Почему светит Солнце?
В древности люди не знали, почему светит Солнце. Но уже тогда они заметили, что оно появляется рано утром и исчезает вечером, а на смену ему приходят яркие звезды. Его считали дневным божеством, символом света, добра и власти.
Солнце — одна из звёзд нашей Галактики (Млечный Путь) и единственная звезда Солнечной системы. Вокруг Солнца обращаются планеты, кометы, астероиды, метеороиды и другие космические тела.
Сейчас наука шагнула далеко вперед и Солнце уже не столь загадочно для нас. Это не какой-нибудь особенный и неповторимый объект, а звезда. Такая же, как тысячи других, которые мы видим в ночном небе. Но другие звезды очень далеки от нас, поэтому с Земли они кажутся крохотными огоньками. Солнце к нам гораздо ближе, и его сияние видно намного лучше.
Кратка характеристика Солнца
Как и все остальные звезды, Солнце представляет собой огромный горячий шар. Предполагается, что оно образовалось из остатков других звезд около 4,5 миллиардов лет назад. Газ и пыль, освободившиеся из них, стали сжиматься в облако, температура и давление в котором постоянно повышались.
«Разогревшись» примерно до десяти миллионов градусов, облако превратилось в звезду, ставшую гигантским генератором энергии.
- По спектральной классификации Солнце относится к типу G2V (жёлтый карлик).
- Средняя плотность Солнца составляет 1,4 г/см³ (в 1,4 раза больше, чем у воды).
- Эффективная температура поверхности Солнца — 5780 кельвин .
Солнце светит почти белым светом, но прямой свет Солнца у поверхности нашей планеты приобретает некоторый жёлтый оттенок из-за действия атмосферы Земли (при ясном небе, вместе с голубым рассеянным светом от неба, солнечный свет вновь даёт белое освещение).
Зeмля oтдaлeнa oт Coлнцa нa 150 млн. км. Cкopocть cвeтa – З00000 км/c, пoэтoму лучу тpeбуeтcя 8 минут и 20 ceкунд. Ho вaжнo тaкжe пoнимaть, чтo ушли миллиoны лeт, пpeждe чeм фoтoны cвeтa пepeшли c coлнeчнoгo ядpa нa пoвepxнocть.
Структура и состав Солнца
Наше Солнце в основном состоит из двух элементов: водорода (74,9%) и гелия (23,8%). Помимо них там присутствует в маленьких количествах: кислород (1%), углерод (0.3%), неон (0.2%) и железо (0.2%). Внутри Солнце делится на слои:
- ядро,
- радиационная и конвекционная зоны,
- фотосфера,
- атмосфера.
Строение Солнца схематично.Ядро Солнца обладает наибольшей плотностью и занимает примерно 25% от общего солнечного объема.
Именно в солнечном ядре посредством ядерного синтеза, трансформирующего водород в гелий, формируется тепловая энергия. По сути, ядро – это такой себе солнечный мотор, благодаря ему, наше светило выделяет тепло и обогревает всех нас.
Что заставляет Солнце излучать свет?
Древние мыслители думали, что поверхность солнца постоянно горит, и поэтому излучает свет и тепло. Однако это не так. Во-первых, причина излучения тепла и света находится намного глубже поверхности звезды, а именно в ядре . Ну и во-вторых, процессы происходящие в недрах звезд вовсе не похожи на горение.
Солнце содержит огромное количество атомов водорода.
Суть термоядерной реакции
Как правило, нейтральный атом водорода содержит положительно заряженный протон и отрицательно заряженный электрон, который вращается вокруг него. Когда этот атом встречается с другим атомом водорода, их соответствующие внешние электроны магнитно отталкивают друг друга, что предотвращает встречу одного из протонов друг с другом.
Но ядро Солнца сильно разогрето и находится под таким давлением, что атомы перемещаются с большой кинетической энергией, которая позволяет им преодолевать силу, связывающую их структуру, и электроны начинают отделяться от своих протонов.
Это означает, что протоны, обычно находящиеся внутри ядра атома водорода, могут касаться друг друга и объединяются в ядра других элементов.
То есть с научной точки зрения, — это реакция, при которой более легкие атомные ядра — обычно изотопы водорода (дейтерий и тритий) сливаются в более тяжелые ядра — гелия .
Данный процесс, происходящий в недрах звезд, называется термоядерный синтез.
