происходят различные физические процессы. Энергия излучения и тепловая энергия Солнца производится в солнечном ядре, и затем передается внешним слоям посредством излучения. Соответствующая внутренняя зона Солнца называется лучистой зоной. Ближе к поверхности в передаче тепла начинают участвовать конвективные потоки плазмы. Это слой называется конвективной зоной. Между конвективной и радиационной зонами располагается очень тонкая граница раздела, называемая тахоклином. Здесь, как предполагают, формируются солнечные магнитные поля.Фотосфера – это видимая поверхность Солнца.В нее входят солнечные пятна, яркие факелы и гранулы. Хромосфера – это неоднородный по структуре слой, расположенный непосредственно над фотосферой. Температура хромосферы возрастает с высотой от 6000° C до примерно 20,000° C. Корона – это самая внешняя и протяженная часть солнечной атмосферы, сильно неоднородна и содержит множество особенностей, таких как стримеры, корональные дыры и петли. Структура и размер многих из них, как и форма самой короны, меняется с солнечным циклом. Солнечный ветер – это поток ионизованных частиц, выбрасываемых из Солнца во всех направлениях со скоростью около 400 км в секунду. Источником солнечного ветра является горячая корона.Солнце является  типичной звездой, одной из 100 000 000 000 звезд в нашей Галактике. Спектральный класс Солнца G2V,  на диаграмме Герцшпрунга-Рессела  оно находится  ближе к холодному концу главной последовательности, и  относится к классу желтых карликов Солнце находится на расстоянии около 26 000 световых лет от центра Млечного пути вращается вокруг него, делая один оборот примерно за 225—250 миллионов лет.В настоящее время примерно половина водорода в ядре уже выгорела в термоядерных реакциях.  Солнце в целом на 92.1% состоит из водорода, 7.8% составляет гелий и 0.01% приходится на углерод, железо и другие элементы. Каждую секунду 700 млрд тонн водорода сгорает на Солнце.  Несмотря на такую огромную скорость потерь, энергии Солнца хватит еще на 5 млрд лет такой жизни (примерно столько же лет Солнцу от рождения). Закончит свою жизнь Солнце белым карликом.
    Читайте также:  Звезда барнарда - все о космосе

    Вход

    Профиль

    Среда 01.08.2018

    02:10

    Интересное

    Поиск по сайту

    https://www.youtube.com/watch?v=ivZmiyWWY5w

    Новости космоса на главной странице Яндекса.

    Добавьте наш виджет, кликнув по картинке, и будьте всегда в курсе последних событий.

    Онлайн всего: 14

    Гостей: 14

    Пользователей:

    [ Кто нас сегодня посетил ]

    Источник: https://kosmos-x.net.ru/index/0-59

    «Космос. От Солнечной системы вглубь Вселенной»

    Мы продолжаем знакомить вас с книгами, вошедшими в лонг-лист премии научно-популярной литературы «Просветитель» 2017 года. Сегодня это «Космос. От Солнечной системы вглубь Вселенной» М. Я. Марова.

    В ней последовательно и подробно описываются как объекты Солнечной системы, так и другие космические объекты и явления, лежащие за ее пределами. Предлагаем вам познакомиться с первой главой, в которой речь, естественно, идет о Солнце.

    Фрагменты других книг — участников премии, опубликованные на сайте N + 1, можно найти здесь.

    Солнце как звезда. Общие свойства

    Солнце — центральное светило, вокруг которого обращаются все планеты и малые тела Солнечной системы. Это не только центр тяготения, но и источник энергии, обеспечивающий тепловой баланс и природные условия на планетах, в том числе жизнь на Земле.

    Движение Солнца относительно звезд (и горизонта) изучалось с древних времен, чтобы создавать календари, которые люди использовали, прежде всего, для сельскохозяйственных нужд. Григорианский календарь, в настоящее время используемый почти повсюду в мире, является по существу солнечным календарем, основанным на циклическом обращении Земли вокруг Солнца.

    Визуальная звездная величина Солнца равна 26,74m, и оно является самым ярким объектом на нашем небе.

