Общие сведения о Солнце

Солнце — источник жизни на Земле. Оно дает свет, тепло и обеспечивает жизнедеятельность всего растительного и животного мира. Солнце — лишь одна из бесчисленного множества звезд, существующих в природе. Благодаря своей близости к Солнцу, мы имеем возможность изучать происходящие на нем процессы и по ним судить об аналогичных процессах в звездах, непосредственно невидимых из-за колоссального их удаления.

Ученые определили возраст Солнца, он составляет примерно равен 4.5 миллиарда лет. С момента своего рождения наша звезда уже израсходовала половину водорода, содержащегося в ядре. Солнце будет продолжать излучать свет и тепло в течении еще примерно 5 миллиардов лет (хотя его светимость возрастет примерно вдвое за это время). Но, в конце концов, оно исчерпает запасы водородного топлива, что приведет к катастрофическим переменам, что является обычным для звезд, но увы приведет к полному уничтожению Земли и возникновению на месте бывших планет планетарной туманности.

Шарообразное Солнце представляется нам светящимся диском. Видимая поверхность Солнца называется фотосферой, радиус которой считается радиусом Солнца.  На среднем расстоянии Земли от Солнца, равном 1 а. е. (астрономической единице) = 1,496*108 км, угловой радиус фотосферы 16′, поэтому линейный радиус Солнца = 696 000 км, или 109 радиусов Земли. Следовательно, объем Солнца в 1300 000 раз превышает объем Земли.

Масса Солнца, выраженная в массах Земли, определена по третьему обобщенному закону Кеплера путем сравнения обращения Земли вокруг Солнца с обращением искусственного спутника Земли вокруг нее. Один из спутников связи «Молния-1», массой М, обращался вокруг Земли на среднем расстоянии а=26 580 км за период Т=719 минут. Земля же обращается вокруг Солнца на среднем расстоянии ао = = 1,496*108 км за период T0 = 365,25 сут, и так как 1 сут = 1440мин, то T0 = 365,25 *1440м.

Согласно третьему закону Кеплера

Выполнив расчеты, мы узнаем, что масса Солнца в 333 000 раз превышает массу Земли и в 750 раз массу всех обращающихся вокруг него планет. Это означает, что 99,87% массы всей Солнечной системы сосредоточено в Солнце.

Основной состав Солнца характеризуется содержанием водорода (73%) и гелия (25%). Также в состав солнечного материала входит: железо, кислород, хром, кремний, магний, азот, углерод и др. вещества. Примерная средняя плотность нашей звезды — 1,4 г/см2.

Гравитационное ускорение (ускорение свободного падения) на поверхности Солнца в 28 раз больше, чем на поверхности Земли, и равно 274 м/с2, а параболическая (вторая космическая) скорость на его поверхности v = 618 км/с (на Земле v=11,2 км/с)

Масса Солнца больше массы Земли в 333 000 раз и в 750 раз больше массы всех планет, вместе взятых. По диаметру оно в 109 раз больше Земли. На Землю падает всего 1:2 000 000 000 доля излучаемой Солнцем энергии. Зная это и измерив энергию, падающую на 1 см2 земной поверхности за 1 мин, можно вычислить полную мощность излучения Солнца. Солнечной постоянной называется количество энергии Солнца, падающей за минуту на 1 см2 поверхности, перпендикулярной к солнечным лучам, при среднем расстоянии Земли от Солнца. Солнечная постоянная равна 2 кал/см2*мин = 0,14 вт/см2.

Характеристики Солнца:

  • Солнце – центральное тело Солнечной системы, раскаленный плазменный шар, типичная звезда-карлик спектрального класса G2.
  • Расстояние от Солнца до центра галактики – 104пк~3/3*104 световых лет
  • Скорость движения Солнца вокруг центра Галактики – 250 км/с
  • Период обращения Солнца вокруг центра Галактики — 2*108 лет
  • Земной наблюдатель видит солнечный диск под углом 0,5°.

В настоящее время Солнце находится во внутреннем крае рукава Ориона нашей Галактики, между рукавом Персея и рукавом Стрельца, в так называемом Местном межзвёздном облаке — области повышенной плотности, расположенной, в свою очередь, в имеющем меньшую плотность Местном пузыре — зоне рассеянного высокотемпературного межзвёздного газа. Из звёзд, принадлежащих 50 самым близким звёздным системам в пределах 17 световых лет, известным в настоящее время, Солнце является четвёртой по яркости звездой.

