Сравнение размеров крупнейших известных звёзд с нашим Солнцем
• VV Цефея. Эта звезда, находящаяся на расстоянии около 5000 световых лет от Земли, является третьей по размеру в нашей галактике — Млечный Путь. Её радиус приблизительно равен 1050-1900 радиусам Солнца.
• V354 Цефея, также расположенная в галактике Млечный Путь, находится в 9000 световых лет от Земли. Её радиус равен ≈ 1,06 млрд км — это приблизительно в 1520 раз больше радиуса Солнца.
• KW Стрельца — это красный сверхгигант, расположенный в созвездии Стрельца на расстоянии примерно в 10 000 световых лет от Солнца. Радиус звезды составляет 1460 солнечных.
• Пистолет является одной из ярчайших звёзд в нашей галактике. За 20 секунд звезда Пистолет испускает столько же света, сколько Солнце излучает за год. Она расположена вблизи галактического центра, поэтому расстояние до неё составляет целых 25 000 световых лет.
• Антарес — это красный сверхгигант и ярчайшая звезда в созвездии Скорпиона, которая находится в 600 световых лет от Солнца. Её диаметр в 400 раз больше, чем солнечный. Если бы Антарес находился на месте Солнца, он выходил бы за орбиту Марса, а короной коснулся бы Юпитера.
• Бетельгейзе — это яркая звезда, находящаяся в созвездии Ориона. Расстояние до звезды составляет, по разным оценкам, 613-880 световых лет.
• Альдебаран — это одна из ярчайших звёзд на ночном небе. Альдебаран находится в созвездии Тельца на расстоянии ≈ 65,1 световых лет от Земли. Радиус звезды равен около 38 диаметров Солнца.
• Ригель находится на расстоянии примерно 860 световых лет от Солнца. Светимость этой звезды примерно в 130 000 раз выше солнечной, что делает её одной из самых мощных звёзд в Галактике.
• Арктур, находящийся в созвездии Волопаса, удалён от Земли на расстояние 36,7 светового года, что довольно близко по космическим масштабам. Радиус этой звезды равен ≈25,7 радиуса Солнца.
• Поллукс, расположенный на расстоянии около 34 световых лет от Солнца, является самой яркой звездой в созвездии Близнецов. Эта звезда почти в девять раз больше Солнца.
• Сириус A и B — одни из ближайших звёзд к Солнцу, расстояние до них составляет 8,6 светового года. Радиус Сириуса А составляет 1 190 000 километров (экваториальный радиус Солнца — 696 392 километров).
Источник
Наше Солнце удивительно слабое по сравнению с другими звездами
Мы хорошо знакомы с нашим Солнцем. Мы даже отправили космическую миссию, чтобы изучить его; мы не делали этого ни с какой другой звездой. Учитывая то, как долго мы изучаем это, было бы заманчиво думать Солнце как о типичном примере звезды главной последовательности G-типа, или желтого карлика.
Новое исследование показывает, что это не так. Проведя обзор звезд, похожих на Солнце, ученые обнаружили, что наша звезда необычайно спокойна, по крайней мере, на этом этапе ее жизни.
По сравнению со сверстниками Солнце гораздо меньше колеблется в яркости и имеет более низкую активность солнечных пятен, чем в среднем. Это любопытный результат, который может повлиять на будущее нашей жизни на этой планете.
Мы знаем, что наше Солнце немного изменяется в яркости из-за его 11-летних циклов. Цикл начинается в спокойный период, когда солнечное магнитное поле аккуратно выровнено между полюсами. Но поскольку экватор вращается быстрее полюсов, он вытягивает магнитное поле из формы. Это приводит к повышенной активности, солнечным пятнам и переменной яркости. В конце концов — примерно через 11 лет — магнитное поле снова выравнивается, полюса переворачиваются и возвращаются в спокойный период.
Понимание того, как меняется эта деятельность, является мощным инструментом для предсказания будущего Солнца. И у нас есть действительно мощный инструмент для понимания солнечной активности в прошлом. Это сама Земля. Концентрация различных элементов в кольцах деревьев, кернах льда и окаменелостях может быть интерпретирована, чтобы понять, как активность Солнца менялось с течением времени.
Из этих записей мы знаем, что Солнечная активность была такая же как сейчас, в течение последних 9000 лет. Но труднее оценить далекое прошлое Солнца, и является ли его текущий уровень активности временным.
«По сравнению со всей продолжительностью жизни Солнца 9000 лет — это мгновение ока», — говорит астрофизик Тимо Рейнхольд из Института исследований солнечной системы имени Макса Планка (MPS) в Германии.
«В конце концов, нашей звезде почти 4,6 миллиарда лет. Возможно, что Солнце переживало спокойную фазу на протяжении тысячелетий, и поэтому у нас искаженное представление о нашей звезде».
Мы можем сравнить Солнце с другими звездами, чтобы определить, является ли его поведение типичным. А благодаря космическому телескопу Kepler у нас есть действительно подробные данные. В течение четырех лет он изучал участок неба, позволяя астрономам рассчитывать скорости вращения десятков тысяч звезд, регистрируя слабые провалы в яркости, связанные с появлением и исчезновением солнечных пятен.
Это имеет ключевое значение — потому что скорость вращения звезды, как полагают, влияет на силу магнитного поля. «Магнитное поле является движущей силой, ответственной за все колебания активности», — сказал астрофизик Сами Соланки из MPS.
Из данных Kepler исследователи выбрали звезды с периодами вращения от 20 до 30 дней. (Период вращения Солнца составляет 24,5 дня.) Они сопоставили эти звезды с данными спутника Gaia и идентифицировали 369 звезд, которые сопоставимы с Солнцем по цвету, массе, составу, возрасту, температуре и скорости вращения.
Затем они сравнили изменчивость яркости этих звезд, записанную Kepler, с изменчивостью яркости Солнца. Результаты были ясны. Активность Солнца была очень слабой по сравнению с большинством других звезд. Как правило, другие звезды в пять раз активней, чем Солнце.
«Мы были очень удивлены тем, что большинство похожих на Солнце звезд гораздо более активно», — сказал астроном Александр Шапиро из MPS.
Трудно точно знать, что это значит. Возможно, есть фундаментальные различия между звездами с известными и звездами с неизвестными скоростями вращения. Как отмечают исследователи, вполне вероятно, что Солнце будет принадлежать к последней группе, если его изучать на расстоянии с помощью Кеплероподобного телескопа.
Звезды могут колебаться между уровнями активности, а Солнце в последнее время просто не проявляет шумного поведения. Это говорит о том, что может быть активность вырастет в будущем; учитывая, что раздражительное Солнце может негативно повлиять на связь, навигацию, спутники и даже электрические сети, это тревожная мысль.
Однако, поскольку звезда была относительно спокойной в течение 9000 лет, временные рамки таких колебаний активности, довольно длительны в человеческом смысле.
Исследование было опубликовано в журнале Science.
Источники: Фото: (NASA/SDO)
Источник
Солнце оказалось необычно спокойным по сравнению с другими звездами
ТАСС, 30 апреля. Астрономы проследили за колебаниями в яркости почти 400 солнцеподобных звезд и обнаружили, что уровень их вспышечной активности был значительно выше, чем у Солнца. Результаты их наблюдений опубликовал научный журнал Science.
«Мы были очень удивлены, что большинство звезд, похожих на Солнце по свойствам и размерам, гораздо активнее, чем наше светило. При этом мы допускаем и то, что подобных различий на самом деле нет. В таком случае, в последние 9 тыс. лет наше светило было необычно «тихим», что теория вполне допускает», – прокомментировал результаты один из авторов исследования, астрофизик из Института изучения солнечной системы в Гёттингене (Германия) Александр Шапиро.
Астрономам давно известно, что на Солнце периодически происходят вспышки, в ходе которых светило резко выделяет огромное количество энергии в виде волн оптического, теплового и рентгеновского излучения. Мощные события такого рода могут нарушать работу спутников на орбите и мешать системам радиосвязи на Земле, а также угрожать здоровью космонавтов.
Самая крупная солнечная вспышка в истории человечества произошла в 1859 году во время так называемого события Каррингтона. Оно выработало приблизительно 10 йоттаджоулей (10 в 25-й степени) энергии и в десятки раз превзошло метеорит, который уничтожил динозавров и морских рептилий в конце мезозоя.
Астрономов давно интересует то, как часто происходят подобные мощные вспышки на звездах, похожих на Солнце, а также на светилах другого типа, вокруг которых вращаются планеты, которые по размерам и свойствам похожи на Землю. Ответы на оба эти вопроса очень важны как для того, чтобы прогнозировать будущее человечества, так и для того, чтобы искать внеземную жизнь.
Вечный штиль на Солнце
Шапиро и его коллеги узнали о новой необычной и предположительно уникальной черте Солнца. Они наблюдали за колебаниями в яркости 369 далеких от нас звезд, за которыми постоянно следит орбитальная обсерватория GAIA или изучал в прошлом телескоп Kepler.
Флуктуации в яркости звезд, как объясняют ученые, показывают то, как много пятен есть на их поверхности в каждый конкретный момент времени. В свою очередь, их число на Солнце и других звездах напрямую связано с тем, насколько часто на их поверхности появляются вспышки и другие формы активности. Как правило, чем меньше пятен на поверхности светила, тем реже там возникают мощные вспышки и выбросы корональной материи.
Оказалось, что по сравнению со звездами схожих размеров и массы, за которыми Kepler и GAIA непрерывно наблюдали на протяжении примерно четырех лет, число пятен на Солнце почти не меняется. Для сравнения, яркость Солнца в среднем повышалась и снижалась на 0,07%, тогда как для большинства других звезд этот показатель был примерно в пять раз выше.
На практике это означает, что у Солнца значительно более спокойный характер, чем у других звезд схожих размеров, массы, температуры и яркости. Более того, анализ долей изотопов бериллия и углерода в годичных кольцах деревьев и в отложениях льда в Гренландии показывает, что Солнце ведет себя таким образом уже как минимум 9 тыс. лет.
С одной стороны, ученые допускают, что подобное затишье на Солнце лишь временное, хотя и долгосрочное явление по меркам человечества. При этом они не исключают и того, что оно может иметь и постоянный характер. Это предположение связано с тем, что магнитная активность солнцеподобных звезд должна резко снижаться в тот момент времени, когда скорость их вращения падает до определенной отметки и их недра резко перестраиваются.
Нечто похожее могло недавно произойти с Солнцем. Это объясняло бы и различия в частоте появления пятен по сравнению с другими звездами, а также то, почему в последние годы на нашем светиле наблюдается необычное даже по его меркам затишье, заключают авторы статьи.
Источник
Чем Солнце отличается от других звезд?
Во многих отношениях Солнце совершенно ничем не примечательно. Это звезда главной последовательности G-типа, на среднем этапе своей жизни
Чтобы понять, насколько «нормальным» может быть наше Солнце, астрономы сравнили Солнце с сотнями похожих звезд. Оказывается, что оно на самом деле гораздо менее активно, чем его собратья. Но возникает вопрос – это его постоянное состояние или определенная фаза спокойствия?
Во многих отношениях Солнце совершенно ничем не примечательно. Это звезда главной последовательности G-типа, на среднем этапе своей жизни. Его выход энергии и яркость могут быть надежно отслежены в течении 11-летнего цикла. И мы знаем, что Солнце способно на вспышки определенной мощности.
Но если Солнце на сравнивать с другими звездами, мы не узнаем, является ли наша звезда обычной или нет. Теперь астрономы из Университета Макса Планка, Университета Нового Южного Уэльса и Школы космических исследований в Южной Корее сравнили Солнце с другими подобными звездами.
Используя данные космических телескопов Kepler и Gaia, они отфильтровывали большинство похожих на Солнце звезд из каталога в 150 000 звезд главной последовательности. Основным критерием был период вращения – Солнце вращается один раз каждые 24,5 дня, поэтому исследователи сосредоточились на звездах с вращением от 20 до 30 дней.
Затем они сузили список далее, ища звезды с поверхностными температурами, возрастами и соотношениями элементов, которые наиболее близко соответствовали Солнцу. В конце концов, они выделили 369 похожих на Солнце звезд для изучения.
К удивлению ученых, Солнце, как правило, намного спокойнее, чем большинство других звезд. Излучение Солнца колеблется в пределах всего 0,07 процента между его активной и неактивной фазами, тогда как колебания для других звезд обычно были в пять раз сильнее.
И это не только в короткие сроки. Надежные записи солнечных пятен существуют примерно с 1610 года, а до этого солнечная активность может быть оценена по изотопам в кольцах деревьев и кернах льда еще в течении 9000 лет. За все это время исследователи обнаружили, что изменчивость Солнца находилась в довольно устойчивом диапазоне.
Значит ли это, что наше Солнце является естественно тихой звездой или просто проходит долгую фазу спокойствия?
«По сравнению со всей продолжительностью жизни Солнца 9000 лет – это мгновение ока», – говорит Тимо Рейнхольд, первый автор исследования. «Возможно, что Солнце переживает спокойную фазу в течение тысячелетий и поэтому мы имеем искаженную картину нашей звезды».
Исследователи говорят, что полученные данные предполагают, что наше собственное Солнце могло бы быть способным к гораздо более интенсивной солнечной активности, чем мы считаем.
Однако, даже если сейчас Солнце находится в спокойной фазе, это не значит, что Солнце снова активизируется в ближайшее время. За последние десять лет наша звезда была еще тише, чем обычно, и прогнозы НАСА на следующие 11 лет говорят о том, что нас ждет «великий минимум», который можно наблюдать только каждые несколько веков.
Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.
Источник
Краткий очерк о жизни нашего Солнца
Солнце – наш источник тепла, энергии и света. Мы не можем смотреть на него без специальных защитных устройств, и всем нам оно кажется ярким лучистым шаром, но какое оно на самом деле? Долгое время все астрономы считали, что оно идеально. Только Галилео Галилей смог в свой самодельный телескоп увидеть, что даже у Солнца есть пятна, и предположил, что оно имеет очень сложную слоистую структуру.
Солнце считается звездой в «самом расцвете сил». Пусть это и маленький, ничем не примечательный жёлтый карлик, и по сравнению с другими массивными звёздами оно выглядит, как маленькая горошина рядом с баскетбольным мячом, зато оно относительно спокойное и долгоживущее – за всё время существования подобных ему звёзд жизнь не просто может успеть зародиться и сформироваться, но и даже стать разумной. Так, например, самые крупные голубые гиганты сжигают все свои запасы ядерного топлива всего за 10-20 миллионов лет, а это лишь несколько мгновений по сравнению с продолжительностью жизни жёлтых карликов – Солнцу уже примерно 4,5 млрд лет, и оно проживёт ещё столько же перед тем, как сойти с главной последовательности, но у нас времени осталось всё же намного меньше.
История Солнца началась около 4,5-5 млрд лет назад. Взорвалась сверхновая звезда. После этого взрыва немыслимой мощности взрывная волна прокатилась по всему «близлежащему» космическому пространству, и на её пути ей встретилось молекулярное облако. От столкновения с ней оно распалось, образовав кольца газа и пыли, а дальше уже всё дело было во власти гравитации: вещество в облаке начало сжиматься и уплотняться, а в центре этого молекулярного облака, когда набралось достаточное количество вещества для зажжения ядерного пламени, родилось пылающее сердце Солнечной системы – наша звезда. Её владения представляют собой форму пузыря – гелиосферу – это область околосолнечного пространства, в которой плазма солнечного ветра движется относительно Солнца со сверхзвуковой скоростью. Солнечный ветер (поток заряженных солнечных частиц, излучаемых солнцем) защищает нас от галактического излучения и, пожалуй, край гелиосферы, до которого он доносится, можно назвать границей нашего дома — Солнечной системы. Граница находится далеко за орбитой Плутона – по разным оценкам это расстояние составляет от 130 до 230 а.е.
Солнце, которое мы так часто воспеваем в произведениях искусства, на самом деле – гигантская термоядерная «печка», состоящая из водорода (≈73 % от массы и ≈92 % от объёма), гелия (≈25 % от массы и ≈7 % от объёма) и других элементов с меньшей концентрацией: железа, никеля, кислорода, азота, кремния, серы, магния, углерода, неона, кальция и хрома.
Сейчас в солнечном ядре идут термоядерные реакции превращения водорода в гелий. Каждую секунду в ядре нашей звезды около 4 миллионов тонн вещества превращается в лучистую энергию, которой мы все обязаны своими жизнями. Посмотрим же на Солнце изнутри. Чтобы подняться от раскалённого ядра до поверхности, той самой энергии, дающей нам тепло, свет и жизнь, понадобится миллион лет. Добравшись до поверхности, эта энергия достигает Земли примерно за 8,5 минут.
Жёлтая поверхность Солнца, которую мы видим, — это фотосфера. Её температура – почти 6 000 С. Как она выглядит? Кипящий горячий, более лёгкий, газ поднимается на поверхность, а остывший, более тяжелый, – опускается. Каждый видимый пузырь размером с примерно Московскую область!
Помимо этих пузырей мы видим пятна, которые периодически появляются на Солнце. Они холоднее, чем остальная фотосфера. Одно такое пятно может быть размером с Юпитер и даже больше. Пятна могут появляться и исчезать, могут существовать группами или по одиночке. Они отражают магнитную активность нашей звезды, т.е. они показывают, где силовые линии вырываются наружу, и где снова входят обратно. Солнце выбрасывает широкие энергетические петли. Каждые 11 земных лет магнитные полюса меняются, а в середине этого цикла Солнце находится в энергетическом максимуме.
Поскольку Солнце не имеет твёрдой поверхности, то при его вращении вещество его вращается по-разному – так, на экваторе вещество движется быстрее, чем на полюсах, поэтому и само магнитное поле выглядит искажённым – отсюда и возникают солнечные пятна. Выплёскиваемая плазма на высоту около 50 000 км образует собой дуги, повторяя контур магнитных силовых линий. Если выброс более мощный, то вещество, вырывающееся из недр Солнца, уже имеет форму струй – их высота может достигать 100 000 км.
