Słońce

4186
Charles McCarthy
Słońce

Co to jest słońce?

Plik Słońce To gwiazda stanowiąca centrum Układu Słonecznego i najbliższa Ziemi, której dostarcza energię w postaci światła i ciepła, dając początek porom roku, klimatowi i prądom oceanicznym planety. Krótko mówiąc, oferuje podstawowe warunki niezbędne do życia.

Słońce jest najważniejszym ciałem niebieskim dla istot żywych. Uważa się, że powstało około 5 miliardów lat temu, z ogromnej chmury materii gwiazdowej: gazu i pyłu. Materiały te zaczęły się zlepiać pod wpływem siły grawitacji.

Słońce, zdjęcie NASA

Najprawdopodobniej policzono tam pozostałości po jakichś supernowych, gwiazdach zniszczonych przez kolosalny kataklizm, który dał początek strukturze zwanej protogwiazdą..

Siła grawitacji powodowała gromadzenie się coraz większej ilości materii, a wraz z nią temperatura protogwiazdy również wzrosła do punktu krytycznego, około 1 miliona stopni Celsjusza. To właśnie tam zapalił się reaktor jądrowy, z którego powstała nowa stabilna gwiazda: Słońce.

Mówiąc bardzo ogólnie, Słońce można uznać za dość typową gwiazdę, chociaż ma masę, promień i inne właściwości poza tym, co można by uznać za „średnią” wśród gwiazd. Później zobaczymy, w której kategorii Słońce należy do znanych nam gwiazd.

Aktywność słoneczna

Ludzkość zawsze była zafascynowana Słońcem i stworzyła wiele sposobów jego badania. Zasadniczo obserwacja odbywa się za pomocą teleskopów, które przez długi czas znajdowały się na Ziemi, a teraz są również na satelitach.

Poprzez światło poznaje się wiele właściwości Słońca, na przykład spektroskopia pozwala poznać jego skład, dzięki temu, że każdy element pozostawia charakterystyczny ślad. Meteoryty są kolejnym świetnym źródłem informacji, ponieważ zachowują oryginalny skład chmury protogwiazdowej..

Charakterystyka Słońca

Oto niektóre z głównych cech Słońca obserwowanych z Ziemi:

-Słońce jest uważane za żółta gwiazda karła. W tej kategorii znajdują się gwiazdy o masie od 0,8 do 1,2 masy Słońca..

-Jego kształt jest praktycznie kulisty, ledwo spłaszcza się lekko na biegunach ze względu na swój obrót, az Ziemi jest postrzegany jako dysk, stąd czasami nazywany jest dysk słoneczny.

-Najliczniejsze pierwiastki to wodór i hel.

-Mierzony z Ziemi, kątowy rozmiar Słońca wynosi około ½ stopnia.

-Promień Słońca wynosi około 700 000 km i jest szacowany na podstawie jego rozmiaru kątowego. Dlatego średnica wynosi około 1 400 000 km, czyli około 109 razy więcej niż średnica Ziemi.

-Średnia odległość między Słońcem a Ziemią to astronomiczna jednostka odległości.

-Jeśli chodzi o jego masę, jest ona uzyskiwana z przyspieszenia, jakie uzyskuje Ziemia, gdy porusza się wokół Słońca i promienia słonecznego: około 330 000 razy większe niż Ziemia lub 2 x 1030 kg około.

-Doświadcza cykli lub okresów dużej aktywności, związanych z magnetyzmem słonecznym. Następnie pojawiają się plamy słoneczne, rozbłyski lub rozbłyski i erupcje masy koronalnej.

-Gęstość Słońca jest znacznie niższa niż na Ziemi, ponieważ jest to jednostka gazowa.

-Jeśli chodzi o jego jasność, która jest definiowana jako ilość energii wypromieniowanej na jednostkę czasu -power-, jest to równoważne 4 x10 33 erg / s lub więcej niż 10 2. 3 kilowaty. Dla porównania żarówka żarowa emituje mniej niż 0,1 kilowata.

-Efektywna temperatura Słońca wynosi 6000 ºC. Jest to średnia temperatura, później zobaczymy, że jądro i korona są regionami znacznie gorętszymi..

Struktura Słońca

Warstwowa struktura Słońca Źródło: Wikimedia Commons.

Aby ułatwić jego badanie, strukturę Słońca podzielono na 6 warstw, rozmieszczonych w dobrze zróżnicowanych regionach, zaczynając od środka:

-Rdzeń słoneczny

-Strefa promienista

-Strefa konwekcyjna

-Fotosfera

-Chromosfera

Rdzeń

Jego rozmiar to około 1/5 promienia słonecznego. Tam Słońce wytwarza energię, którą promieniuje, dzięki wysokim temperaturom (15 milionów stopni Celsjusza) i panującym ciśnieniom, które sprawiają, że jest to reaktor termojądrowy.