    Солнце — рядовая звезда, находящаяся в нашей галактике, называемой просто Галактика или Млечный Путь, на расстоянии 2/3 от ее центра, что составляет 26 000 световых лет, или ~10кпк, и на расстоянии ~25пк от плоскости Галактики.

    Оно обращается вокруг ее центра со скоростью ~220км/с и периодом 225–250 миллионов лет (галактический год) по часовой стрелке, если смотреть со стороны северного галактического полюса. Орбита является, как предполагают, приблизительно эллиптической и испытывает возмущения галактических спиральных рукавов из-за неоднородных распределений звездных масс.

    Кроме того, Солнце совершает периодические перемещения вверх и вниз относительно плоскости Галактики от двух до трех раз за оборот. Это приводит к изменению гравитационных возмущений и, в частности, оказывает сильное влияние на устойчивость положения объектов на краю Солнечной системы.

    Это служит причиной вторжения комет из Облака Оорта внутрь Солнечной системы, что ведет к увеличению ударных событий. Вообще же, с точки зрения различного рода возмущений, мы находимся в довольно благоприятной зоне в одном из спиральных рукавов нашей Галактики на расстоянии ~2/3 от ее центра.

    В современную эпоху Солнце расположено вблизи внутренней стороны рукава Ориона, перемещаясь внутри Местного Межзвездного Облака (ММО), заполненного разреженным горячим газом, возможно остатком взрыва сверхновой. Как мы увидим в гл. 10, эту область называют галактической обитаемой зоной.

    Солнце движется в Млечном Пути (относительно других близких звезд) по направлению к звезде Вега в созвездии Лира под углом приблизительно 60° от направления к галактическому центру; его называют движением к апексу. Интересно, что, так как наша Галактика также перемещается относительно космического микроволнового фонового излучения (CMB — Cosmic Microvawe Background, см. гл.

    11) со скоростью 550км/с в направлении созвездия Гидры, результирующая (остаточная) скорость Солнца относительно CMB составляет около 370км/с и направлена к созвездию Льва. Заметим, что Солнце в своем движении испытывает небольшие возмущения от планет, прежде всего Юпитера, образуя с ним общий гравитационный центр Солнечной системы — барицентр, расположенный в пределах радиуса Солнца.

    Каждые несколько сотен лет барицентрическое движение переключается от прямого (проградного) к обратому (ретроградному).

    Солнце сформировалось примерно 4,5 млрд лет назад, когда быстрое сжатие облака молекулярного водорода под действием гравитационных сил привело к образованию в нашей области Галактики переменной звезды первого типа звездного населения — звезды типа T Тельца (T Tauri).

    После начала в солнечном ядре реакций термоядерного синтеза (превращения водорода в гелий) Солнце перешло на главную последовательность диаграммы Герцшпрунга–Рассела (ГР) (см. гл.6).

    Солнце классифицируется как желтая карликовая звезда класса G2V, которая кажется желтой при наблюдении с Земли из-за небольшого избытка желтого света в ее спектре, вызванного рассеянием в атмосфере синих лучей. Римская цифра V в обозначении G2V означает, что Солнце принадлежит главной последовательности ГР-диаграммы.

    Как предполагают, в самый ранний период эволюции, до момента перехода на главную последовательность, оно находилось на так называемом треке Хаяши, где сжималось и, соответственно, уменьшало светимость при сохранении примерно той же самой температуры.

    Следуя эволюционному сценарию, типичному для звезд низкой и средней массы, находящихся на главной последовательности, Солнце прошло примерно половину пути активной стадии своего жизненного цикла (превращения водорода в гелий в реакциях термоядерного синтеза), составляющего в общей сложности примерно 10 млрд лет, и сохранит эту активность в течение последующих приблизительно 5 млрд лет. Солнце ежегодно теряет 10-14 своей массы, а суммарные потери на протяжении всей его жизни составят 0,01%.

    По своей природе Солнце — плазменный шар диаметром приблизительно 1,5 млн км. Точные значения его экваториального радиуса и среднего диаметра составляют соответственно 695 500 км и 1 392 000 км. Это на два порядка больше размера Земли и на порядок больше размера Юпитера.

    Средний угловой размер Солнца при наблюдении с Земли равен 31 59 и изменяется в пределах от 31ʹ 27ʹʹ до 32ʹ 31ʹʹ, а наклон оси вращения к эклиптике 7,25°. Солнце вращается вокруг своей оси против часовой стрелки (если смотреть с Северного полюса мира), скорость вращения внешних видимых слоев составляет 7 284 км/час.

    Сидерический период вращения на экваторе равен 25,38 сут., в то время как период на полюсах намного длиннее — 33,5 сут., т.е. атмосфера на полюсах вращается медленнее, чем на экваторе.

    Читайте также:  Глобулы - все о космосе

    Это различие возникает из-за дифференциального вращения, вызванного конвекцией и неравномерным переносом масс из ядра наружу, и связано с перераспределением углового момента. При наблюдении с Земли кажущийся период вращения составляет приблизительно 28 дней.

    Дифференциальное вращение влияет на структуру магнитного поля и, в частности, приводит к закручиванию магнитных силовых линий. Петли магнитного поля, проецируемые к поверхности Солнца, вызывают солнечные пятна и протуберанцы.

    По существующим представлениям, за генерацию солнечного магнитного поля ответственна разновидность магнитного гидродинамического динамо, сочетающего взаимодействие полоидального и тороидального полей во внутренней конвективной зоне Солнца.

    С механизмом динамо связан 11-летний цикл солнечной активности и изменение полярности магнитного поля Солнца каждые 11 лет.

    Фигура Солнца почти сферическая, ее сплюснутость незначительная, всего 9 миллионных долей. Это означает, что его полярный радиус меньше экваториального только на ~10 км.

    Масса Солнца равна 1,99×1033 г (~330 000 масс Земли), а средняя плотность составляет 1,41г/см3 (почти в 4 раза меньше плотности Земли). Солнце заключает в себе 99,86% массы всей Солнечной системы.

    Ускорение силы тяжести (на экваторе) g=274,0 м/с2 (27,94gE), вторая космическая скорость Ve = 617,7 км/с (в 55 раз больше, чем для Земли).

    Эффективная температура солнечной «поверхности» (Teff = 5 777 K) относится к видимому слою — фотосфере, в то время как температура в центре ядра ~1,57×107 K, а температура внешней атмосферы (короны) ~5×106 K. При столь высоких температурах газы находятся в плазменном состоянии.

    Фотосфера, в основном, ответственна за все испускаемое излучение, поскольку газ, находящийся выше фотосферы, слишком холодный и слишком разряженный, чтобы излучать существенное количество света.

    Яркость Солнца огромна, она составляет 3,85×1033 эрг/с и примерно соответствует планковскому излучению черного тела при температуре ~6 000 K.

    Спустя примерно 1 млрд лет после выхода на Главную последовательность (по оценкам между 3,8 и 2,5 млрд лет тому назад) яркость Солнца увеличилась примерно на 30%. Совершенно очевидно, что с изменением светимости Солнца напрямую связаны проблемы климатической эволюции планет.

    Особенно это касается Земли, температура на поверхности которой, необходимая для сохранения жидкой воды (и, вероятно, происхождения жизни), могла быть достигнута только за счет более высокого содержания в атмосфере парниковых газов, чтобы компенсировать низкую инсоляцию. Эта проблема носит название «парадокса молодого Солнца».

    В последующий период яркость Солнца (также как и его радиус) продолжали медленно расти. По существующим оценкам, Солнце становится приблизительно на 10% ярче каждые один миллиард лет. Соответственно, поверхностные температуры планет (включая температуру на Земле) медленно повышаются.

    Примерно через 3,5 млрд лет от настоящего времени яркость Солнца возрастет на 40%, и к этому времени условия на Земле будут подобны условиям на сегодняшней Венере.

    В настоящее время количество энергии, приходящейся на единицу площади поверхности Земли (солнечная постоянная, относящаяся к верхней границе атмосферы), составляет 1 368 Вт x м2, или ~2 кал x см-2 x мин-1. Это примерно одна миллиардная часть мощности солнечного излучения.

