 |
| Солнце в рентгеновских лучах |
Физические характеристики
Радиус Солнца составляет 696 тыс. км, что в 109 раз превышает радиус Земли, причём полярный и экваториальный диаметры различаются не более, чем на 10 км. Соответственно, объём Солнца превышает земной в 1,3 миллиона раз. Масса Солнца равна 1,99 x 1030 кг, в 330 000 раз больше массы Земли. Средняя плотность Солнца невелика — всего 1,4 г/см3, хотя в центре Солнца она достигает 150 г/см3. Ускорение свободного падения на поверхности Солнца равно 274 м/с2, а вторая космическая скорость — 618 км/с.
Ежесекундно Солнце излучает 3,84 x 1026 Дж энергии, что в масс-энергетическом эквиваленте соответствует потере массы 4,26 миллионов тонн в секунду. Температура видимой поверхности Солнца равна 5800 К, в центре Солнца температура достигает 15 000 000 К.
С Земли Солнце выглядит как ослепительно сверкающий диск с угловым размером около половины градуса (видимый угловой размер Солнца незначительно меняется в течение года из-за изменения расстояния Солнце — Земля при годовом движении Земли по орбите). Звёздная величина Солнца равна 26,7m; это самый яркий объект на земном небе.
 |
| Солнце в видимых лучах |
Наблюдения деталей на поверхности Солнца показывают, что оно вращается вокруг оси, наклоненной к плоскости земной орбиты на 82° 45'. При этом поверхностные слои Солнца вращаются не как твёрдое тело — угловая скорость вращения убывает по мере приближения к полюсам, так что точка на экваторе Солнца совершает один оборот за 25 суток, а точка вблизи полюса — за 30 суток.
Спектр и химический состав Солнца
В видимой области Солнце излучает непрерывный спектр, на фоне которого видны десятки тысяч темных линий поглощения, образующихся при прохождении солнечного света через атмосферу Солнца и Земли. Впервые они были описаны в 1814 г. австрийским физиком Фраунгофером, и потому часто называются фраунгоферовыми линиями. Их изучение позволяет судить о химическом составе Солнца. Установлено, что преобладающими химическими элементами на Солнце являются водород и гелий. Водород составляет 92 % по числу атомов и 70 % по массе, гелий — 7,8 % и 29 % соответственно. Остальные элементы вместе взятые составляют менее процента массы Солнца.
Источники Солнечной энергии
Источник энергии Солнца — реакции термоядерного синтеза, протекающие в его недрах. Суммарным итогом реакции является слияние четырех протонов с образованием ядра атома гелия и выделением энергии, эквивалентной 0,7 % массы этих протонов. Эта реакция, получившая название протон-протонного цикла, проходит в три стадии. Вначале два протона, имеющие достаточно энергии, чтобы преодолеть кулоновский барьер, сливаются, образуя дейтрон — ядро атома водорода, позитрон и электронное нейтрино; затем дейтрон сливается с протоном, образуя ядро атома легкого изотопа гелия; наконец, два ядра атома гелия-3 сливаются, образуя ядро атома гелия-4. При этом высвобождается два протона.
p + p > 2D + e+ + ve
2D + p > 3He + v
3He + 3He > 4He + 2p
p + p > 2D + e+ + ve
2D + p > 3He + v
3He + 3He > 4He + 2p
Время, через которое солнце израсходует своё «топливо» и термоядерная реакция прекратится, оценивается в 6 миллиардов лет
 |
| Корона восходящего Солнца. Фото:Pogrebnoj-Alexandroff |
Эволюция Солнца
Возраст Солнца оценивается в 4, 5 миллиарда лет с момента начала водородного синтеза. В течение этого времени яркость Солнца постепенно росла. Водородного топлива хватит ещё примерно на 6 миллиардов лет, причём яркость Солнца будет продолжать расти. После этого Солнце превратится в красный гигант, и размеры его станут сравнимыми с расстоянием от Земли до Солнца. В течение порядка 250 миллионов лет яркость Солнца будет в 500 раз больше нынешней, что, вероятно, приведёт к испарению всей находящейся на Земле воды и гибели всех живых существ на Земле.
