Из каких двух газов состоит солнце


Почему светит солнце

Солнце является единственным источником энергии, которая поступает к нашей планете из космического пространства. Каждую секунду на поверхность Земли Солнце изливает энергию, для выработки которой потребовалось бы 150 миллионов мощных электростанций. Откуда берётся этот невообразимый океан солнечной энергии, который не иссякает сотни миллионов лет?

Гигантский шар Солнца состоит в основном из двух самых лёгких газов – водорода и гелия. Быть может, солнечная энергия возникает благодаря их горению? Гелий гореть не может. Он относится так называемым инертным газам, то есть не реагирует с большинством других веществ. Водород гореть может. Более того, в смеси с газом кислородом он образует гремучий газ, который сгорает так быстро, что получается настоящий взрыв! Однако на Солнце кислорода нет. К тому же температура горения смеси водорода и кислорода не превышает 2800 Со, поверхность же Солнца раскалена до 5800 Со. По оценкам учёных, температура в центре Солнца должна достигать 15 миллионов градусов. Такой жар не может обеспечить ни одно топливо на свете!


Солнечная энергия не является результатом горения. Она образуется в процессе термоядерного синтеза. Хорошо известно, что все вещества состоят из крошечных атомов. Их строение в чем-то похоже на устройство нашей Солнечной системы. В центре атома находится ядро, вокруг которого на большом расстоянии расположены орбиты заряженных частиц – электронов. Под воздействием чудовищного давления в центре Солнца атомы водорода настолько сближаются, что их ядра начинают соединяться друг с другом. В результате из четырех водородных ядер получается (синтезируется) одно ядро гелия. При этом выделяется огромное количество энергии! Иначе говоря, Солнце светит благодаря тому, что в его недрах каждую секунду 584 миллиона тонн водорода превращается в 560 миллионов тонн гелия.

Если людям на Земле удастся воспроизвести термоядерный синтез, в их руках зажжется маленькое солнце! Беда в том, что в земных условиях очень трудно создать давление и температуру, которые нужны для начала удивительного процесса превращения водорода в гелий. Пока термоядерный синтез удаётся осуществить только при взрыве водородной бомбы. Он происходит я в ядра как бы в два этапа. Сначала срабатывает обычный ядерный заряд. В результате на доли секунды температура и давление в очень маленьком объёме становятся такими же, как и в центре Солнца. Только тогда ядра водорода начинают превращаться в ядра гелия, и в результате выделяется чудовищная энергия, всё сметающая на своём пути. Впервые водородная бомба была взорвана 1 ноября 1952 года в Тихом океане. В этот момент на мгновение над затерявшимся в безбрежном океаническом просторе атоллом Эниветок вспыхнуло рукотворное светило. Однако его энергия несла с собой только уничтожение.


Наше Солнце – это термоядерный взрыв, который длится вот уже несколько миллиардов лет. Благодаря крохам его энергии, долетающей до Земли, на нашей планете существует жизнь.

Солнце – это гигантский газовый шар. Его масса в 330 тысяч раз больше массы Земли. Диаметр Солнца составляет почти 1,4 миллиона километров. Поэтому потоки энергии, образовавшейся в центре Солнца благодаря термоядерному синтезу, достигают его поверхности через миллионы лет. Поверхность нашего светила напоминает суп, кипящий в глубокой кастрюле. Из его недр постоянно поднимаются гигантские потоки газа, нагретого почти до 6 тысяч градусов. Диаметр таких «газовых столбов» достигает 20 – 50 тысяч километров. Между ними могут располагаться чуть менее нагретые области с температурой около 4300 Со. На более ярком фоне наблюдателю с Земли они кажутся тёмными пятнами. Внешняя излучающая поверхность Солнца называется хромосферой (греч.chroma – «цвет»). Её толщина составляет 7 – 8 тыс. км. Под ней находится фотосфера (греч. photos – «свет»). Поверхность Солнца можно увидеть, если посмотреть на него через закопчённое стекло (смотреть на Солнце без защиты нельзя – можно повредить зрение и обжечь глаза). Выше фотосферы и хромосферы располагается разряженная солнечная корона, которая видна только во время солнечных затмений. С помощью телескопов со специальными фильтрами на поверхности Солнца можно наблюдать огромные факелы раскалённого газа – протуберанцы. Высота некоторых из них достигает десятков и даже сотен тысяч километров.


