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
За сколько суток происходит оборот солнца вокруг собственной оси вблизи экватора
Тесты по астрономии 11 класс. Тема: «Солнце»
Правильный вариант ответа отмечен знаком +
1. Наша звезда Солнце является:
а.) Красным гигантом
+ с.) Желтым карликом
2. Каким термином характеризуется расстояние от Земли до Солнца?
+ в.) Астрономическая единица
3. Масса Солнца…
а.) Равна массе всех планет Солнечной системы
+ в.) Больше массы всех планет Солнечной системы
с.) Меньше всех планет Солнечной системы
4. Какие земные явления зависят от Солнечной активности?
а.) Землетрясения, бури, многочисленные катастрофы техногенного характера
в.) Землетрясения, ураганы, торнадо
+ с.) Магнитные бури, полярное сияние и повышение уровня ионизации в верхних слоях атмосферы
5. За счет чего Солнце излучает энергию?
6. Назовите имя ученого, доказавшего движение планет вокруг Солнца:
+ а.) Николай Коперник
в.) Джордано Бруно
с.) Галилео Галилей
7. Какова примерная температура ядра Солнца?
8. Ближайшую к Солнцу точку орбиты называют:
9. Какой вид излучения не относится к Солнцу?
а.) Солнечная радиация
тест 10. Какую долю (примерно) в элементном составе Солнца занимает водород?
11. Химический состав Солнца это:
+ а.) Водород, гелий, кислород, прочие элементы
в.) Водород, кислород, прочие элементы
с.) Водород, гелий
12. В каком направлении Солнце обращается вокруг своей оси?
а.) Вращение отсутствует
в.) Вращение осуществляется только отдельными слоями
+ с.) По направлению, в котором планеты движутся вокруг Солнца
13. Каким термином обозначается видимая для наблюдателя поверхность Солнца?
14. Выберите правильное определение «солнечного ветра»:
а.) Выброс вещества, находящегося в Солнечной короне
в.) Последняя из внешних оболочек Солнца
+ с.) Поток, состоящий из ионизированных частиц и распространяющийся до границ гелиосферы
15. Последний этап жизни Солнца называется:
а.) Нейтронная звезда
в.) Красный гигант
16. Назовите примерный возраст Солнца:
17. В какой области галактики Млечный Путь находится Солнце?
+ с.) Окраина рукава Ориона
18. Назовите научную миссию, занимающуюся изучением Солнца:
19. Как ученые называют фотосферные пятна, похожие на рисовые зерна:
в.) Солнечные пятна
тест-20. Какой из перечисленных терминов определяет холодные области, расположенные на яркой фотосфере?
21. Существует ли у Солнца магнитное поле?
с.) Нет достоверных данных
22. Источник энергии Солнца это:
а.) Реакции химического характера
+ в.) Термоядерные реакции синтеза (легких ядер)
23. Как называются массы звездного газа, поднимающиеся на сотни тысяч километров над поверхностью Солнца?
24. Цикл солнечной активности составляет:
25. Если на поверхности Солнца увеличивается количество пятен, то блеск звезды:
а.) Будет колебаться
+ с.) Почти не изменится
26. Определите, за сколько времени сжалось бы Солнце, если бы на нем вдруг исчезла сила газового давления:
27. Сколько планет обращается вокруг Солнца?
28. Вокруг чего движется Солнце?
а.) Только собственной оси
+ в.) Вокруг центра Галактики Млечный Путь
с.) Вокруг планеты Земля
29. Линейная скорость Солнца на экваторе составляет:
тест_30. Дайте верное определение понятию «солнечное пятно»:
а.) Вулканы на поверхности Солнца
+ в.) Области, имеющие пониженную температуру
с.) Кратеры от ударов малых небесных тел
31. При помощи, какой методики можно определить температуру на поверхности Солнца?
в.) Законов Кеплера
+ с.) Солнечного спектра
32. Назовите величину мощности излучения, приходящуюся на 1 кг Солнечного вещества?
33. За сколько суток происходит оборот Солнца вокруг собственной оси вблизи экватора?
34. Укажите среднюю плотность Солнца:
35. Когда для наблюдателя наступает солнечное затмение?
+ а.) Если Луна располагается между Солнцем и Землей
в.) Луна попадает в тень, отбрасываемую Землей
с.) Нет правильного ответа
36. Назовите звезду, являющуюся наиболее близкой к Солнцу:
в.) Альфа Центавра
+ с.) Проксима Центавра
37. Звезда, наиболее близкая к планете Земля, называется:
в.) Венера («Утренняя звезда»)
с.) Полярная звезда
38. Согласно современным данным, Солнце и другие звезды сформировались из:
+ а.) Газопылевого облака
в.) Большого взрыва
с.) Остатков других звезд и планет
39. В звезду какого типа превратится Солнце в процессе старения?
+ в.) Красный гигант
с.) Красный карлик
тест*40. В ходе каких процессов на Солнце происходят космические лучи и корпускулярные потоки?
а.) при солнечном ветре
+ в.) при хроматосферных вспышках
с.) при конвекционном движении
41. Основные элементы структуры хромосферы Солнца:
+ а.) Водород, кальций, гелий
с.) Водород, гелий
42. Укажите элементы, составляющие атмосферу Солнца:
+ а.) Корона, фотосфера
с.) Солнечный ветер
43. Благодаря наличию чего в клетках растений возможен процесс фотосинтеза?
44. Дайте определение линии на диске спутника или планеты, которая отделяет освещенное (т.н. «дневное») полушарие от темного («ночного»):
45. Дайте определение понятию эклиптика:
+ а.) Большой круг небесной сферы, по которому происходит видимое с Земли годичное движение Солнца относительно других звезд
в.) Движение Солнца вокруг собственной оси
с.) Расположение Солнца относительно планеты Земля
46. Выберите точное определение термина «хромосфера»:
а.) Внутренняя часть атмосферы Солнца, размер которой составляет порядка нескольких тысяч километров и доступен для наблюдения с Земли в ходе солнечного затмения, излучающая красный свет за счет наличии водорода
+ в.) Внешняя область Солнца, которую мы можем наблюдать как разреженный газовый слой, разогретый до температуры примерно 6000 К, из которого осуществляется излучение энергии в космос
с.) Внешняя атмосфера Солнца, располагающаяся над хромосферой, в состав которой входит горячий газ, простирающийся на миллионы километров относительно Солнца, который можно наблюдать в ходе полного солнечного затмения
47. На какой из нижеприведенных фотографий изображена солнечная корона?
48. Выберите из представленных изображений соответствующее протуберанцу:
49. Что, по мнению ученых, является причиной сильных выбросов материи на Солнце?
а.) Наличие сильных магнитных полей, расположенных около солнечных пятен +
в.) Короткопериодические, большие по объему взрывные выбросы вещества и света
с.) Большая масса яркого газа, который поднимается на сотни тысяч километров над т.н. лимбом (видимым краем диска Солнца)
Источник
С астрономией на «ты». 5-7 классы
Солнце
Солнце является одной из звёзд нашей Галактики — огромной звёздной системы поперечником около 100 000 световых лет. Солнце находится не в центре Галактики, а на расстоянии около 26 000 световых лет от центра Галактики, на внутреннем крае рукава Ориона между рукавом Персея и рукавом Стрельца. Рукавами называют ветви нашей спиральной Галактики. Солнцу требуется более 200 миллионов лет, чтобы со скоростью около 220 км/с совершить 1 оборот вокруг центра Галактики. Этот период называется галактическим годом. За свою жизнь Солнце успело сделать около 23 оборотов. Можно сказать поэтому, что Солнцу около 23 галактических лет.
Различают звёзды двух поколений — первого и второго (и даже третьего). Звёзды первого поколения появились из первичного вещества, образовавшегося во время Большого взрыва, т.е. практически только из водорода и гелия. Звёзды второго поколения возникли из вещества, обогащённого тяжёлыми химическими элементами (тяжелее гелия). Эти элементы синтезировались в звёздах первого поколения и были выброшены в межзвёздное пространство, в основном, при взрывах сверхновых. Солнце — звезда второго поколения (некоторые учёные считают, что третьего поколения).
В составе Солнца есть не только водород и гелий, но и другие химические элементы. Состав Солнца по массе: 70% водород, 28% гелий («гелий» в переводе означает «солнечный»), 2% остальные элементы. На 1 миллион атомов водорода приходится 98 000 атомов гелия, 851 атом кислорода, 398 атомов углерода, 123 атома неона, 100 атомов азота, 47 атомов железа, 38 атомов магния, 35 атомов кремния, 16 атомов серы, 4 атома аргона, 3 атома алюминия, по 2 атома никеля, натрия и кальция, а также совсем немного всех прочих химических элементов. Главный источник информации о химическом составе Солнца — солнечный спектр.
В нашей Галактике много протозвёзд (протозвезда — это звезда на заключительной стадии своего рождения; «прото. » означает «первичный, первоначальный»), много «стареющих» и «умирающих» звёзд, много и таких, которые находятся в середине своего жизненного пути. К таким звёздам относится Солнце. Оно появилось около 4,6 миллиардов лет назад из газо-пылевой туманности. Ещё через 5 миллиардов лет в нём нарушится равновесие, Солнце начнёт пульсировать — станет физической переменной звездой, потом пройдёт стадию красного гиганта, после чего сбросит свою внешнюю газовую оборочку (образуется планетарная туманность). Ещё 1-2 миллиарда лет Солнце проживёт как белый карлик, и, наконец, начнёт постепенно угасать. Такова вкратце судьба нашего светила.
12 миллиардов лет для звезды — срок значительный. Почему наше Солнце будет светить так долго, ведь есть звёзды, жизнь которых исчисляется всего десятками миллионов лет? Здесь следует вспомнить, что температура и мощность излучения звезды зависит от её массы, причем зависит нелинейно. Грубо говоря, при увеличении массы звезды в 10 раз мощность её излучения увеличивается в 100 раз. Поэтому более массивные, более горячие звёзды расходуют свои запасы топлива гораздо быстрее, чем менее массивные, и живут относительно недолго. Солнце считают «жёлтым карликом» — звездой весьма скромных размеров и массы. Расход топлива в недрах Солнца небольшой. Как заметил однажды советский астрофизик В. Г. Курт, поток солнечной энергии, приходящийся в среднем на единицу массы Солнца, равен потоку энергии, выделяемой такой же по массе кучей прелых листьев в лесу. Вот почему Солнце проживёт так долго. 85% звёзд Галактики светят слабее нашего Солнца (т.е. их светимость меньше светимости Солнца). Большинство из них красные карлики, которые проживут дольше Солнца. Из 50-ти ближайших звёзд (в пределах сферы радиусом 17 световых лет) Солнце является 4-ой звездой по светимости. Остальные светят слабее Солнца.
Солнце является центральным объектом всей Солнечной системы. Почему именно Солнце, а не какое-нибудь другое космическое тело? — Всё дело в массе. Солнце — самый массивный объект в Солнечной системе. В Солнце сосредоточено около 99,9% массы всей Солнечной системы. Солнце в 750 раз массивнее всех планет Солнечной системы, вместе взятых. А чем массивнее тело, тем больше его гравитационная сила (сила притяжения). Солнце заставляет все тела Солнечной системы обращаться вокруг себя.
Земля также обращается вокруг Солнца. Следствием этого движения является видимое перемещение Солнца в течение года по 13 зодиакальным созвездиям — Овну, Тельцу, Близнецам, Раку, Льву, Деве, Весам, Скорпиону, Змееносцу, Стрельцу, Козерогу, Водолею и Рыбам. Видимый путь Солнца по звёздному небу называют эклиптикой. Эклиптика — это большой круг небесной сферы. Его можно увидеть на подвижной карте звёздного неба в виде овала, проходящего через зодиакальные созвездия. На настоящем небе его, конечно, нет.
Диаметр Солнца составляет 1 392 000 км. Это примерно в 10 раз больше экваториального диаметра Юпитера и в 109 раз больше диаметра Земли.
Солнце — ближайшая к нам звезда. Первым учёным, кто попытался определить расстояние между Землёй и Солнцем, был древнегреческий учёный Аристарх (Самосский). Солнце и Землю разделяет расстояние примерно 150 миллионов километров. Это расстояние принято за 1 астрономическую единицу (1 а.е.). Но поскольку форма орбиты Земли не круговая, а эллиптическая, расстояние от Земли до Солнца постоянно изменяется в пределах от 147 100 000 км до 152 100 000 км. Поэтому меняются и видимые угловые размеры диска Солнца на земном небе — от 32’ 31” до 32’ 27”. На глаз это, конечно, не заметно.
А вот видимые угловые размеры солнечного диска на небе различных планет Солнечной системы:
Изучая Солнце, учёные получили много информации о том, как устроены звёзды вообще. Познакомимся со строением Солнца.
Ядро. Его диаметр около 350 000 км. Плотность вещества тут достигает 150 г/см 3 . Здесь-то и протекают реакции термоядерного синтеза (превращение водорода в гелий), которые позволяют Солнцу так долго и мощно светить. Температура в самом центре достигает 15 000 000 ºС. При этом в излучение каждую секунду превращается более 4·10 9 кг вещества. Казалось бы, Солнце должно давно «похудеть» от таких затрат. Но не будем забывать, что масса Солнца около 2·10 30 кг.
Зона излучения (зона лучистого переноса энергии или зона лучистого равновесия). Ядро — это единственное место в Солнце, где энергия выделяется в результате термоядерных реакций. Остальные части Солнца раскалены именно этой энергией, которая излучается из ядра во все стороны. Известны три способа передачи энергии:
- Теплопередача — энергия передаётся от более горячего тела к более холодному при непосредственном контакте. Например, человек долго сидел на стуле и сиденье стало тёплым или при глажении белья утюгом.
- Конвекция — энергия передаётся в жидкости или газе потоками вещества (перемешивание). При естественной конвекции нижние слои вещества нагреваются, становятся легче и всплывают, а верхние, наоборот, остывают, становятся тяжелее и опускаются вниз. Естественную конвекцию можно наблюдать при нагревании воды в чайнике или проветривании комнаты в холодный день.
- Излучение — энергия передаётся от одних тел к другим в виде электромагнитных волн (любые электромагнитные волны несут энергию, но больше всего энергии несут волны инфракрасного диапазона). Пример: нагревание земли (и других предметов) в солнечный день или нагревание пищи в микроволновке.
В зоне излучения энергия из солнечного ядра передаётся в более верхние слои преимущественно излучением, а не перемешиванием вещества. Зона эта имеет толщину 700 000 км. Температура здесь с уменьшением глубины убывает до 2 000 000 ºС.
Зона конвекции (зона конвективного переноса энергии). С удалением от центра Солнца температура, плотность и давление уменьшаются. На определённой глубине плотность становится такой небольшой, что вещество начинает перемешиваться. Возникают вихревые потоки, которые и переносят вещество из глубин Солнца к поверхности. Энергия через эту зону передаётся к поверхности путём перемещения плазмы. Толщина зоны конвекции около 300 000 км. По мере приближения к поверхности температура падает до 6 000 ºС. Плотность вещества у поверхности Солнца в 1 000 раз меньше плотности земного воздуха (при нормальных условиях).
Верхушки вихревых потоков плазмы видны на солнечном диске в виде так называемых гранул. Диаметр отдельной гранулы около 700 км. В совокупности гранулы образуют грануляцию. В телескоп грануляция видна как множество «ячеек», «крупинок» на видимой поверхности Солнца.
Скорость движения вещества в гранулах около 1-2 км/с, а время жизни отдельной гранулы составляет не более 10-15 минут.
Далее начинается солнечная атмосфера. Атмосфера Солнца состоит из трёх слоёв:
Фотосфера (толщина около 300 км). Фотосфера образует видимую невооружённым глазом поверхность Солнца. Именно по фотосфере определяют диаметр Солнца (около 1 392 000 км), расстояние до Солнца, период его вращения. Вращение Солнца было открыто Галилео Галилеем по смещению солнечных пятен. Впоследствии выяснилось, что вращение Солнца неравномерное — 1 оборот вблизи полюсов продолжается около 36 суток, а 1 оборот вблизи экватора — около 25,6 суток. Кроме того, внутри Солнце вращается быстрее, чем снаружи.
