Вращение Солнца вокруг своей оси
За сколько дней Солнце делает оборот вокруг оси — Солнце имеет форму шара или сплюснуто у полюсов?
Известно, что планеты Солнечной системы, в том числе наша Земля, вращаются вокруг Солнца. А вот вращается ли само Солнце вокруг своей оси, и если это так, подчиняется ли вращение солнца тем же правилам, что и вращение меньших небесных тел?
За сколько дней Солнце делает оборот вокруг оси?
Ответ на первую часть вопроса утвердительный – Солнце действительно вращается вокруг собственной оси, причем один полный оборот оно совершает за 25 земный дней, при этом скорость вращения Солнца около 7200 км/час, что приблизительно в 4 раза больше скорости вращения Земли. Ответ на вторую часть заслуживает более детального рассмотрения.
Пятна на Солнце – именно благодаря им нам известна скорость вращения Солнца вокруг своей оси и текущий наклон оси вращения светила
Вращение Солнца вокруг своей оси не похоже на вращение твердого тела, экваториальные области Солнца совершают полный оборот быстрее, чем средние широты, о чем мы заключаем из того факта, что перемещения солнечных пятен вблизи экватора заметно опережает пятна, расположенные ближе к полюсам. Схожая картина наблюдается и у планет-газовых гигантов, таких как Юпитер и Сатурн.
Определить направление оси вращения Солнца достаточно просто. Если бы эта ось была перпендикулярна к плоскости земной орбиты, то казалось бы, что солнечные пятна движутся по диску Солнца все время вдоль прямых линий.
На самом же деле по прямой они движутся только около 6-го июня и 6-го декабря. В остальное время они движутся по кривым, причем максимум кривизны наступает в промежуточные даты 7 марта и 8 сентября. Кривизна этих путей невелика, но при точном измерении видно, что ось Солнца составляет примерно 7° с перпендикуляром к плоскости орбиты Земли.
Таким образом, с июня по декабрь нам виден северный полюс Солнца, а в течение второй половины года — южный.
Таким образом, основные сведения о вращении нашей домашней звезды можно получить одним лишь визуальным осмотром, наблюдая группы солнечных пятен на её поверхности.
Солнце имеет форму шара или сплюснуто у полюсов?
Нам известно, что за счет вращения, Земля представляет собой не идеальный шар, а несколько “сплюснута” с полюсов. Ее полярный диаметр вследствие центробежной силы, развивающейся при вращении, на 43 км меньше экваториального. Можно ли наблюдать такой же эффект и на Солнце?
Вас может заинтересовать
На этот вопрос нелегко ответить, так как если Солнце и отклоняется от сферической формы, то отклонение это весьма незначительно. Вдобавок, засечь его чрезвычайно трудно.
Дело в том, что свет, идущий от нижнего края солнечного диска, должен пройти несколько большую толщу земной атмосферы, чем тот, который исходит от верхнего края. Это различие проходимого пути, как бы оно ни было мало, все же приводит к ошибкам, которые трудно учесть.
Наклон оси Солнца в разные времена года на Земле. Р-Р – ось вращения Солнца, N – «север» Солнца
Мы убеждены, что некоторое сплющивание солнца у полюсов должно иметь место, но для его определения придется искать новые методы наблюдений.
Экваториальный диаметр Солнца измерить гораздо проще, чем полярный. В полдень восточный и западный края Солнца находятся на одной и той же высоте над горизонтом. Следовательно, путь световых лучей через земную атмосферу, по существу, будет одинаков.
Наибольшую проблему оценки истинного диаметра солнца при наблюдении с Земли вызывает влияние земной атмосферы. Даже если атмосфера неподвижна, любая легкая дымка приводит к тому, что Солнце кажется большего размера, чем есть в действительности.
Этот эффект, известный под названием иррадиации, может привести к ошибке до 0,1%. При этом, учитывая, что диаметр Солнца составляет 109 диаметров Земли, ошибка будет исчисляться сотнями километров!