Строение солнца

Учёные, исследовав излучение Солнца, выяснили, что у нашего светила можно условно – в зависимости от изменения физических условий: давления и температуры, – выделить несколько концентрических слоёв, которые постепенно переходят друг в друга.

Ядро солнца

В центре Солнца темпера тура 15 млн. градусов, давление – 220 млрд атмосфер, а плотность в 150 раз выше плотности воды. Здесь наиболее интенсивно происходит выделение энергии в результате ядерной реакции превращения водорода в гелий. По мере удаления от центра звезды температура и давление уменьшаются. На расстоянии 0,3 радиуса Солнца от его центра температура становится меньше 5 млн градусов, а давление снижается до 10 млрд атмосфер. В этих условиях ядерные реакции уже не могут происходить. Центральную часть Солнца – его «ядерную топку» – называют ядром Солнца. Выделяющаяся при этом энергия медленно – сотни тысяч лет – «добирается» до поверхности нашей звезды и затем излучается в космическое пространство.


На расстоянии примерно 0,3 радиуса Солнца от его поверхности находится так называемая конвективная зона (конвекция – «перемещение», «перемешивание»): солнечное вещество «кипит», как вода в чайнике. Тепло, увлекаемое движущимся потоком вещества, переносится к следующим слоям Солнца. Конвективные потоки устремляются к солнечной атмосфере. Условно в атмосфере Солнца выделяют три основных слоя: фотосферу, хромосферу и корону.

Фотосфера

Фотосфера (в переводе с греческого – «сфера света») – это слой Солнца, который излучает в виде света и тепла практически всю приходящую к нам энергию. Эта доступная непосредственному наблюдению поверхность Солнца (хотя никакой «поверхности» в обычном понимании этого слова наше светило не имеет) является нижним слоем солнечной атмосферы, толщина которого равна примерно 300 – 400 км. Температура в фотосфере растет с глубиной и в среднем близка к 6000 градусов.

Фотосфера Солнца неоднородна, она имеет зернистое строение. Эти «зёрна» – гранулы, размерами около 1000 км – постоянно возникают и распадаются, время их жизни всего несколько минут. Так что поверхность Солнца похожа, к примеру, на кипящую рисовую кашу 7 (только «кипение» происходит гораздо медленнее). Учёные считают, что «кипение» поверхности нашей звезды – результат конвекции: гранулы являются вершинами конвективных потоков. Раскалённый газ, поднявшись из глубины Солнца, охлаждается и вновь опускается.


На поверхности фотосферы, помимо гранул, заметна более крупная сетка – так называемая супергрануляция. Её ячейки, напоминающие пчелиные соты, имеют размеры в многие тысячи километров. Супер-

гранулы существуют в вечно кипящей фотосфере гораздо дольше гранул – примерно сутки. Такую устойчивость им придаёт связанное с каждой ячейкой магнитное поле. Гранулы и супергранулы наблюдаются на поверхности Солнца постоянно, а другие детали фотосферы: пятна, факелы – появляются лишь время от времени

Хромосфера

Хромосфера (в переводе с греческого – «цветная сфера»), слой разреженного газа, простирается над фотосферой на высоту 10 – 14 тыс. км. Своё название эта часть атмосферы Солнца получила за присущий ей красный цвет. Хромосферу можно наблюдать в начале и в конце полного солнечного затмения: тёмный лунный диск на мгновение обрамляется сияющим красно-розовым кольцом. При помощи современных приборов астрономы наблюдают и изучают хромосферу на всём диске Солнца и вне фазы затмения.

Солнечная хромосфера всё время находится в движении. В ней непрерывно видны струи выбрасываемых газов – хромосфера напоминает множество мелких фонтанов. Отдельные струи раскалённого газа – их называют спикулы – поднимаются выше других (до 10 тыс. км.), изгибаются, наклоняются, как языки пламени над костром. Поперечник спикул достигает 1 тыс. км.

Корона


Во время полных солнечных затмений астрономы наблюдают не только красноватую хромосферу. Становится заметной также самая внешняя оболочка Солнца, светящаяся слабым серебристым светом. Это солнечная корона – наиболее протяженный слой атмосферы нашего светила.