    В течение 11-летнего солнечного цикла (см. ниже) солнечная постоянная изменяется незначительно, в пределах ~0,2%, хотя существенно изменяется спектральный состав излучения, прежде всего в УФ- и рентгеновском диапазонах длин волн.

    Эти небольшие в энергетическом отношении диапазоны оказывают решающее воздействие на состояние верхней атмосферы и околопланетного космического пространства.

    Атмосфера и облака ослабляют солнечный свет почти экспоненциально, и количество энергии, достигающей земной поверхности, почти на 30% меньше (~1 000 Вт/м2 , чем при ясной погоде и когда Солнце находится вблизи зенита.

    К концу своей жизни Солнце перейдет в состояние красного гиганта. Водородное топливо в ядре будет исчерпано, его внешние слои сильно расширятся, а ядро сожмется и нагреется. Водородный синтез продолжится вдоль оболочки, окружающей гелиевое ядро, а сама оболочка будет постоянно расширяться.

    Будет образовываться все большее количество гелия, и температура ядра будет расти. При достижении в ядре температуры ~100 миллионов градусов начнется горение гелия с образованием углерода.

    Это, вероятно, заключительная фаза активности Солнца, поскольку его масса недостаточна для начала более поздних стадий ядерного синтеза с участием более тяжелых элементов — азота и кислорода (см. гл. 6). Из-за сравнительно небольшой массы жизнь Солнца не окончится взрывом сверхновой звезды.

    Вместо этого будут происходить интенсивные тепловые пульсации, которые заставят Солнце сбросить внешние оболочки, и из них образуется планетарная туманность.

    В ходе дальнейшей эволюции образуется очень горячее вырожденное ядро — белый карлик, лишенный собственных источников термоядерной энергии, с очень высокой плотностью вещества, который будет медленно охлаждаться и, как предсказывает теория, через десятки миллиардов лет превратится в невидимый черный карлик.

    Читайте подробнее:
    Маров М. Я. Космос. От Солнечной системы вглубь Вселенной. — М.: Физматлит, 2016.

    Источник: https://nplus1.ru/blog/2017/08/04/space-solar-system

    Все о космосе

    В конце 40-х годов американский астроном С. Форбуш обнаружил непонятное явление. Измеряя интенсив­ность космических лучей, Форбуш заметил, что она значительно снижается при возрастании солнечной ак­тивности и совсем резко падает во время магнитных бурь.

    Это представлялось довольно странным. Скорее, мож­но было ожидать обратного. Ведь Солнце само является поставщиком космических лучей. Поэтому, казалось бы, чем выше активность нашего дневного светила, тем больше частиц оно должно выбрасывать в окружающее пространство.

    Оставалось предположить, что возрастание солнечной активности влияет на земное магнитное поле таким об­разом, что оно начинает отклонять частицы космических лучей — отбрасывать их. Путь к Земле как бы запи­рается.

    Объяснение казалось логичным. Но, увы, как выяс­нилось вскоре, оно было явно недостаточным.

    Подсчеты, проделанные физиками, неопровержимо свидетельство­вали о том, что изменение физических условий только в непосредственной близости от Земли не может вызвать эффекта такого масштаба, какой наблюдается в дей­ствительности.

    Очевидно, должны существовать и какие-то другие силы, препятствующие проникновению космических лучей в солнечную систему, и притом такие, которые возрастают с увеличением солнечной активности.

    Тогда-то и возникло предположение, что виновни­ками загадочного эффекта являются потоки заряженных частиц, вырывающиеся с поверхности Солнца и про­низывающие пространство солнечной системы. Этот свое­образный «солнечный ветер» и очищает межпланетную среду, «выметая» из нее частицы космических лучей.

    В пользу подобной гипотезы говорили также явления, наблюдающиеся в кометах. Как известно, кометные хво­сты всегда направлены от Солнца. Вначале это обстоя­тельство связывали со световым давлением солнечных лучей.

    Однако в середине текущего столетия было уста­новлено, что лишь световое давление не может вызывать всех явлений, происходящих в кометах. Расчеты пока­зали, что для образования и наблюдаемого отклонения кометных хвостов необходимо воздействие не только фотонов, но и частиц вещества.