Siła grawitacji działa jako stabilizator w tym reaktorze, w którym zachodzą reakcje, w których wytwarzane są różne pierwiastki chemiczne. W najbardziej elementarnych jądrach wodoru (protony) stają się jądra helu (cząstki alfa), które są stabilne w warunkach panujących wewnątrz jądra..

Następnie powstają cięższe pierwiastki, takie jak węgiel i tlen. Wszystkie te reakcje uwalniają energię, która wędruje przez wnętrze Słońca i rozprzestrzenia się po całym Układzie Słonecznym, w tym na Ziemi. Szacuje się, że w każdej sekundzie Słońce przekształca 5 milionów ton masy w czystą energię.

Strefa promienista

Energia z rdzenia przemieszcza się na zewnątrz poprzez mechanizm promieniowania, taki jak ogień ogniska, który ogrzewa otoczenie.

W tym obszarze materia znajduje się w stanie plazmy, w temperaturze nie tak wysokiej jak w jądrze, ale osiągającej około 5 milionów kelwinów. Energia w postaci fotonów - paczek lub „kwantów” światła - jest wielokrotnie transmitowana i ponownie absorbowana przez cząstki tworzące plazmę..

Proces jest powolny, chociaż średnio fotony z jądra docierają na powierzchnię po około miesiącu, czasami podróż do obszarów zewnętrznych może zająć nawet milion lat, abyśmy mogli je zobaczyć w postaci lekki..

Strefa konwekcyjna

Struktura słońca. Źródło: Kelvin13, CC BY-SA 3.0 , za pośrednictwem Wikimedia Commons

Ponieważ nadejście fotonów ze strefy promieniowania jest opóźnione, temperatura w tej warstwie gwałtownie spada do 2 milionów kelwinów. Energia jest transportowana przez konwekcję, ponieważ materia tutaj nie jest tak zjonizowana.

Transport energii przez konwekcję odbywa się poprzez ruch wirów gazów o różnych temperaturach. W ten sposób ogrzane atomy wznoszą się w kierunku najbardziej zewnętrznych warstw Słońca, niosąc ze sobą tę energię, ale w niejednorodny sposób..

Fotosfera

Ta „kula światła” jest pozorną powierzchnią naszej gwiazdy, tą, którą z niej widzimy (zawsze należy używać specjalnych filtrów, aby bezpośrednio widzieć Słońce). Jest to oczywiste, ponieważ Słońce nie jest ciałem stałym, ale jest zbudowane z plazmy (bardzo gorącego, silnie zjonizowanego gazu), przez co brakuje mu prawdziwej powierzchni..

Fotosferę można oglądać przez teleskop wyposażony w filtr. Wygląda jak błyszczące granulki na nieco ciemniejszym tle, z jasnością nieznacznie zmniejszającą się w kierunku krawędzi. Granulki są spowodowane prądami konwekcyjnymi, o których wspominaliśmy wcześniej.

Fotosfera jest do pewnego stopnia przezroczysta, ale wtedy materiał staje się tak gęsty, że nie można go zobaczyć.

Chromosfera

Jest to najbardziej zewnętrzna warstwa fotosfery, odpowiadająca atmosferze, o czerwonawej jasności, o grubości od 8 000 do 13 000 i temperaturze od 5 000 do 15 000 ºC. Staje się widoczny podczas zaćmienia Słońca i wytwarza gigantyczne żarzące się burze gazowe, których wysokość sięga tysięcy kilometrów.

Korona

Wewnętrzne obszary słońca. Źródło: Kelvinsong, CC BY-SA 3.0 , za pośrednictwem Wikimedia Commons

Jest to warstwa o nieregularnym kształcie, która rozciąga się na kilka promieni słonecznych i jest widoczna gołym okiem. Gęstość tej warstwy jest niższa niż reszty, ale może osiągać temperatury do 2 milionów kelwinów.

Nie jest jeszcze jasne, dlaczego temperatura tej warstwy jest tak wysoka, ale w pewien sposób jest to związane z intensywnymi polami magnetycznymi wytwarzanymi przez Słońce..

Na zewnątrz korony znajduje się duża ilość pyłu skoncentrowanego w równikowej płaszczyźnie słońca, który rozprasza światło z fotosfery, generując tzw. światło zodiakalne, słaby pas światła, który można zobaczyć gołym okiem po zachodzie słońca, w pobliżu punktu na horyzoncie, z którego wyłania się ekliptyka.

Istnieją również pętle, które przechodzą od fotosfery do korony, utworzone z gazu znacznie zimniejszego niż reszta: są wybrzuszenia słoneczne, widoczne podczas zaćmień.

Heliosfera

Rozproszona warstwa, która rozciąga się poza Plutona, w której wytwarzany jest wiatr słoneczny i manifestuje się pole magnetyczne Słońca.