Пятна на Солнце

На фотографических снимках Солнца часто видны темные пятна, возникающие в его фотосфере. Их можно видеть и в телескоп, но для этого нужно обязательно установить перед объективом плотный темный светофильтр (темное стекло), чтобы не повредить глаза ослепительным светом Солнца. Когда же Солнце находится низко над горизонтом, затянутым легкой дымкой, то на него можно смотреть невооруженным. глазом без защитных средств и иногда удается увидеть крупные солнечные пятна, значительно превосходящие линейные размеры Земли. Поэтому не удивительно, что имеются записи о наблюдениях солнечных пятен в Древнем Китае еще в 28 г. до н. э. О солнечных пятнах сообщается и в средневековых русских летописях. В одной из летописей 1371 г. написано: «…того же лета бысть знамение в солнце, места черны по солнцу аки гвозди…»

В Западной Европе солнечные пятна впервые были открыты при телескопических наблюдениях Солнца Галилеем (1564—1642) в декабре 1610 г. и независимо X. Шейнером (1575—1650) и И. Фабрицием (1587—1615) в начале 1611 г. Тогда же все трое обнаружили постепенное перемещение пятен с восточного края Солнца к западному, что указывало на вращение Солнца. Шейнер даже установил, что плоскость солнечного экватора наклонена к плоскости эклиптики (плоскости земной орбиты) под углом 7°, т.-е. близко к современному значению в 7°15′.

Наблюдения показывают неодинаковую скорость перемещения солнечных пятен, которая уменьшается при их удалении от экватора Солнца к его полюсам. Это свидетельствует о зональном вращении Солнца и о его газообразном состоянии. Спектральными наблюдениями на основе эффекта Доплера  установлено, что экваториальная зона Солнца вращается с периодом 25 суток, умеренные зоны — с периодом 27 суток, а полярные зоны — 30 суток. Линейная скорость вращения солнечного экватора равна 2 км/с.

Если сравнить несколько последовательных фотографий Солнца, то можно заметить, как меняется положение всех пятен на диске. Это происходит из-за вращения Солнца. Солнце вращается не как твёрдое тело. Пятна, находящиеся в близи экватора Солнца, опережают пятна, расположенные в средних широтах. Следовательно, скорости вращения разных слоёв Солнца различны. Экваториальные области делают один оборот вокруг оси Солнца за 25 земных суток, а области вблизи полюсов Солнца – примерно за 30 суток. Линейная скорость вращения на экваторе Солнца составляет 2 км./с. Наблюдения показывают, что все пятна перемещаются от Восточного края к Западному. Следовательно, Солнце вращается вокруг своей оси в направлении движения планет вокруг него.

Излучение Солнца

Видимая звездная величина Солнца Mc = — 26,8m, т. е. оно излучает колоссальную энергию. Многолетними наблюдениями установлено, что на земную поверхность площадью 1 м2, расположенную перпендикулярно к солнечным лучам, ежесекундно поступает от Солнца Е =1,37 кВт энергии. Эта энергия практически не меняется и поэтому получила название солнечной постоянной; по ней нетрудно рассчитать светимость Солнца, или мощность солнечного излучения, т. е. энергию, излучаемую Солнцем за 1 секунду со всей его поверхности. Для этого достаточно умножить солнечную постоянную на площадь сферы, в центре которой находится Солнце, а радиус равен расстоянию Земли от Солнца ac =1,496*108 км. Так можно вычислить светимость Солнца, она равна 4*1023 кВт.

Если принять, что мощность современных атомных электростанций близка к 106 кВт, то Солнце излучает в 4*1017 раз больше энергии, чем производит каждая такая электростанция. На долю Земли приходится всего лишь одна двухсотмиллиардная доля энергии, излучаемой Солнцем, но и ее достаточно для расцвета многообразной жизни на нашей планете.

Наблюдения Солнца требуют большой осторожности. Нельзя смотреть на Солнце, не защитив глаза очень плотным (темным) свето­фильтром! Но даже используя светофильтр, не рекомендуется смотреть на Солнце в школьный телескоп. Лучше устано­вить на окулярном конце телескопа экран с листом белой бумаги и рассматривать изображение Солнца на экране. Это позволит увидеть на Солнце темные пятна (солнечные пятна) и светлые участки (факелы), которые замет­нее вокруг пятен вблизи края солнечного диска. На совре­менных обсерваториях для наблюдения Солнца применяют телескопы специальных конструкций — солнечные телескопы. Таким телескопом оснащена, например, Крымская астрофизическая обсерватория

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован.