Солнце исследования солнечной системы

Исследование Солнца

Долгие тысячелетия Солнце было объектом поклонения и главной фигурой в мифах и легендах. Многие культуры считали его сверхъестественным или божественным по природе. Давайте проследим за историей исследования Солнца. Ранние записи о единственной звезде Солнечной системы встречаются в протоиндоевропейской мифологии, где Солнце показано в виде восходящей к небу колеснице. В германской мифологии эта колесница называлась Сол, у ведов – Сурья, а у норвежцев – Сольвенен.

Позолоченная сторона щита в норвежской солнечной колеснице

В Месопотамии Солнце называли Уту – бог справедливости и потомок Луны. У вавилонян и ассирийцев – Шамас. В Египте – Ра, поклонение которому распространилось по всему царству с 25-го века до н.э.

В Новом Свете инки, майя и ацтеки полагали, что Солнце нуждается в человеческих жертвах. У ацтеков это был бог войны, а у греков – Гелиос, который также путешествовал на колеснице по небу.

Божество Сол на монетке римского императора Константина I (примерно 315 г. н.э.)

У римлян это был Сол, лик которого изображали на монетках в 3-м веке н.э. 25 декабря праздновали рождение Солнца. В Китае его считали мудрым дедушкой, правящем в Солнечном Дворце.

Поклонение Солнцу включало и создание храмов и дворцов в его честь. К примеру, в Египте, Мальте, Англии и Ирландии еще остались каменные мегалиты, созданные для определения летнего и зимнего солнцестояний. Стоит отметить, что все это в определенном смысле первобытные методы исследования Солнца, где звезду ассоциировали с богом, а не стандартным небесным телом. Следует переместиться дальше и увидеть, как выглядели научные методы исследования.

Люди наблюдали все внимательнее и начали появляться первые научные концепции. В 1-м тысячелетии до н.э. вавилонские мудрецы отметили, что перемещение звезды по эклиптике лишено однородности. Позже мы поймем, что все дело в движении планеты Земля.

Иллюстрация геоцентрической системы Птолемея, созданная Бартоломеу Велью в 1568 году

В 5-м веке до н. э. Анаксагор говорит, что Солнце – огненный шар, чей свет отражается от Луны. В 3-м веке до н. э. Эрастофен предлагает первую дистанцию Солнца от Земли – 148-153 млн. км. В это же время Аристарх Самосский считает, что Солнце находится в центре Вселенной, а планеты совершают обороты вокруг него. Позже эту точку зрения поддержат исламские и индийские астрономы.

В 1032 году Ибн Сина наблюдает за транзитом Венеры и понимает, что планета находится ближе к Солнцу, чем мы. Солнечные пятна отобразили и задокументировали в Китае в 206 г. до н. э.

Пластина с солнечными пятнами, созданная в 1612 году

Революционной для понимания Солнечной системы и места в ней Земли и других планет стала модель Николая Коперника (гелиоцентрическая модель мира), где Солнце находилось в центре Вселенной. Появление в 17-м веке телескопа помогло отобразить первые детали звезды и планет. В 1672 году Кассини смог вычислить дистанцию к Марсу, что помогло определить точную отдаленность от Солнца. Согласитесь, что в этих работах прослеживается больше научных методов, чем в период обожествления.

В 1666 году Исаак Ньютон первым наблюдал за солнечным светом через призму и доказал, что видит несколько цветов. В 1800 году Уильям Гершель открыл инфракрасное излучение. Спектроскопические исследования начали зарождаться в 19 веке на основе изучения светового звездного спектра.

Солнце, наблюдаемое в EUV между минимумом (слева) и максимумом (справа)

Еще одним этапом в изучении стало развитие термодинамики, где главным вкладчиком выступил Уильям Томпсон. Он предложил, что Солнце – постепенно остывающее жидкое тело, излучающее внутренний тепловой запас.

Герман фон Гельмгольц предложил возраст звезды в 20 млн. лет, что не сходилось с земным возрастом (тогда считали 300 млн. лет). В 1920 году Артур Эддингтон сообщил, что давление и температура в ядре способны привести к слиянию, что и вызывает выработку энергии.

Исследование

Давайте рассмотрим новые современные исследования Солнца. Космическая эпоха 20-го века помогла ответить на большую часть вопросов. В 1959-1968 гг. к Солнцу направились первые спутники – Пионеры 5, 6, 7, 8 и 9. Они сумели получить первые данные о солнечном ветре и магнитном поле.

В 1970-х гг. стартуют Гелиос 1 и 2, остановившиеся на орбитальном пути Меркурия и получившие обновленные и более точные сведения о ветре и короне. В 1973 году появляется космическая станция Skylab, использующая для изучения солнечную обсерваторию Аполлон.