Корону можно наблюдать и вне затмений при помощи специального телескопа – коронографа, в фокусе объектива которого ставится зачернённый диск («искусственная луна»). Коронографы устанавливают высоко в горах, где значительно меньше рассеивание света в земной атмосфере.

Астрономы заметили, что в разные годы вид солнечной короны не одинаков. Оказалось, он зависит от солнечной активности. В период её максимума крона широко раскинута вокруг Солнца (иногда на несколько солнечных радиусов), а в периоды минимума она, как правило, вытягивается вдоль солнечного экватора.

Корона Солнца излучает радиоволны, которые принимают на Земле при помощи радиотелескопов.

Корона не однородна – в ней наблюдаются лучи, дуги, отдельные сгущения вещества. Возникновение деталей короны неразрывно связано с пятнами и факелами, а также с явлениями, происходящими в хромосфере.

Как далеко простирается солнечная корона? Астрономы определили по фотографиям, полученным во время затмений, что корона «раскинута» на расстоянии нескольких солнечных радиусов от края Солнца. Самые внешние и наиболее горячи её слои – так называемая «сверхкорона» – как бы испаряется в межпланетном пространстве. Таким образом, солнечная корона является источником плазменного (солнечного) ветра – потока вещества, текущего от нашего светила.

Солнечная активность


Временами в атмосфере Солнца появляются образования, резко отличающиеся от остальной поверхности нашей звезды. Иногда в некоторых областях напряженность магнитного поля во много раз возрастает. Этот процесс сопровождается возникновением целого комплекса явлений солнечной активности в различных слоях солнечной атмосферы. К ним относятся пятнами и факелы в фотосфере, протуберанцы в короне. Наиболее замечательным явлением, охватывающим все слои атмосферы Солнца и зарождающимся в хромосфере, являются солнечные вспышки.

Пятна на солнце

Ещё задолго до изобретения телескопа люди заметили, что иногда на неярком заходящем или видимом сквозь лёгкие облака Солнце видны тёмные пятна. Их наблюдали, например, 2000 лет назад китайские астрономы, изучая наше светило в моменты, когда оно опускается за горизонт. Упоминания о пятнах на Солнце содержатся и в хрониках Древнего Рима, и в летописях времён Киевской Руси.

Солнечные пятна имеют размеры в несколько десятков тысяч километров, диаметры же наибольших 200 тысяч километров. Важнейшая особенность пятен – наличие в них сильных магнитных полей. Время существования этих образований в фотосфере – от нескольких дней до нескольких месяцев. Иногда на Солнце совсем не бывает пятен, а иногда одновременно заметны сразу несколько десятков.


Центральная часть ядра – ядро (или тень) – окружена волокнистой полутенью. Пятна выглядят как конические воронки, глубина которых около 300–400 километров. Но это только видимость углубления. Вещество Солнца в пятне более прозрачно, чем на остальной поверхности, и становятся видны более глубокие слои звезды. Пятна кажутся тёмными лишь по контрасту с сияющей фотосферой. На самом деле температура ядра (самой холодной его части) равна приблизительно 4300 градусов.

Многолетние наблюдения учёных показали, что увеличение и уменьшение количества пятен имеет циклический характер, причём продолжительность цикла составляет примерно 11 лет.

Активность солнечных пятен, по-видимому, имеет отношение и климату на Земле. В 1650–1715 гг. пятна на Солнце практически не наблюдались, наша звезда была на удивление спокойной. Это соответствовало периоду исключительно холодной погоды в Европе.

Факелы – постоянные спутники пятен – образования более светлые, чем фотосфера, а значит, и более горячи. Если группа пятен находится вблизи края солнечного диска, то вокруг неё обычно видно множество факелов – так называемое факельное поле. Астрономы полагают, что в местах, где возникают факелы, на поверхность Солнца выносится более горячее вещество, чем в других участках фотосферы. Факелы обычно появляются чуть раньше пятен и существуют в среднем в три раза дольше, чем они.

Солнечные вспышки


Одно из интереснейших и самых мощных проявлений солнечной активности – вспышки. Они наблюдаются в относительно небольших участков хромосферы и короны, которые расположены над группами солнечных пятен. Сначала небольшой участок хромосферы становит-ся очень ярким, а затем область вспышки охватывает всё большее пространство – десятки миллионов квадратных километров. Самые слабые вспышки исчезают через 5 – 10 минут, а самые мощные бушуют в течение нескольких часов. Не очень сильные вспышки происходят по нескольку раз в сутки. По своему характеру – стремительному развитию – вспышки представляют собой колоссаль-ные взрывы, причиной которых является внезапное сжатие солнечной плазмы. Оно происходит под влиянием магнитного поля и приводит к образованию длинного плазменного жгута (или ленты). Длина его может равняться десяткам и даже сотням километров.