Через некоторое время (сотни миллионов лет) после превращения Солнца в красный гигант, ядро красного гиганта сожмётся и нагреется настолько, что там начнётся реакция гелиевого синтеза: ядра гелия будут превращаться в ядра углерода и кислорода. Ещё сотни миллионов лет Солнце будет белым карликом, светящим за счёт гелиевого синтеза. После выгорания гелиевого топлива, оно потеряет часть массы и превратится в белый карлик, поначалу светящийся за счёт гравитационного сжатия, а потом постепенно охлаждающийся.
Проблема солнечных нейтрино
В ходе реакций протон-протонного цикла образуются электронные нейтрино. Практически не взаимодействуя с веществом, они беспрепятственно покидают ядро Солнца. С 1960-х годов предпринимаются попытки зарегистрировать солнечные нейтрино при помощи огромных подземных детекторов. В ходе экспериментов солнечные нейтрино действительно были обнаружены и доказано их солнечное происхождение. Однако в разных экспериментах количество зарегистрированных нейтрино составляло от трети до половины ожидаемого. Это расхождение теории и эксперимента получило название проблемы солнечных нейтрино. Решение этой проблемы требовало пересмотра либо представлений о процессах, происходящих в ядре Солнца, либо о свойствах нейтрино. Эксперименты, проведенные в последние годы, сделали наиболее вероятным объяснением то, что причиной несоответствия является превращение электронных нейтрино в другие типы (мюонное или тау-нейтрино), которые не регистрировались детекторами.
Атмосфера Солнца
 |
| Внутреннее строение Солнца |
Фотосфера
Фотосфера (слой, излучающий свет) достигает высоты 320 км от области, где атмосфера Солнца становится непрозрачной. Эта область образует основание хромосферы или поверхность Солнца, от которой определяются размеры Солнца, расстояние от поверхности Солнца и т. д.
Хромосфера
Хромосфера достигает высоты 7 000 км, её температура — 500 000 K.
Корона
Корона достигает высоты в 1, 6 радиуса Солнца при минимальном количестве пятен и высоты в 215 радиусов Солнца при максимальном количестве пятен. Температура доходит до 1, 8 х 106 K.
Солнечный ветер
Солнечная активность
Средний период изменения активности Солнца, определяемый по количеству пятен, равен 11,4 года, по изменению магнитной полярности — 22,08 года.
| В 2007-2008 годах возможен очень сильный всплеск солнечной активности |  | Предстоящий цикл солнечной активности, намеченный на 2007 год будет на 30—50% сильнее, чем тот, что был в 2002 году. В те дни произошли многочисленные техногенные катастрофы.
Солнечные пятна покроют более 2.5% видимой поверхности Солнца. Всплеск солнечной активности, вероятно, сравнится с историческим солнечным максимумом 1958 г., когда полярное сияние трижды наблюдалось над Мексикой. Следует учесть, что за прошедшие годы существенно усилилась наша зависимость от электроники — это сотовые телефоны, GPS, метеоспутники и многие другие современные приборы, которые могут пострадать от солнечной активности. |
| Влияние солнечной активности на людей и экономику |  | Во время магнитных возмущений в капиллярах значительно замедляется кровоток и увеличивается слипаемость кровяных телец. Это наиболее характерно для людей с ишемической болезнью сердца и головного мозга. Причем эти отклонения имеют фазовый характер.
Примерно у 10 процентов пациентов капиллярный кровоток уменьшается за сутки до бурь, это самые чувствительные больные, которые реагируют на так называемый предсигнал: вспышка на светиле уже произошла, к Земле устремился мощный порыв солнечного ветра, который вызовет возмущение геомагнитного фона только через день-два, а их организм уже готовится к этому удару. |