Источник
Солнечное вращение — Solar rotation
Вращение Солнца зависит от широты . Солнце не является твердым телом, но состоит из газообразной плазмы . Разные широты вращаются в разные периоды. Источником этого дифференциального вращения является область современных исследований в солнечной астрономии. Наблюдается, что скорость вращения поверхности самая высокая на экваторе (широта φ = 0 ° ) и уменьшается с увеличением широты. Период вращения Солнца составляет 24,47 суток на экваторе и почти 38 суток на полюсах . Средняя ротация — 28 дней.
СОДЕРЖАНИЕ
Поворот поверхности как уравнение
Дифференциальное вращение скорости, как правило , описывается уравнением:
ω знак равно А + B грех 2 ( φ ) + C грех 4 ( φ ) <\ displaystyle \ omega = A + B \, \ sin ^ <2>(\ varphi) + C \, \ sin ^ <4>(\ varphi)> 
где — угловая скорость в градусах в день, — солнечная широта, а A, B и C — постоянные. Значения A, B и C различаются в зависимости от методов, используемых для измерения, а также от исследуемого периода времени. Текущий набор принятых средних значений: ω <\ displaystyle \ omega> φ <\ displaystyle \ varphi>
А = 14,713 ± 0,0491 ° / сут В = -2,396 ± 0,188 ° / сут С = -1,787 ± 0,253 ° / сут.
Сидерическое вращение
На экваторе период вращения Солнца составляет 24,47 суток. Это называется сидерическим периодом вращения, и его не следует путать с синодическим периодом вращения 26,24 дня, который является временем, когда фиксированный объект на Солнце вращается в такое же видимое положение, как если бы он был виден с Земли . Синодический период длиннее, потому что Солнце должно вращаться в течение сидерического периода плюс дополнительная величина из-за орбитального движения Земли вокруг Солнца. Обратите внимание, что в астрофизической литературе обычно не используется период экваториального вращения, но вместо этого часто используется определение вращения Кэррингтона : синодический период вращения 27,2753 дня или сидерический период 25,38 дня. Этот выбранный период примерно соответствует прямому вращению на 26 ° северной или южной широты, что согласуется с типичной широтой солнечных пятен и соответствующей периодической солнечной активностью. Когда Солнце рассматривается с «севера» (над северным полюсом Земли), солнечное вращение идет против часовой стрелки (на восток). Человеку, стоящему на Северном полюсе , кажется, что солнечные пятна движутся слева направо по лицу Солнца.
Число вращения Бартельса
Число вращения Бартельса — это серийный счетчик, который исчисляет видимые вращения Солнца, если смотреть с Земли, и используется для отслеживания определенных повторяющихся или изменяющихся паттернов солнечной активности. Для этого каждая ротация длится ровно 27 дней, что близко к синодической скорости ротации Кэррингтона. Юлиус Бартельс произвольно назначил один день вращения 8 февраля 1832 года. Серийный номер служит своего рода календарем для отметки периодов повторяемости солнечных и геофизических параметров.
Вращение Кэррингтона
Вращения Керрингтона представляет собой систему для сравнения местоположения на Солнце в течение определенного периода времени, что позволяет следующее из солнечных пятен групп или повторного появления сыпи на более позднее время.
Поскольку вращение Солнца изменяется в зависимости от широты, глубины и времени, любая такая система обязательно произвольна и делает сравнение значимым только в течение умеренных периодов времени. Солнечное вращение принято равным 27,2753 дня (см. Ниже) для целей вращения Кэррингтона. Каждому обороту Солнца по этой схеме присваивается уникальный номер, называемый числом вращения Кэррингтона, начиная с 9 ноября 1853 г. (Число вращения Бартелса — аналогичная схема нумерации, которая использует период ровно 27 дней и начинается с 8 февраля, 1832.)
Гелиографическая долгота солнечного объекта обычно относится к его угловому расстоянию относительно центрального меридиана, то есть того, что определяет линия Солнце-Земля. «Долгота Кэррингтона» того же объекта относится к произвольной фиксированной контрольной точке воображаемого жесткого вращения, как первоначально определил Кэррингтон .
Ричард Кристофер Кэррингтон определил скорость вращения Солнца по солнечным пятнам на низких широтах в 1850-х годах и получил 25,38 дня для периода звездного вращения. Сидерическое вращение измеряется относительно звезд, но поскольку Земля вращается вокруг Солнца, мы видим этот период как 27,2753 дня.
Можно построить диаграмму с долготой пятен по горизонтали и временем по вертикали. Долгота измеряется временем пересечения центрального меридиана и основана на вращениях Кэррингтона. В каждом вращении, нанесенном на график под предыдущими, большинство солнечных пятен или других явлений будут снова появляться непосредственно под тем же явлением при предыдущем вращении. В течение длительного времени могут наблюдаться небольшие отклонения влево или вправо.
В Бартелсе «музыкальная диаграмма» или спираль участок Condegram другие методы для выражения приблизительной 27-дневной периодичности различных явлений , происходящих на поверхности Солнца.
Использование солнечных пятен для измерения вращения
Константы вращения были измерены путем измерения движения различных объектов («индикаторов») на поверхности Солнца. Первыми и наиболее широко используемыми индикаторами являются солнечные пятна . Хотя солнечные пятна наблюдались с древних времен, только когда телескоп начал использоваться, они наблюдали их вращение вместе с Солнцем, и, таким образом, можно было определить период вращения Солнца. Английский ученый Томас Харриот, вероятно, был первым, кто наблюдал солнечные пятна телескопически, о чем свидетельствуют рисунок в его записной книжке от 8 декабря 1610 года и первые опубликованные наблюдения (июнь 1611 года) под названием «De Maculis in Sole Observatis, et Apparente earum cum Sole Conversione. Наррацио »(« Повествование о пятнах, наблюдаемых на Солнце и их видимом вращении вместе с Солнцем ») был написан Иоганном Фабрициусом, который систематически наблюдал за пятнами в течение нескольких месяцев и также отмечал их движение по солнечному диску. Это можно считать первым наблюдательным свидетельством вращения Солнца. Кристоф Шайнер («Rosa Ursine sive solis», книга 4, часть 2, 1630) был первым, кто измерил экваториальную скорость вращения Солнца и заметил, что вращение в более высоких широтах медленнее, поэтому его можно считать первооткрывателем солнечной энергии. дифференциальное вращение.
Каждое измерение дает немного другой ответ, что дает вышеуказанные стандартные отклонения (показаны как +/-). Св. Иоанн (1918) был, пожалуй, первым, кто суммировал опубликованные скорости вращения Солнца, и пришел к выводу, что различия в рядах, измеренных в разные годы, вряд ли могут быть отнесены к личным наблюдениям или местным возмущениям на Солнце и, вероятно, связаны со временем. изменения скорости вращения, и Hubrecht (1915) был первым, кто обнаружил, что два полушария Солнца вращаются по-разному. Изучение данных магнитографа показало, что синодический период в соответствии с другими исследованиями составляет 26,24 дня на экваторе и почти 38 дней на полюсах.
Внутреннее солнечное вращение
До появления гелиосейсмологии , исследования волновых колебаний Солнца, о внутреннем вращении Солнца было известно очень мало. Считалось, что дифференциальный профиль поверхности простирается внутрь Солнца в виде вращающихся цилиндров с постоянным угловым моментом. Благодаря гелиосейсмологии теперь известно, что это не так, и профиль вращения Солнца был найден. На поверхности Солнце медленно вращается на полюсах и быстро на экваторе. Этот профиль продолжается примерно радиальными линиями через зону солнечной конвекции во внутреннюю часть. На тахоклине вращение резко сменяется твердотельным в зоне солнечной радиации .
Источник
Как Галилео перевернул мир
Когда ваши представления о том, что вы видите в небе, полностью ломаются, вы теряете ориентиры. Многие века считалось одно, а тут, за каких-то полвека, вам рассказали совсем другое. Принять это было сложно.
1. Галилео Галилей
Без преувеличения может быть назван итальянским человеком-пароходом. Это был ученый с большой буквы. Сделал открытия не только в астрономии, но и математике, физике, технике.
Опроверг идеализированную картину мира Аристотеля. Несмотря на гонения со стороны католической церкви и общества, он и его ученики показали Вселенную в ином свете.
2. С чего все началось
Иоанн Липперсгей в начале 17 века подал патент на изобретение подзорной трубы. Ему отказали, так как еще ряд деятелей продемонстрировали подобные приборы. В целом, этот период можно назвать переломным в астрономии.