Это процесс перехода материи в энергию, причем из минимального количества материи высвобождается невероятное количество энергии — каждую секунду Солнце излучает 3,9 × 10 в степени 26 Вт мощности.
Чтобы произошла термоядерная реакция необходима невероятно высокая температура — несколько миллионов градусов.
Как можно было догадаться солнце не вечно , оно со временем «спалит само себя». Ученые считают, что в нем еще хватит материи приблизительно на 4-6 миллиардов лет, т.е. где-то на столько же, сколько оно уже просуществовало.
Почему Солнце не взрывается?
Звезда живет за счет притяжения — вот почему они большие, огромные. Чтобы сжать звезду, нужна огромная сила притяжения, для того чтобы выделить невероятное количество энергии, достаточного для термоядерного синтеза. Вот в чем секрет звезд, вот почему они светятся.
Синтез в ядре звезды Солнца, каждую секунду генерирует мощность, которой хватило бы на миллиард ядерных бомб. Звезда — это гигантская водородная “бомба”.
Почему тогда ей просто не разлететься на куски?
Дело в том, что силы тяжести сжимают внешние слои звезды. Сила тяжести и синтез ведут грандиозную войну, притяжение которых хочет смять звезду и энергия синтеза, которая стремится разнести звезду изнутри, этот конфликт и это равновесие создают звезду.
Этот процесс происходит всю жизнь звезды. В результате создается свет и каждый луч совершает невероятное путешествие, проходя 1080 миллионов километров в час. За одну секунду, луч света может семь раз обогнуть землю, ни что во вселенной не движется так быстро.
История изучения светимости Солнца
Одним из первых, кто попытался подойти к объяснению природы Солнца с научной точки зрения был древнегреческий астроном и математик Анаксагор, согласно словам которого Солнце – раскаленный металлический шар. За это философ был заключен в тюрьме.
Прежде, чем в 17-м веке началось инструментальное изучение Солнца, было еще немало предположений о природе солнечного света, вплоть до находящихся на поверхности постоянно горящих лесов.
С 17-го века ученым открывается такое явление как солнечные пятна, появляется возможность вычислить период вращения Солнца. Становится ясно, что наша звезда является неким физическим телом со сложной структурой.
В 19-м веке возникает спектроскопия, при помощи которой удается разложить солнечный луч на составные цвета. Таким образом, благодаря линиям поглощения, Фраунгоферу удается обнаружить новый химический элемент, входящий в состав звезды, — гелий.
В середине 19 века ученые уже пытались описать свечение Солнца более сложными научными гипотезами.
В 1848 году Роберт Майер выдвинул метеоритную гипотезу, согласно которой Солнце нагревается благодаря бомбардировке метеоритами.
Несколько позже, в 1853-м году, возникла более правдоподобная идея так называемого «механизма Кельвина — Гельмгольца», согласно которой Солнце нагревалось по причине гравитационного сжатия. Однако, в таком случае возраст светила был бы значительно меньше, нежели на самом деле, что противоречило некоторым геологическим исследованиям.
Уравнение Энштейна
Вооружившись знаменитым уравнением Эншнейна, которое предсказывало, что любая масса должно иметь эквивалентное количество энергии, британские астрономы 1920-х годов предположили, что Солнце фактически превращало свою массу в энергию. Однако вместо печи, которая превращает древесину и уголь в золу и почерневший углерод (излучая свет и тепло), центр Солнца больше похож на гигантскую атомную электростанцию.
Только в XX веке было найдено правильное решение этой проблемы, благодаря которой стала понятна природа светимости Солнца.
Сколько будет гореть Солнце?
Эффективность реакции термоядерного синтеза является основной причиной того, что Солнце постоянно излучает тепло, — энергия, выделяемая путем превращения всего одного килограмма водорода в гелий эквивалентна той, которая выделяется при сжигании 20 000 тонн угля. Поскольку Солнце достаточно массивно и относительно молодо, считают, что оно использовало только около половины своего топлива — водорода.
Koгдa Coлнцe изpacxoдуeт вecь вoдopoдный зaпac (1З0 млн. лeт), тo пepeйдeт к гeлию. После этого его светимость будет и дальше увеличиваться, пока Солнце не станет на 121 % ярче и горячее, чем сейчас. и оно перейдет в фазу красного гиганта.
Ученые считают, что через 4–5 млрд лет Солнце расширится и поглотит или очень сильно разогреет Землю.
Пocлe кpacнoгo гигaнтa oнo pуxнeт и ocтaвит cжaтую мaccу в шapикe зeмнoгo paзмepa. Этo cтaдия бeлoгo кapликa. В конце концов, ядро Солнца преобразует весь свой водород в гелий, и звезда умрет. Этого не произойдет еще примерно 5 миллиардов лет. Солнце не может исчезнуть просто так или погаснуть в один миг. Светимость нашей звезды увеличивается на 1 % каждые 110 млн лет за счет сжигания водорода.
Видео
Источник
Как выглядит Солнце на других планетах Солнечной системы – описание, фото и видео
Свет, излучаемый Солнцем, достигает всех планет Солнечной системы. Но освещенность каждой из них зависит от расстояния между Солнцем и планетой. Чтобы убедиться в этом, достаточно посмотреть ночью на звезды.
Многие из них такие же яркие светила (а некоторые даже ярче), как и наше Солнце. Но они находятся столь далеко от нас, что их свет не в состоянии хорошо осветить нашу планету.
Как выглядит Солнце
С Меркурия, ближайшей к Солнцу планете, Солнце выглядит огромным слепящим шаром: его диаметр в три раза больше диаметра «нашего» Солнца(которое мы видим с планеты Земля). Днем поверхность Меркурия залита очень ярким светом, а небо остается черным и видны звезды, потому что на Меркурии нет атмосферы, которая бы отражала и рассеивала солнечный свет. Когда свет Солнца падает на безжизненные скалы Меркурия, их температура повышается до 430 градусов Цельсия. Ночью же это тепло быстро рассеивается в пространстве и температура тех же скал опускается до минус 170 градусов Цельсия.
Солнце на Венере
Венера, вторая после Меркурия планета, окружена атмосферой, которая состоит в основном из углекислого газа. В этой атмосфере взвешены и перемещаются зловонные облака паров серной кислоты. Эти облака очень плотные, поэтому на Венере всегда пасмурно. Хотя Венера дальше от Солнца, чем Меркурий, температура на ее поверхности подчас бывает выше. Почему? Срабатывает парниковый эффект. Слой углекислого газа удерживает тепло на поверхности планеты, как стекло парника не дает теплу покинуть оранжерею. Поэтому температура на поверхности Венеры достигает 480 градусов Цельсия.
Солнце на Марсе
После Земли, третьей планеты, следует Марс. Диаметр марсианского Солнца — две трети земного. Света оно дает только одну треть в сравнении со светом Солнца на Земле. Этот более слабый свет должен еще пройти сквозь пыльный слой в красном небе Марса. В небе Марса всегда много пыли, поднятой марсианскими бурями с красной почвы планеты. Однако в спокойные дни летом температура днем может достигать вполне комфортных 17 градусов Цельсия. Словом, погода на Марсе может быть вполне приемлемой.
Юпитер, Сатурн, Уран, Нептун и Солнце
За Марсом находятся гигантские планеты, огромные газовые шары Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун. Все они постоянно окутаны густыми облаками. Со всех этих четырех форпостов нашей Солнечной системы Солнце кажется маленьким довольно тусклым диском. На Юпитере диск Солнца выглядит в пять раз меньше, чем с Земли.
Света же и тепла Юпитер получает в 25 раз меньше, чем Земля. С поверхности облаков Юпитера мы увидим маленькое тусклое Солнце. А что под облаками? Ученые считают, что поверхность Юпитера покрыта жидким, похожим на расплавленный метал водородом. На поверхности водородного океана под плотными облаками царит вечный мрак. Изредка мрачный пейзаж освещается гигантскими вспышками молний.
Солнце с Сатурна
Естественно, на Сатурне света еще меньше, чем на Юпитере. Правда, его хватает на то, чтобы осветить знаменитые кольца, окружающие планету. Тысячи колец Сатурна состоят в основном из льда. Солнечный свет, падая на них, превращает ледяные круги в сверкающие венцы. В зависимости от ориентации Сатурна по отношению к Солнцу, кольца могут отбрасывать тень на поверхность планеты, сгущая и без того покрывающий ее мрак. Представьте себе подобные кольца у Земли, которые покрывают густой тенью Южную Америку, Южную Африку и Австралию, и вы поймете, о чем идет речь.
Ну и наконец, с ледяного, темного, страшно далекого от Солнца Плутона наше светило выглядит как очень яркая звезда на черном небосклоне, ее свет холоден. Она удалена от планеты на 5,8 миллиарда километров. Если не знать, что это родное светило Плутона, то нет никаких признаков, по которым можно было бы догадаться об этом.
Интересное видео – как выглядит Солнце с других планет
Если Вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.
Источник
Светящаяся точка: звезда или планета?
«Если бы звезды были видны только лишь из одного места Земли, туда бы стекалось больше паломников, чем куда-либо.»
Сенека
Тому, кто не разбирается в астрономии, может показаться, что на звездном небе царит хаос. Между тем ученые давно навели порядок: определили разницу между планетами и звездами, объединили все видимые звезды в созвездия.
Звезды мерцают, а планеты сияют
Еще древние заметили, что на небе есть объекты, непохожие на другие. Пять светящихся точек движутся среди звезд и отличаются от них ровным светом. Это пять видимых невооруженным глазом планет: Меркурий, Венера, Марс, Юпитер и Сатурн. Они находятся к нам гораздо ближе, чем звезды, поэтому мы видим их как диски, а не как мерцающие точки.
Планеты можно наблюдать на небе не только ночью, но и днем. В телескоп — всегда, но бывают дни, когда они видны без оптических приборов. Чаще всего при дневном свете можно увидеть самую яркую из планет Солнечной системы, Венеру. Парадоксально, что Венеру удобнее наблюдать на улицах мегаполисов, а не на открытой местности. Все дело в том, что высотные здания заслоняют Солнце, и его лучи не слепят глаза.
Однажды Наполеон I устроил торжественный парад. Он надеялся, что к нему будут прикованы взоры всех горожан, — но в этот день на небе в полдень сияла великолепная Венера, поэтому все смотрели вверх, а не на блистательного императора
Почему же звезды постоянно мерцают, а планеты сияют ровным светом? Мерцание, дрожание, изменение цвета, вспышки — все эти явления происходят из-за того, что мощный свет далеких звезд проходит через земную атмосферу. Она состоит из разных слоев, которые отличаются плотностью, температурой и коэффициентом преломления: лучи света много раз меняют свое направление, из-за этого мы и наблюдаем мерцание звезд.
Планеты Солнечной системы не так сильно удалены от Земли по сравнению со звездами, они — наши ближайшие соседи. На самом деле, они тоже мерцают, но мерцание это происходит не в одной точке, как у далеких звезд, свет которых доходит до нас в виде пучка, а по всей поверхности. В итоге мы воспринимаем свечение планет как ровное.
Звезды обладают таким мощным свечением, преодолевающим огромные расстояния, потому что в них постоянно происходят термоядерные реакции. Планеты — это твердые тела, они не излучают свет самостоятельно, а только отражают тот, что исходит от звезды, вокруг которой они вращаются.
Созвездия — участки звездного неба
Чтобы как-то ориентироваться на звездном небе, люди еще в глубокой древности разделили его на отдельные созвездия. У разных народов созвездия отличались — не только по названиям, но и по форме. Дело в том, что это разделение неба очень условно: на самом деле, звезды, объединенные в созвездия, никак друг с другом не связаны — какие-то находятся ближе к нам, какие-то очень далеко. Созвездия в привычном для нас виде можно наблюдать только с Земли. Если мы посмотрим на небо с любой другой планеты, картина будет совсем другой.
В наше время, чтобы не возникало путаницы, астрономы утвердили общую для всех стран карту созвездий. Каждая из видимых с Земли звезд входит в одно из 88 созвездий. Границы созвездий четко расчерчены, поэтому разногласий по поводу того, к какому созвездию отнести ту или иную звезду, не возникает. Самое крупное созвездие — это Гидра, самое маленькое — Южный Крест.
Со времен Древней Греции астрономы стали называть звезды в созвездии буквами греческого алфавита. Самой яркой звезде в созвездии присваивалось имя альфа (первая буква алфавита), второй по яркости — бета, и т. д. Но в наше время эти названия не всегда соответствуют уровню яркости. Во-первых, границы созвездий в некоторых случаях изменились, и звезда, которая была в одном созвездии, оказалась в другом. Во-вторых, раньше наблюдения велись невооруженным глазом или с помощью примитивных приборов, и поэтому яркость определялась не очень точно.
Источник