Внешняя атмосфера Солнца – корона , её температура равна двум миллионам градусов. У короны, можно сказать, свой «танец»: колебания на поверхности Солнца отражаются на поверхности наверху. Но почему корона такая горячая? В самом сердце Солнца – в его ядре температура равна 15 млн градусам! На поверхности — всего 6000, а откуда на короне взялись 2 миллиона градусов? Вероятная причина кроется в магнитной энергии.
Солнце пульсирует, подобно гигантскому сердцу, и во время этих пульсаций его форма меняется, поэтому оно не имеет идеальную форму шара.
Реактивные струи раскалённого газа очень мощные под его поверхностью, они создают гигантские вихри и смерчи. Они вращаются на скорости 500 000 км/ч! Эти вихри и передают энергию от ядра, где протекают термоядерные реакции, к его поверхности.
Но Солнце постепенно разогревается и увеличивает свою светимость по мере того, как расходует внутренние запасы своего топлива. Так, примерно через 1 миллиард лет оно будет ярче на 11 %, чем сейчас, что приведёт к существенным климатическим изменениям, которые «преобразят» Землю до неузнаваемости. Температура на поверхности Земли существенно повысится, вода начнёт испаряться, и атмосфера из-за этих паров станет более плотной, что приведёт к развитию парникового эффекта. Живые существа могут спастись только в глубинах морей и океанов. Так что у нас есть 1 млрд лет на то, чтобы найти себе новый дом. Но на 11 % Солнце не остановится, оно будет продолжать «набирать обороты», и уже через 3,5 млрд лет его яркость возрастёт на 40 %! Посмотрите на Венеру – жара в +460 С, парниковый эффект, а на поверхности этой знойной планеты можно спокойно расплавить оловянные ложки или свинцовые пули. Почти так же будет выглядеть Земля к этому времени – раскалённый безжизненный шар, опустошённый зноем и огнём. К этому времени все земные формы жизни будут уничтожены.
По мере того как водородное топливо в солнечном ядре будет выгорать, его внешняя оболочка будет расширяться, а ядро — сжиматься и нагреваться.
Когда Солнце достигнет возраста 12 млрд лет, водород в ядре кончится, а образовавшийся из него гелий, ещё неспособный в этих условиях к термоядерному горению, станет сжиматься и уплотняться из-за прекращения ранее поддерживавшего его «на весу» потока энергии из центра. Горение водорода будет продолжаться лишь в тонком внешнем слое ядра. Солнце станет нестабильным и будет расширяться, сойдёт с главной последовательности, и превратится в красного гиганта. Меркурий и Венера будут поглощены Солнцем и полностью уничтожены в его недрах, а насчёт Земли мнения учёных разделились: кто-то считает, что нашу планету постигнет та же участь – быть «съеденной» Солнцем, а кто-то предполагает, что внешние оболочки звезды лишь коснуться её поверхности. В таком случае оставшаяся атмосфера будет сорвана солнечным ветром, оставив лишь раскалённый шар, некогда бывший домом всем, кого мы знаем.
В таком относительно спокойном состоянии Солнце проживёт ещё около 10 миллионов лет. Когда температура в ядре достигнет свыше 100 млн С, произойдёт гелиевая вспышка, и начнётся другая термоядерная реакция синтеза углерода и кислорода из гелия. Солнце, получившее новый источник энергии, уменьшится в размере, а потом, когда запасы гелия иссякнут, повторится снова бурное расширение внешних оболочек звезды. Страшно представить, что будет твориться с престарелым Солнцем! Размер его будет нестабильным, светимость его будет постоянно меняться – бурные вспышки начнут чередоваться с временным потускнением, а во время этих мощных вспышек его светимость будет превышать современный уровень в 5200 раз! Определённо, к Солнцу лучше и близко не подлетать! Такие «звёздные конвульсии» будут длиться, пока эти пульсации не сбросят внешние оболочки. Всё, что останется от нашего Солнца – красивая планетарная туманность с белым карликом в центре – горячим и плотным объектом размером с Землю – это ядро, некогда бывшее сердцем Солнца. Этот белый карлик будет иметь температуру поверхности 120 000 С и светимость его будет составлять 3500 солнечных, но в течение многих миллионов и миллиардов лет он постепенно будет остывать и угасать, а когда совсем остынет, то погаснет и станет чёрным карликом, бороздящим просторы Вселенной.
Источник