Kompozycja

Prawie wszystkie pierwiastki, które znamy z układu okresowego, znajdują się w Słońcu. Hel i wodór to pierwiastki występujące w największej ilości.

Z analizy widma słonecznego wiadomo, że chromosfera składa się z wodoru, helu i wapnia, podczas gdy żelazo, nikiel, wapń i argon występują w stanie zjonizowanym..

Oczywiście Słońce zmieniało swój skład w czasie i będzie to robić nadal, ponieważ zużywa zapasy wodoru i helu..

Aktywność słoneczna

Rozbłysk słoneczny, NASA

Z naszego punktu widzenia Słońce wydaje się dość spokojne. Ale w rzeczywistości jest to miejsce pełne aktywności, w którym zjawiska zachodzą na niewyobrażalną skalę. Nazywane są wszystkie zakłócenia, które nieustannie występują na Słońcu aktywność słoneczna.

Magnetyzm odgrywa bardzo ważną rolę w tej działalności. Do głównych zjawisk zachodzących na Słońcu należą:

Występy słoneczne

Występy, wypukłości lub włókna powstają w koronie i składają się ze struktur gazu o wysokiej temperaturze, które osiągają dużą wysokość.

Widoczne są na krawędzi tarczy słonecznej w postaci wydłużonych struktur, które przeplatają się i są stale modyfikowane przez pole magnetyczne Słońca..

Koronalne wyrzuty masy

Jak sama nazwa wskazuje, duża ilość materii jest wyrzucana przez Słońce z dużą prędkością, z prędkością około 1000 km / s. Dzieje się tak, ponieważ linie pola magnetycznego przeplatają się ze sobą i wokół wypukłości słonecznej, powodując ucieczkę materiału..

Zwykle trwają godzinami, aż linie pola magnetycznego się rozpadną. Koronalne wyrzuty masy powodują duży przepływ cząstek, który dociera do Ziemi po kilku dniach.

Ten przepływ cząstek oddziałuje z polem magnetycznym Ziemi i przejawia się między innymi w postaci zorzy polarnej i południowej..

Plamy słoneczne

Są to obszary fotosfery, w których pole magnetyczne jest bardzo intensywne. Wyglądają jak ciemne plamy na dysku słonecznym i mają niższą temperaturę niż reszta. Zwykle pojawiają się w bardzo zmiennych grupach, których okresowość wynosi 11 lat: słynny cykl słoneczny.

Grupy plam są bardzo dynamiczne, podążając za obrotem Słońca, z większą plamą, która znajduje się z przodu, a drugą, która zamyka grupę. Naukowcy próbowali przewidzieć liczbę plamek w każdym cyklu, ze względnym powodzeniem.

Płomienie

Występują, gdy Słońce wyrzuca materiał z chromosfery i korony. Są postrzegane jako błysk światła, który rozjaśnia niektóre obszary Słońca.

Śmierć

Jak każda gwiazda, Słońce pewnego dnia zniknie, ale nie nastąpi to w najbliższej przyszłości

Dopóki wystarcza paliwo jądrowe, Słońce będzie istnieć. Nasza gwiazda z trudem spełnia warunki, aby umrzeć w wielkiej katastrofie typu supernowej, ponieważ do tego gwiazda potrzebuje znacznie większej masy.

Więc najprawdopodobniej, gdy rezerwy się wyczerpią, Słońce puchnie i zamieni się w czerwonego olbrzyma, wyparowując oceany Ziemi..

Warstwy Słońca rozprzestrzenią się wokół niego, pochłaniając planetę i tworząc mgławicę składającą się z bardzo jasnego gazu, widok, który ludzkość mogłaby docenić, gdyby do tego czasu osiadła na odległej planecie..

Pozostałość starożytnego Słońca, która pozostanie wewnątrz mgławicy, będzie miała postać Biały karzeł, bardzo małe, mniej więcej wielkości Ziemi, ale znacznie gęstsze. Stygnie bardzo, bardzo powoli i na tym etapie może minąć jeszcze około 1 miliard lat, zanim się stanie czarny karzeł.

Ale w tej chwili nie ma powodu do zmartwień. Szacuje się, że Słońce w tym czasie przeżyło mniej niż połowę swojego życia i minie od 5000 do 7000 milionów lat, zanim zacznie się etap czerwonego olbrzyma..

Bibliografia

  1. Wszystko o kosmosie. 2016 Wycieczka po Wszechświecie. Imagine Publishing.
  2. Jak to działa. 2016. Księga Przestrzeni. Imagine Publishing.
  3. Oster, L. 1984. Współczesna astronomia. Od redakcji Reverté.
  4. Wikipedia. Diagram Hertzsprunga-Russella. Odzyskane z: es.wikipedia.org.
  5. Wikipedia. Populacja gwiazd. Odzyskane z: es.wikipedia.org.

Jeszcze bez komentarzy