Солнечные вспышки напоминают в некотором отношении земные грозы. Однако на Солнце энергия гигантских электрических разрядов намного превосходит энергию земных молний. В течение нескольких секунд вырабатывается больше энергии, чем произвели за всё время своего существования все земные электростанции!

Протуберанцы

На краю солнечного диска в специальный телескоп можно увидеть протуберанцы (от лат.protubero – «вздуваюсь») – гигантские огненные струи, возникающие в солнечной короне или выбрасываемые в неё из хромосферы.


Особенно эффектны протуберанцы, видимые во время полных затмений Солнца. Они похожи на языки пламени или огромные облака и образуют характерные арки и петли. Вещество протуберанцев поглощает и рассеивает идущее снизу излучение, поэтому на ярком диске Солнца они видны как тёмные волокна.

Астрономы определили, что не все протуберанцы изменяются одинаково. Спокойные существуют по нескольку недель или даже месяцев, активные – гораздо меньше. Иногда они разрушаются медленно, и вещество, выброшенное в пространство, постепенно «тает», подобно земным облакам. А иногда вздымаются и быстро оседают, опускаясь вниз из солнечной короны.

Жизнь и смерть звезды

Наше Солнце светит вот уже более 4,5 миллиардов лет, постоянно расходуя своё «ядерное топливо» – водород. Очевидно, что как бы ни были велики его запасы, рано или поздно этот ресурс будет исчерпан. Когда же это произойдёт, и что тогда случится с нашим светилом? Астрономы, изучающие звёзды, могут ответить на эти вопросы. Ведь в космосе существуют звёзды патриархи, которые на 8–10 миллиарды лет старше нашего Солнца. Встречаются и совсем юные звёздочки, которым от роду не более нескольких миллионов лет. Следовательно, наблюдая за состоянием различных звёзд во Вселенной, можно понять, как они ведут себя с течением времени.

Когда запасы водорода в центральной части Солнца будут исчерпаны, термоядерная реакция не прекратится. Зона, где будет происходить этот процесс, начнёт двигаться по направлению к поверхности светила. Так огонь от потухшего костра перекидывается на окружающую его сухую траву. Силы гравитации уже не смогут сдерживать давление, возникающее в результате термоядерной реакции. Так наше Солнце начнёт медленно распухать, постепенно становясь красным гигантом. Его размеры возрастут на столько, что поглотят ближайшие к светилу планеты – Меркурий, Венеру и нашу Землю. К счастью, процесс «умирания» Солнца будет не скоро. По расчётам учёных, оно будет светить по-прежнему ещё несколько миллиардов лет.

Трудно сказать, что произойдет с человечеством за такой невообразимо долгий период времени. Все люди на нашей планете составляют единый биологический вид, а виды не живут так долго. Быть может, к тому времени на Земле будут существовать люди совсем иного вида. Вполне возможно также, что развитие техники приведёт к ситуации, когда разум на Земле примет какие-то иные формы, которые и представить сейчас трудно. В любом случае, Солнце будет оставаться старым добрым светилом на протяжении жизни сотни и тысяч поколений людей.

Превращение Солнца в красного гиганта ещё не будет концом нашего светила. В конце концов энергия термоядерной реакции отбросит в космос внешние оболочки Солнца, а силы тяготения сожмут его «выгоревшее» и лишенное ядерной энергии гелиевое ядро в невероятно плотное и массивное образование. Учёные называют такие остатки потухших и постепенно остывающих звёзд белыми карликами.В космосе они составляют около одной десятой всех звёзд.

Источник: www.microarticles.ru

Что внутри Солнца

Почти на 74 процента эта огромнейшая звезда состоит именно из углерода. Немного поясню, что это за химический элемент. Он существует во множестве аллотропных модификаций и у него очень много разнообразнейших физических свойств. Степень окисления углерода от −4 до +4.

Из каких двух газов состоит солнце

Помимо этого химического элемента в составе Солнца есть:

  • Гелий.
  • Кислород.
  • Водород и т.д.

Причем кислорода нет и процента. Что касается внутреннего строения данной звезды, то у нее имеется ядро. Его радиус примерно 160 тысяч километров. Это примерно 20% от радиуса Солнца. Ну а в самом ядре происходят термоядерные реакции, в результате которых образуется гелий. Также интересен и тот факт, что солнечное ядро является единственным местом в этой звезде, где тепло получается при помощи термоядерной реакции.

У этой звезды есть так называемая фотосфера. Собственно, она и образует поверхность Солнца.

Из каких двух газов состоит солнце

Немного интересных фактов про Солнце

Последняя внешняя оболочка этой звезды называется очень помпезно — Корона. Она состоит из протуберанцев (эти вещества удерживаются на поверхности этой звезды при помощи магнитного поля) и энергетических извержений. Температура этого раскаленного шара неодинакова. Вот, к примеру, на поверхности она равна примерно 6000 градусов по Цельсию. Ну а в самом ядре температура может превышать 14 миллионов градусов по Цельсию.

Многие думают, что Солнце желтого цвета, но это не так. На самом деле оно белое. Есть такой феномен, который называется атмосферным рассеиванием, именно он придает этой звезде такой вот желтоватый оттенок.

Мне вот лично один раз приходилось наблюдать солнечное затмение. Интересен тот факт, что оно не может длиться больше восьми минут. Ну а долго смотреть на эту огромнейшую звезду я вам не советую, ведь так можно получить солнечный ожог.

Источник: travelask.ru

Солнечный спектрХимический состав Солнца

Спектральный анализ солнечных лучей показал, что больше всего в нашей звезде водорода (73% от массы звезды) и гелия (25%). На остальные элементы (железо, кислород, никель, азот, кремний, сера, углерод, магний, неон, хром, кальций, натрий) приходится всего 2%. Все вещества, обнаруженные на Солнце, есть и на Земле, и на других планетах, что говорит об их едином происхождении. Средняя плотность вещества Солнца — 1,4 г/см3.

Как изучают Солнце

Солнце — это «матрешка» с множеством слоев, имеющих разный состав и плотность, в них проходят разные процессы. В привычном человеческому глазу спектре наблюдение звезды невозможно, однако в настоящее время созданы спектроскопы, телескопы, радиотелескопы и прочие приборы, фиксирующие ультрафиолетовое, инфракрасное, рентгеновское излучения Солнца. С Земли наиболее эффективным является наблюдение во время солнечного затмения. В этот короткий период астрономы во всем мире изучают корону, протуберанцы, хромосферу и различные явления, происходящие на единственной доступной для такого подробного изучения звезде.

Структура Солнца

Солнечное затмение. КоронаКорона — внешняя оболочка Солнца. У нее очень низкая плотность, из-за этого ее видно только во время затмения. Толщина внешней атмосферы неравномерна, поэтому время от времени в ней появляются дыры. Через эти дыры в космос со скоростью 300—1200 м/с устремляется солнечный ветер — мощный поток энергии, который на земле становится причиной северных сияний и магнитных бурь.

Протуберанец, вырвавшийся с поверхности СолнцаХромосфера — слой газов, достигающий толщины 16 тыс. км. В ней происходит конвекция раскаленных газов, которые, отрываясь от поверхности нижнего слоя (фотосферы), вновь опускаются назад. Именно они «прожигают» корону и образуют потоки солнечного ветра длиной до 150 тыс. км.

Гранулы фотосферы. ПятноФотосфера — это плотный непрозрачный слой толщиной 500—1 500 км, в котором происходят сильнейшие огненные бури диаметром до 1 тыс. км. Температура газов фотосферы — 6 000 оС. Они поглощают энергию из нижележащего слоя и выделяют ее в виде тепла и света. Структура фотосферы напоминает гранулы. Разрывы в слое воспринимаются, как пятна на Солнце.

Из каких двух газов состоит солнцеКонвективная зона толщиной 125—200 тыс. км — солнечная оболочка, в которой газы постоянно обмениваются энергией с радиационной зоной, нагреваясь, поднимаются к фотосфере и, охлаждаясь, вновь спускаются вниз за новой порцией энергии.

Из каких двух газов состоит солнцеРадиационная зона имеет толщину 500 тыс. км и очень высокую плотность. Здесь вещество подвергается бомбардировке гамма-лучами, которые преобразуются в менее радиоактивные ультрафиолетовые (UV) и рентгеновские (X) лучи.

Из каких двух газов состоит солнцеКора, или ядро, — солнечный «котел», где постоянно происходят протон-протонные термоядерные реакции, благодаря которым звезда и получает энергию. Атомы водорода превращаются в гелий при температуре 14 х 10 в 6 степени оС. Здесь титаническое давление — триллион кг на каждый кубический см. Ежесекундно здесь превращается 4,26 млн тонн водорода в гелий.

 

 

Источник: www.kakprosto.ru

Каждый день мы видим Солнце в небе, оно является основным двигателем нашей системы и без него мы не могли бы существовать. Но мало кто знает, что скрывается за этим сияющим шаром. О химическом составе нашей звезды пойдет речь в этой статье.

Но сначала поговорим об основных характеристиках нашей звезды. Солнце в основном состоит из двух химических элементов: на 73% из гелия и на 25% из водорода. Масса звезды равняется 99% массы всей нашей системы, а по диаметру оно в 109 раз больше нашей планеты. Современные ученые оценивают возраст Солнца в 4,57 миллиарда лет.

Нашу звезду можно разделить на три части по тому, какие процессы протекают в той или иной из них. Первая из них — солнечное ядро, центр Солнца, который в диаметре достигает примерно 160 тысяч километров и занимает примерно 25% общего солнечного объема. Там происходи термоядерный синтез, а если конкретнее, то в ядре проходят термоядерные реакции по превращению водорода в гелий. Для протекания данного процесса необходима очень высокая температура, в солнечном ядре действительно очень жарко, температура достигает 14 миллионов градусов. Также стоит отметить тот факт, что ядро вращается значительно более быстро, чем наблюдаемая поверхность Солнца, а также ежесекундно превращает в энергию около 4 миллионов тонн вещества.

Следующим слоем светила является его зона лучистого переноса. Здесь имеют место немного другие процессы. Образование энергии происходит за счет поглощения фотонов. Интересно то, что фотоны излучаются плазмой (одно из агрегатных состояний вещества, представляющее собой высоко ионизированный и раскаленный газ) в хаотичном порядке, поэтому фотоны могут излучаться и поглощаться до бесконечности, и с того момента как фотон достигнет следующей части Солнца могут пройти сотни тысяч лет. В среднем процесс попадания фотона на следующую ступень светила занимает около 170 тысяч лет.

Последним слоем Солнца является его конвективная зона. В ней температура не так высока и существует недостаток плотности раскаленного вещества для полного прохождения переизлучения энергии. Из-за этого в конвективной зоне перенос энергии осуществляется за счет физического перемещения вещества посредством вихревого перемешивания плазмы. Сами солнечные вихри образуются следующим образом. Газ, который находится на поверхности Солнца охлаждается и «падает» вглубь конвективной зоны, а оттуда высвобождаются нагретые зоной лучевого излучения фотоны и плазма.

Фото: behance.net

Источник: www.ecosever.ru

Из каких элементов состоит Солнце?

Если бы у вас получилось разложить звезду на части, и сравнить составные элементы, вы бы поняли, что состав Солнца представляет собою 74% водорода и 24% гелия. Также, Солнце состоит из 1% кислорода, и оставшийся 1% — это такие химические элементы таблицы Менделеева, как хром, кальций, неон, углерод, магний, сера, кремний, никель, железо. Астрономы полагают, что элемент тяжелее гелия – это металл.

Как появились все эти элементы Солнца? В результате Большого Взрыва появились водород и гелий. В начале становления Вселенной, первый элемент, водород, появился из элементарных частиц. Из-за большой температуры и давления условия во Вселенной были как в ядре звезды. Позже, водород синтезировался в гелий, пока во Вселенной была высокая температура, необходимая для протекания реакции синтеза. Существующие пропорции водорода и гелия, которые есть во Вселенной сейчас, сложились после Большого Взрыва и не изменялись.

Остальные элементы Солнца созданы в других звездах. В ядрах звезд постоянно происходит процесс синтеза водорода в гелий. После выработки всего кислорода в ядре, они переходят на ядерный синтез более тяжелых элементов, таких как литий, кислород, гелий. Многие тяжелые металлы, которые есть в Солнце, образовывались и в других звездах в конце их жизни.

Образование самых тяжелых элементов, золота и урана, происходило, когда звезды, во много раз больше нашего Солнца, детонировали. За доли секунды образования черной дыры, элементы сталкивались на большой скорости и образовывались самые тяжелые элементы. Взрыв раскидал эти элементы по всей Вселенной, где они помогли образоваться новым звездам.

Наше Солнце собрало в себя элементы, созданные Большим Взрывом, элементы от умирающих звезд и частицы появившихся в результате новых детонаций звезд.

Из каких слоев состоит Солнце

На первый взгляд, Солнце — просто шар, состоящий из гелия и водорода, но при более глубоком изучении видно, что оно состоит из разных слоев. При движении к ядру, температура и давление увеличиваются, в результате этого были созданы слои, так как при различных условиях водород и гелий имеют разные характеристики.

Солнечное ядро

Начнем наше движение по слоям от ядра к наружному слою состава Солнца. Во внутреннем слое Солнца – ядре, температура и давление очень высокие, способствующие для протекания ядерного синтеза. Солнце создает из водорода атомы гелия, в результате этой реакции образуется свет и тепло, которые доходят до Земли. Принято считать, что температура на Солнце около 13,600,000 градусов по Кельвину, а плотность ядра в 150 раз выше плотности воды.

Ученые и астрономы считают, что ядро Солнца достигает около 20% длины солнечного радиуса. И внутри ядра, высокая температура и давление способствуют разрыву атомов водорода на протоны, нейтроны и электроны. Солнце преобразовывает их в атомы гелия, не смотря на их свободно плавающее состояние.

Такая реакция называется экзотермической. При протекании этой реакции выделяется большое количество тепла, равное 389 х 1031 дж. в секунду.

Радиационная зона Солнца

Эта зона берет свое начало у границы ядра (20% солнечного радиуса), и достигает длины до 70% радиуса Солнца. Внутри этой зоны находится солнечное вещество, которое по своему составу достаточно плотное и горячее, поэтому тепловое излучение проходит через него, не теряя тепло.

Внутри солнечного ядра протекает реакция ядерного синтеза – создание атомов гелия в результате слияния протонов. В результате этой реакции происходит большое количество гамма-излучения. В данном процессе испускаются фотоны энергии, затем поглощаются в радиационной зоне и испускаются различными частицами вновь.

Траекторию движения фотона принято называть «случайным блужданием». Вместо движения по прямой траектории к поверхности Солнца, фотон движется зигзагообразно. В итоге, каждому фотону необходимо примерно 200.000 лет для преодоления радиационной зоны Солнца. При переходе от одной частицы к другой частице происходит потеря энергии фотоном. Для Земли это хорошо, ведь мы бы могли получать лишь гамма-излучение, идущее от Солнца. Фотону, попавшему в космос необходимо 8 минут для путешествия к Земле.

Большое количество звезд имеют радиационные зоны, и их размеры напрямую зависит от масштаба звезды. Чем меньше звезда, тем меньше будут зоны, большую часть которой будет занимать конвективная зона. У самых маленьких звезд могут отсутствовать радиационные зоны, а конвективная зона будет достигать расстояние до ядра. У самых больших звезд ситуация противоположная, радиационная зона простирается до поверхности.

Конвективная зона

Конвективная зона находится снаружи радиационной зоны, где внутреннее тепло Солнца перетекает по столбам горячего газа.

Почти все звезды имеют такую зону. У нашего Солнца она простирается от 70% радиуса Солнца до поверхности (фотосферы). Газ в глубине звезды, у самого ядра, нагреваясь, поднимается на поверхность, как пузырьки воска в лампадке. При достижении поверхности звезды, происходит потеря тепла, при охлаждении газ обратно погружается к центру, за возобновлением тепловой энергии. Как пример, можно привезти, кастрюля с кипящей водой на огне.

Поверхность Солнца похожа на рыхлую почву. Эти неровности и есть столбы горячего газа, несущие тепло к поверхности Солнца. Их ширина достигает 1000 км, а время рассеивания достигает 8-20 минут.

Астрономы считают, что звезды маленькой массы, такие как красные карлики, имеющие только конвективную зону, которая простирается до ядра. У них отсутствует радиационная зона, что нельзя сказать о Солнце.