В 1980-м году начали изучать гамма, рентгеновские и УФ-лучи. В 1991 года Япония запускает спутник Yohkoh, который до 2001 года наблюдал за вспышками. Наконец в 1995 году появляется космическая обсерватория SOHO. Она установилась в точке Лагранжа и функционировала до появления в 2010-м SDO. В 2006 году для наблюдений отправили STEREO.

Но это не последние миссии. Солнце крайне важно, потому что от его активности зависит комфорт и возможность нашего выживания, а также космическая погода. В 2017 ЕКА планирует отправить Solar Orbiter, который установится на дистанции в 0.28 а. е. к звезде и будет фиксировать ее перемены. В 2018 году может стартовать зонд Plus НАСА, который подойдет на 8.5 солнечных радиусов и будет заниматься измерением частичек и энергии солнечной короны.

Не будем забывать, что кроме энергии и тепла, Солнце щедро поливает нас радиацией, от которой спасает только земное магнитное поле. Но Земле повезло с позицией, поэтому звезда стала источником жизни, который периодически пытается нас убить. Ниже можно ознакомиться со знаменательными датами изучения Солнца.

Космические аппараты, исследовавшие Солнце

• 150 г. до н.э. – Птолемей создает «Альмагест», в котором описывает модель нашей системы. Она считалась верной до 16 века;
• 1543 г. – Николай Коперник демонстрирует работу «Революции небесных тел», в которой продвигает гелиоцентрическую (Солнце в центре) модель;
• 1610 г. – Галилео Галилей и Томас Харриот отдельно наблюдают за солнечными пятнами в телескопы;
• 1645-1715 гг. – Активность солнечных пятен не сократилась, что могло привести к небольшому ледниковому периоду. Обычно замершие реки оставались жидкими круглый год на более низких высотах;
• 1814 г. – Обнаружение спектральных линий на Солнце. Стали отпечатками элементов в 1859 году;
• 1826-1843 гг. – Официальное признание существования цикла солнечных пятен;
• 8 июля 1842 г. – Первый ИК-обзор солнечной короны, выполненный в период полного затмения в Милане;
• 1848 г. – Солнечные пятна отображают более прохладную температуру, чем остальная фотосфера;
• 1 сентября 1859 г. – Первый обзор вспышки и ее геомагнитных эффектов на Земле;
• 18 июля 1860 г. – Первый зарегистрированный выброс корональной массы, зафиксированный в момент затмения;
• 1942 г. – Впервые заметили солнечное радиоизлучение;
• 1946 г. – Первый ракетный обзор нашей звезды;
• 7 марта 1962 г. – НАСА отправляет орбитальную солнечную обсерваторию (OSO-1);
• 1973-1974 гг. – Команда Skylab использует телескоп Аполлон для многоспектрального солнечного анализа с земной орбиты;
• 1994 г. – Первая миссия (Улисс) по изучению космического пространства выше и ниже солнечных полюсов;
• 26 июня – 5 ноября 1994 г. – Улисс выполняет первые наблюдения за солнечными полярными участками;
• 8 сентября 2004 г. – Аппарат Генезис доставляет образцы солнечного ветра, собранные на удаленности в 1.5 млн. км;
• 23 апреля 2007 г. – Аппарат STEREO создал первые 3D-изображения Солнца;
• Февраль 2010 г. – Обсерватория Солнечной Динамики приступает к изучению формирования солнечной активности и космической погоды через вычисление внутреннего звездного пространства, магнитного поля, раскаленной плазмы короны и уровня яркости;
• 6 февраля 2011 г. – Зонд STEREO переходит на противоположную солнечную сторону, непрерывно передавая обратно снимки;

Источник

Современные исследования Солнечной системы

Современный этап исследований Солнечной системы предполагает изучение не только планет, но и наиболее отдаленных объектов в пределах влияния Солнца. Исследования касаются не только самой системы, но и ее взаимодействия с галактикой и другими вселенскими структурами. Освоение Солнечной системы в настоящее время невозможно без использования мощнейших оптических приборов наземного и орбитального расположения, а также высокотехнологичных космических аппаратов, передающих на Землю самую последнюю информацию о небесных телах.

В статье мы расскажем о самых интересных исследованиях Солнечной системы, проведенных за последнее десятилетие.

Путешествия зонда «Новые горизонты»

Межпланетная станция New Horizons, созданная НАСА, помогла исследователям изучить наиболее отдаленные области нашей звездной системы. Первоначально миссией аппарата было изучение Плутона и его спутника Харона, однако это программа была закончена еще в 2015 году. Следующими целями «Новых горизонтов» стали пояс Койпера и границы гелиосферы (гелиопаузы).

Аппарат имеет размеры 2,2×2,7×3,2 и массу в полтонны. Он оснащен жидкостным ракетным двигателем и резервуаром для топлива на 77 кг. На станции установлены ультрафиолетовый спектрометр, камеры высокого разрешения, радиоспектрометр, анализатор солнечного ветра и детектор пыли. Максимальная скорость передачи данных 38 кбит/с, максимальная скорость полета — 58*10 3 км/ч.

Зонд «Новые горизонты» был запущен 19 января 2006 года. Сейчас он отдалился от Солнца на расстояние 43,5 а.е. Основные открытия и исследования Солнечной системы, проведенные межпланетной станцией New Horizons:

• Получение снимков Юпитера и его спутников в высоком разрешении.
• Получение детальных снимков нептунианского спутника Тритона.
• Наблюдение за Плутоном и Хароном (с января 2015 года): получение снимков высокого разрешения, обнаружение на Плутоне залежей метанового льда, исследование поверхностного слоя мелких частиц на Хароне.
• Изучение транснептуновых объектов: астероидов (486958) 2014 MU69, 2011 KW48, 2014 PN70, 2014 OS393, (15810) Араун, 1994 JR1, (50000) Квазар. «Новые горизонты» передал на Землю снимки данных объектов, а также сведения об их строении и составе.
• Съемка галактик IC 1048 и UGC 09485.
• Обнаружение «водородной стены» на границе гелиосферы.
• Исследование ТНО «Ultima Thule» (2014 MU69), расположенного на расстоянии 43,4 а.е. от Солнца.

Исследования Луны

Казалось бы, естественный спутник Земли уже давно изучен. На нем даже побывали американские астронавты. Однако, даже у ближайшей земной соседки остается еще много тайн, разгадка которых поможет дополнить современное представление о Солнечной системе.

18 июня 2009 года был запущен LCROSS (Lunar CRater Observation and Sensing Satellite) – космический аппарат, созданный НАСА для изучения кратеров Луны. 9 октября того же года в районе южного лунного полюса зонд LCROSS сбросил разгонный блок «Центавр». С поверхности земного спутника поднялось облако пыли высотой в 1,6 километра, куда упал сам аппарат. По пути он собирал и анализировал частицы лунной пыли.

Данные полученные станцией, были очень интересны. Доля воды в подповерхностном слое лунного грунта оказалось равной 8%. Кроме того, в больших количествах были найдены ртуть и серебро. По мнению ученых, вода и металлы были занесены на Луну кометами и метеоритами. Ранее эти вещества находились в грунте спутника лишь в следовых количествах. LCROSS же помог исследователям изучить прошлое Луны и ее взаимодействие с другими космическими телами.

Еще одним значимым событием в исследовании Луны стал спуск планетохода на ее «темную» сторону. В рамках Лунной программы Китая к спутнику Земли была запущена станция «Чанъэ́-4», на борту которой находился луноход. Его прилунение состоялось в начале 2019 года. Миссией аппарата является исследование кратеров и поверхности незримой стороны Луны.

Изучение астероидов

Изучение астероидов является значимой частью современных исследований Солнечной системы. Анализируя состав и строение этих объектов можно изучить прошлое нашей системы, а также других уголков галактики. Кроме того, астероиды гипотетически могут стать сырьевой базой для Земли. Ведь они богаты различными минералами и другими полезными ископаемыми.

Японская межпланетная станция Хаябуса-2 была запущена 3 декабря 2014 года. Ее целью является изучение околоземного астероида (162173) Рюгу. На данный момент зонд уже достиг поверхности небесного тела и проводит изучение его грунта. Возвращение Хаябуса-2 на Землю планируется в 2020 году.

Другой космический аппарат OSIRIS-REx, созданный НАСА, на данный момент изучает поверхность околоземного астероида (101955) Бенну. Этот объект входит в список астероидов, представляющих наибольшую опасность для Земли.

На пути к Солнцу

Изучение Солнца – задача крайне непростая. Любой аппарат, приближаясь к нему, попадает под действие экстремально высоких температур и зашкаливающих доз излучения. Поэтому большинство миссий по изучению небесного светила оканчивались провалом.

Солнечный зонд Паркер, созданный НАСА, был запущен для изучения верхних слоев солнечной атмосферы. На данный момент он приблизился к звезде на рекордные 15 млн. км. Телескопы и анализаторы, которыми оснащен Паркер, будут передавать на Землю информацию о гелиосфере, солнечном ветре и магнитных полях звезды. Кроме того, на пути к Солнцу зонд совершил 7 пролет вокруг Венеры, попутно делая снимки этой планеты.

Все проведенные исследования помогли ученым составить наиболее современное представление о Солнечной системе. Все больше утверждается правдивость небулярной теории происхождения Солнца и объектов, вращающихся вокруг него. Обнаруживаются новые тела и даже целые карликовые планеты на значительном удалении от небесного светила. Изучено взаимодействие планет и их спутников. Но вся информация о космосе, которой мы владеем на данный момент, составляет миллионные доли процента от того, что нам еще предстоит узнать.

Источник