Самые интересные образования в фотосфере — солнечные пятна. Козьма Прутков в шутку говаривал: «. Взирая на Солнце, прищурь глаза свои, и ты смело разглядишь в нём пятна». Впервые в телескоп солнечные пятна наблюдал Галилео Галилей (их перемещение по солнечному диску учёный правильно объяснил вращением Солнца). В 1611 г. был сконструирован первый гелиоскоп — телескоп для наблюдения пятен на Солнце (сегодня гелиоскопы не используются, т.к. были изоретены другие, более совершенные способы съёмки поверхности Солнца). Температура пятен меньше температуры окружающей фотосферы на 1-2 тысячи градусов, и поэтому они кажутся нам тёмными (на самом деле, сами по себе, пятна очень даже ярко светят). Диаметр пятен может достигать 50-60 тысяч км (в несколько раз больше диаметра Земли). Крупные пятна имеют центральную часть — тень, которая окружена полутенью (состоит из светлых и тёмных радиальных волокон). Мелкие пятна называют порами. Пятна часто образуют пары и группы, которые могут «жить» на протяжении нескольких оборотов Солнца. Но только половина пятен «живёт» более 2 суток, и всего 1/10 часть — более 11 суток. Пятна никогда не возникают на экваторе и полюсах Солнца, а появляются в средних широтах. Пятна располагаются на 500-700 км ниже окружающей части фотосферы.
Пятна возникают в результате возмущений отдельных участков магнитного поля Солнца. Количество пятен на Солнце — один из главных показателей солнечной активности. Солнечная активность то нарастает, то спадает. Максимумы солнечной активности наступают в среднем через каждые 11 лет (продолжительность цикла меняется от 9 до 14 лет). Обнаружил цикличность солнечной активности немецкий аптекарь, любитель астрономии Генрих Швабе в середине XIX века. Русский учёный А. Л. Чижевский обратил внимание, что на максимум солнечной активности приходится больше вспышек эпидемий болезней, чем в другие годы. Конец 2012 года — период максимума солнечной активности.
Вокруг солнечных пятен часто наблюдаются светлые участки, напоминающие расплёсканное молоко — солнечные факелы. Лучше всего они наблюдаются возле края солнечного диска. Их температура на 2 000 градусов выше температуры окружающей фотосферы. Отдельные факелы объединяются в факельные поля, которые могут существовать 3-4 месяца. Иногда факельные поля существуют без пятен.
Хромосфера. Располагается над фотосферой. Толщина около 10 000 км. Невооружённым глазом видна только во время полных солнечных затмений, когда яркий диск Солнца закрыт диском Луны. Однако, хромосферу можно наблюдать в телескоп, оборудованный специальным фильтром, пропускающим электромагнитные волны определённого узкого диапазона. Солнце в такой телескоп выглядит красным диском. В хромосфере наблюдаются флоккулы, спикулы, волокна, но наиболее интересные делали хромосферы — протуберанцы. Это гигантские выбросы, фонтаны плазмы, как бы опирающиеся на магнитное поле Солнца и вздымающиеся над фотосферой на высоту до 1,7 миллиона км (в июне 1946 г. астрономы зафиксировали самый большой протуберанец за всю историю наблюдения Солнца). Изучать протуберанцы начали с 1842 года. Различают спокойные, активные, эруптивные и петлеобразные протуберанцы.
Корона. Это самый внешний слой солнечной атмосферы. Корона представляет собой поток электромагнитного излучения и заряженных частиц (электронов, протонов. ) и простирается до окраин Солнечной системы. Земля находится в короне Солнца. Температура короны около 1 000 000 ºС. Солнечная корона видна невооружённым глазом только во время полных солнечных затмений. Форма короны меняется в зависимости от общей активности Солнца.
Поток заряженных частиц образует так называемый солнечный ветер. Солнечный ветер вызывает полярные сияния на Земле и других планетах.
Солнце излучает гамма-, рентгеновское, ультрафиолетовое, видимое, инфракрасное и радио- излучения. Невооружённым глазом мы воспринимаем только видимое излучение. Инфракрасное излучение Солнца мы ощущаем кожей в виде тепла. На ультрафиолетовое излучение Солнца кожа реагирует загаром.
В настоящий момент Солнце изучается космическими станциями SOHO (США), Hinode (Япония), STEREO, SDO (США), «Коронас-Фотон» (Россия).
Солнечное излучение поддерживает жизнь на Земле, определяет климат. Солнечный свет участвует в начальных стадиях фотосинтеза, а ведь именно благодаря фотосинтезу атмосфера Земли постоянно пополняется кислородом, который необходим для дыхания живых организмов. Солнечное излучение — основной источник энергии на Земле. Прямое нагревание солнечными лучами или преобразование энергии с помощью фотоэлементов может быть использовано для получения электроэнергии и выполнения другой полезной работы.
Источник