    Кстати, такие частицы могли бы возбуждать происходящее в кометных хвостах свечение ионов.

    Собственно говоря, о том, что Солнце выбрасывает потоки заряженных частиц — корпускул, было известно и до этого. Однако предполагалось, что такие потоки носят эпизодический характер. Их возникновение астро­номы связывали с появлением вспышек и пятен.

    Но ко­метные хвосты направлены в противоположную от Солн­ца сторону всегда, а не только в периоды усиления сол­нечной активности. Значит, и корпускулярная радиация, заполняющая пространство солнечной системы, должна существовать постоянно.

    Она усиливается с возраста­нием солнечной активности, но существует всегда.

    Таким образом, околосолнечное пространство непре­рывно обдувается солнечным ветром. Из чего же состоит этот ветер и при каких условиях он возникает?

    Познакомимся с самым внешним слоем солнечной ат­мосферы — «короной». Эта часть атмосферы нашего дневного светила необычайно разрежена. Даже в непо­средственной близости от Солнца ее плотность состав­ляет всего около одной стомиллионной доли плотности земной атмосферы.

    Это значит, что в каждом куби­ческом сантиметре околосолнечного пространства содер­жится всего несколько сотен миллионов частиц короны. Но так называемая «кинетическая температура» короны, определяемая по скорости движения частиц, весьма вели­ка. Она достигает миллиона градусов.

    Поэтому корональный газ полностью ионизован и представляет собой смесь протонов, ионов различных элементов и свободных элект­ронов.

    Недавно появилось сообщение о том, что в составе солнечного ветра обнаружено присутствие ионов гелия. Это обстоятельство проливает спет на тот механизм, с помощью которого происходит выброс  заряженных

    частиц с поверхности Солнца. Если бы солнечный ветер состоял только из электронов и протонов, то еще можно было бы предполагать, что он образуется за счет чисто тепловых процессов и представляет собой нечто вроде пара, образующегося над поверхностью кипящей воды.

    Однако ядра атомов гелия в четыре раза тяжелее про­тонов и поэтому маловероятно, чтобы они могли выбра­сываться вследствие испарения. Скорее всего образова­ние солнечного ветра связано с действием магнитных сил. Улетая от Солнца, облака плазмы как бы уносят с собой и магнитные поля.

    Именно эти поля и служат тем своеобразным «цементом», который «скрепляет» воедино частицы с различными массами и зарядами.

    Наблюдения и вычисления, проведенные астронома­ми, показали, что по мере удаления от Солнца плотность короны постепенно уменьшается. Но, оказывается, в районе орбиты Земли она еще заметно отличается от нуля.

    В этой области солнечной системы на каждый ку­бический сантиметр пространства приходится от ста до тысячи корональных частиц.

    Читайте также:  Движение нашего единственного спутника - все о космосе

    Другими словами, наша планета находится внутри солнечной атмосферы и, если хотите, мы вправе называть себя не только жителями Земли, но и жителями атмосферы Солнца.

    Если вблизи Солнца корона более или менее ста­бильна, то по мере увеличения расстояния она стре­мится расшириться в пространство. И чем дальше от Солнца, тем выше скорость этого расширения. Согласно расчетам американского астронома Э.

    Паркера, уже па расстоянии 10 млн. км корональные частицы движутся со скоростями, превосходящими скорость звука. И но мере дальнейшего удаления от Солнца и ослабления силы солнечного притяжения эти скорости возрастают еще в несколько раз.

    Таким образом, напрашивается вывод о том, что сол­нечная корона — это и есть солнечный ветер, обдуваю­щий пространство нашей планетной системы.

    Эти теоретические выводы были полностью подтвер­ждены измерениями па космических ракетах и искус­ственных спутниках Земли. Оказалось, что солнечный ветер существует всегда и вблизи Земли «дует» со ско­ростью около 400 кмсек. С увеличением солнечной ак­тивности скорость эта возрастает.

    Как далеко дует солнечный ветер? Вопрос этот пред­ставляет значительный интерес, однако для получения соответствующих экспериментальных данных необходимо осуществить зондирование космическими аппаратами внешней части солнечной системы. Пока же это не сде­лано, приходится довольствоваться теоретическими сооб­ражениями.

    Однако однозначного ответа получить не удается. В зависимости от исходных предпосылок расчеты при­водят к различным результатам.

    В одном случае получается, что солнечный ветер затихает уже в районе ор­биты Сатурна, в другом, — что он существует еще на очень большом расстоянии за орбитой последней планеты Плутона.

    Но это лишь теоретически крайние пределы возможного распространения солнечного ветра. Указать точную границу могут лишь наблюдения.

    Наиболее достоверными были бы, как мы уже отме­чали, данные космических зондов. Но в принципе воз­можны и некоторые косвенные наблюдения.

    В частности, было замечено, что после каждого очередного спада сол­нечной активности соответствующее возрастание интен­сивности космических лучей высоких энергий, т. е. лу­чей, приходящих в солнечную систему извне, происходит с запозданием примерно на шесть месяцев.

    Видимо, это и есть как раз тот срок, который необходим, чтобы оче­редное изменение мощности солнечного ветра дошло до границы его распространения. Так как средняя скорость распространения солнечного ветра составляет около 2,5 астрономической единицы (1 астрономическая еди­ница = 150 млн.

    км—среднему расстоянию Земли от Солн­ца) в сутки, то это дает расстояние около 40—45 астро­номических единиц. Другими словами, солнечный ветер иссякает где-то в районе орбиты Плутона.

    Источник: http://www.allkosmos.ru/solnechnyj-veter/

    10 популярных заблуждений о космосе

    Типичный пример заблуждения, созданного кинематографом ради зрелищности. Ну вы знаете, эти вылезающие из орбит глаза и раздувающееся тело, после чего человек лопается, как мыльный пузырь.

    Кровь и кишки во все стороны добавляются опционально, если позволяет возрастной рейтинг фильма.

    Попадание в открытый космос без специального скафандра действительно убивает, но не так зрелищно, как мы видим в фильмах.

    На самом деле человек без защиты может пробыть в открытом космосе примерно 30 секунд, не получив при этом необратимых нарушений здоровья.

    Это будет далеко не мгновенная смерть. Человек умрёт от удушья из-за отсутствия кислорода. Если хотите увидеть, как это происходит на самом деле, посмотрите «Космическую одиссею 2001 года» Стэнли Кубрика. Вот в этом фильме тема раскрыта вполне реалистично.

    Венера и Земля похожи

    Когда речь заходит о космической колонизации, то кандидата на роль нового дома для человечества два: Марс либо Венера. Венеру называют сестрой Земли, но только из-за схожести этих планет по размеру, силе гравитации и составу.

    Вряд ли нам понравится жить на планете с густыми плотными облаками из серной кислоты, отражающими весь солнечный свет. Атмосфера — почти чистый углекислый газ, атмосферное давление в 92 раза выше нашего, температура на поверхности равна 477 градусам по Цельсию. Не очень дружелюбная сестра.

    Солнце горит

    На самом деле оно не горит, а светится. Можно подумать, что особой разницы нет, но горение — это химическая реакция, а свет, испускаемый Солнцем, является результатом ядерных реакций.

    Солнце жёлтое

    Попросите ребёнка или даже взрослого нарисовать Солнце. Результатом обязательно будет жёлтый круг. И правда, можно посмотреть на Солнце собственными глазами — оно жёлтое.

    На самом деле мы видим Солнце жёлтым из-за атмосферы Земли. Тут можно поспорить, указав на снимки Солнца из космоса, где оно тоже жёлтое. Действительно, только зачастую такие снимки предварительно обрабатывают, чтобы сделать нашу звезду узнаваемой.

    Настоящий цвет Солнца — белый. И чтобы убедиться в этом, совсем не обязательно лететь в космос, достаточно лишь знать температуру. Более холодные звёзды светятся коричневым или тёмно-красным светом.

    С повышением температуры цвет смещается к красному.

    Самые горячие звёзды с температурой поверхности в 10 тысяч градусов по Кельвину излучают свет, близкий к противоположной границе спектра видимого света, и дают голубой цвет.