Фотосфера

Единственный видимый с Земли слой Солнца – фотосфера. Ниже этого слоя, Солнце становится непрозрачным, и астрономы используют другие методы для изучения внутренней части нашей звезды. Температуры поверхности достигает 6000 Кельвин, светится желто-белым цветом, видимым с Земли.

Атмосфера Солнца находится за фотосферой. Та часть Солнца, которая видна во время солнечного затмения, называется короной.

Строение Солнца в диаграмме

NASA специально разработало для образовательных потребностей схематическое изображение строения и состава Солнца с указанием температуры для каждого слоя:

Солнечная диаграмма

  • (Visible, IR and UV radiation) – это видимое излучение, инфракрасное излучение и ультрафиолетовое излучение. Видимое излучение – это свет, которые мы видим приходящим от Солнца. Инфракрасное излучение – это тепло, которое мы ощущаем. Ультрафиолетовое излучение – это излучение, дающее нам загар. Солнце производит эти излучения одновременно.
  • (Photosphere 6000 K) – Фотосфера – это верхний слой Солнца, поверхность его. Температура 6000 Кельвин равна 5700 градусов Цельсия.
  • Radio emissions (пер. Радио эмиссия) – Помимо видимого излучения, инфракрасного излучения и ультрафиолетового излучения, Солнце отправляет радио эмиссию, которую астрономы обнаружили с помощью радиотелескопа. В зависимости от количества пятен на Солнце, эта эмиссия возрастает и снижается.
  • Coronal Hole (пер. Корональная дыра) – Это места на Солнце, где корона имеет небольшую плотность плазмы, в результате она темнее и холоднее.
  • 2100000 К (2100000 Кельвин) – Радиационная зона Солнца имеет такую температуру.
  • Convective zone/Turbulent convection (пер. Конвективная зона/Турбулентная конвекция) – Это места на Солнце, где тепловая энергия ядра передается с помощью конвекции. Столбы плазмы доходят до поверхности, отдают своё тепло, и вновь устремляются вниз, чтоб вновь нагреться.
  • Coronal loops (пер. Корональные петли) – петли, состоящие из плазмы, в атмосфере Солнца, движущиеся по магнитным линиям. Они похожи на огромные арки, простирающиеся от поверхности на десятки тысяч километров.
  • Core (пер. Ядро) – это солнечное сердце, в котором происходит ядерный синтез, при помощи высокой температуры и давления. Вся солнечная энергия происходит из ядра.
  • 14,500,000 К (пер. 14,500,000 Кельвин) – Температура солнечного ядра.
  • Radiative Zone (пер. Радиационная зона) – Слой Солнца, где энергия передается при помощи радиации. Фотон преодолевает радиационную зону за 200.000 и выходит в открытый космос.
  • Neutrinos (пер. Нейтрино) – это ничтожно маленькие по массе частицы, исходящие из Солнца в результате реакции ядерного синтеза. Сотни тысяч нейтрино проходят через тело человека ежесекундно, но никакого вреда нам не приносят, мы их не чувствуем.
  • Chromospheric Flare (пер. Хромосферная вспышка) – Магнитное поле нашей звезды может закручиваться, а потом резко разрывается в различных формах. В результате разрывов магнитных полей появляются мощные рентгеновские вспышки, исходящие из поверхности Солнца.
  • Magnetic Field Loop (пер. Петля магнитного поля) – Магнитное поле Солнца находится над фотосферой, и видно, так как раскаленная плазма движется по магнитным линиям в атмосфере Солнца.
  • Spot– A sunspot (пер. Солнечные пятна) – Это места на поверхности Солнца, где магнитные поля проходят через поверхность Солнца, и на них температура ниже, часто в виде петли.
  • Energetic particles (пер. Энергичные частицы) – Они исходят из поверхности Солнца, в результате создается солнечный ветер. В солнечных бурях их скорость достигает скорости света.
  • X-rays (пер. Рентгеновские лучи) – невидимые для глаза человека лучи, образующиеся во вспышек на Солнце.
  • Bright spots and short-lived magnetic regions (пер. Яркие пятна и недолгие магнитные регионы) – Из-за перепада температур на поверхности Солнца появляются яркие и тусклые пятна.

Источник: v-kosmose.com


You May Also Like

About the Author: admind

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте как обрабатываются ваши данные комментариев.