Первое время подзорные трубы использовались в мореплавании. И лишь Галилей и его сторонники додумались посмотреть в небо осмысленно. Сам Галилео и предложил называть такой прибор телескопом. В свои годы ему удалось построить агрегат, который давал 32-кратное увеличение.
Этого хватило, чтобы разрушить идеальный мир. Посмотрим на ключевые открытия Галилея и его последователей.
2. Спутники Юпитера
Стандартному ученому 17 века казалось, что центром Вселенной является Земля . Всё вращается именно вокруг нее. Господин Галилей это опроверг.
Он начал наблюдать за Юпитером . Вокруг газовой планеты ученый обнаружил несколько небольших объектов. Хватило нескольких дней наблюдения, чтобы понять: они вращаются вокруг гиганта.
Теперь они называются галилеевыми спутниками (Ио, Европа, Ганимед, Каллисто).
Источник
Кто первым наблюдал вращение солнца
Что такое вращение Солнца?
1. Вращение Солнца как звезды. Солнцу присуще вращение, как и многим звездам во Вселенной. При современной технике наблюдений у звезд солнечного типа может быть определена экваториальная скорость только более 5 км/сек. Скорость же вращения Солнца на экваторе
2 км/сек, следовательно, она не может быть обнаружена из какой-либо иной планетной системы, кроме нашей собственной. Самые массивные звезды главной последовательности класса О, В, А и ранние F могут иметь среднюю скорость вращения на два порядка большую. У некоторых звезд подобного типа скорость вращения, определенная по эмиссионным спектральным линиям Н и К ионизованного кальция, уменьшается с возрастом звезды. Можно привести такой пример. Было показано, что интенсивность эмиссий в этих линиях меняется обратно пропорционально квадратному корню из ее возраста. Этот вывод получен из наблюдения Солнца и звезд класса G в скоплениях Гиад, Плеяд и Большой Медведицы. Экстраполируя известную для Солнца пропорциональность между интенсивностью излучения в этих линиях и напряженностью поверхностного магнитного поля, исследователи однозначно приходят к выводу, что магнитное поле пропорционально скорости осевого вращения звезды и меняется обратно пропорционально корню квадратному из времени ее эволюции.
2. Внутреннее вращение Солнца. Пока что астрономы не имеют возможности непосредственно измерить вращение внутренних областей Солнца. Однако некоторые косвенные способы для этого есть. Например, не так давно была обнаружена незначительная сплюснутость солнечного диска. Из измерений этой сплюснутости делается вывод, что «внутреннее» Солнце, включая и конвективную зону, возможно, вращается в 20 раз быстрее, чем поверхностные слои. Такая интерпретация измерений сплюснутости и теоретические выводы, сделанные на основе этих измерений, весьма важны, и они вызвали среди гелиофизиков очень острую полемику.
Предметом дискуссии являются два положения — реальна ли наблюдаемая геометрическая сплюснутость Солнца или же этот наблюдаемый факт отражает изменение температуры с широтой в солнечной атмосфере. Для расстановки точек над «i» в затянувшейся дискуссии в нескольких обсерваториях были проведены на чувствительных приборах измерения, которые показали реальность сплюснутости. Проведен ряд исследований, различия температуры между полюсом и экватором — они не противоречат данным о сплюснутости. Но и в тех и других измерениях есть свои подводные камни. Например, проблема вклада ярких образований на поверхности Солнца, в особенности факелов, может радикально сказаться на результатах измерений разницы температур между полюсом и экватором.
Если наблюдения показывают сплюснутость, то это означает, что в данном случае действуют процессы, происходящие внутри Солнца. В таком случае можно предположить лишь наличие твердотельного внутреннего вращения, что может быть подходящей причиной геометрической сплюснутости, причем она намного предпочтительнее, чем, например, сильнейшее внутреннее магнитное поле. Недавно предложен новый метод измерений дифференциального вращения и характеристик конвективной оболочки до глубины 20 тыс. км ниже фотосферы. Метод основан на использовании факта существования в конвективной оболочке различных нерадиальных колебаний.
Теоретические дискуссии о динамике внутреннего Солнца будут разрешены со временем. Пока же на эти вопросы нет окончательного ответа, и эта проблема вызывает множество точек зрения по теории солнечного и звездного вращения.
Источник