    Наше Солнце с температурой поверхности 6 тысяч градусов по Кельвину находится примерно в середине спектра и даёт чистое белое свечение.

    Летом Земля ближе к Солнцу

    Кажется вполне логичным, что температура на поверхности Земли тем выше, чем ближе она к телу, дающему тепло, то есть к Солнцу. Но причина смены времён года кроется в том, что ось вращения Земли наклонена. Когда ось, выходящая из северного полушария, наклонена в сторону Солнца, в этом полушарии лето, и наоборот. Именно поэтому говорят, что в Австралии зима летом.

    При этом не становится заблуждением мысль о том, что Земля периодически отдаляется от Солнца и приближается к нему. Орбита Земли эллиптическая, как и у большинства других планет. Среднее расстояние от Земли до Солнца считается равным 150 миллионам километров.

    Однако в момент наибольшего приближения планеты к звезде расстояние уменьшается до 147 миллионов километров, а при наибольшем удалении увеличивается до 152 миллионов километров.

    То есть Земля действительно бывает ближе и дальше от Солнца, но этот факт не влияет на времена года.

    Тёмная сторона Луны

    Луна действительно всегда обращена к Земле одной стороной, потому что её вращение вокруг собственной оси и вокруг Земли синхронизировано. Однако это не значит, что другая её сторона всегда в темноте. Вы наверняка видели лунные затмения. Угадайте, если сторона, всегда обращённая к нам, закрывает часть Солнца, то куда попадает в это время свет звезды?

    Луна всегда обращена одной стороной к Земле, но не к Солнцу.

    Звук в космосе

    Ещё один миф кинематографа, который, к счастью, используют не все режиссёры. В той же «Одиссее» Кубрика и нашумевшем «Интерстелларе» всё правильно.

    Космос — безвоздушное пространство, то есть там звуковым волнам просто не через что распространяться. Но это не значит, что Земля — это единственное место, где можно слышать звуки.

    Везде, где есть какая-то атмосфера, будет и звук, но он покажется вам странным. Например, на Марсе звук будет выше.

    Сквозь пояс астероидов нельзя пролететь

    Привет «Звёздным войнам». Там мы видели пояс астероидов как очень плотное скопление, пройти сквозь которое под силу лишь таким крутым пилотам, как Хан Соло.

    В реальности космос другой. Он больше. Гораздо больше. Несоизмеримо больше. И расстояние между объектами в поясе астероидов тоже гораздо больше. По факту, чтобы пролететь сквозь пояс и врезаться хоть в один астероид, нужно быть самым невезучим человеком во Вселенной.

    Для примера можно обратиться к поясу астероидов в нашей системе. Самый большой объект в нём — Церера, карликовая планета — имеет диаметр всего 950 километров. Расстояние между двумя объектами в поясе колеблется в пределах сотен тысяч километров. На данный момент на исследование пояса было отправлено уже 11 зондов, и все они благополучно прошли его без каких-то инцидентов.

    Великая Китайская стена видна из космоса

    Миф появился ещё до того, как человек побывал в космосе. А ещё до первого полёта на Луну некто утверждал, что стену будет видно и с естественного спутника Земли. Ну что же, вот снимок даже не с Луны, а с довольно низкой орбиты. Найдите Великую Китайскую стену.

    Где стена?

    На космические технологии тратят четверть бюджета страны

    Конечно, не у нас, а в США, но и это чушь. Да, расходы на космическую программу в Штатах выше, чем у любой другой страны, но ни о каких 25% речи не идёт. Вот ссылка на предлагаемый бюджет NASA на 2015 год. Это 0,5% федерального бюджета США.

    Наибольшие средства в отрасль вкладывались во время космической гонки в шестидесятые годы, но и тогда расходы достигали среднего уровня лишь в 1% от федерального бюджета. Рекорд составляет 4,41% в 1966 году, но то были очень специфические времена.

    Мы надеемся, что данная подборка получилась интересной и познавательной. Предлагайте тематики следующих подборок в комментариях.

    Источник: https://lifehacker.ru/10-mifov-o-kosmose/

    Ссылка на основную публикацию