Звезда по имени Солнце

Краткие сведения о Солнце

Солнце - звезда класса G2, ближайшая к Земле. Среднее расстояние от Земли до Солнца, т.е. большая полуось орбиты Земли, составляет 149,6 млн. км = 1 а.е. (астрономическая единица). Солнце является центром нашей планетной системы. Радиус Солнца в 109 раз, а масса – в 330 000 раз больше радиуса и массы Земли. А вот средняя плотность всего в 1,4 раза больше плотности воды. Солнце - самый большой объект Солнечной системы, содержащий 99.8% массы всей Солнечной системы (большая часть остальной массы приходится на Юпитер). На сегодняшний день 75% массы Солнца составляет водород и 25% - гелий (по числу атомов - 92.1% водорода и 7.8% гелия), остальные элементы составляют только 0.1%. Это соотношение медленно изменяется блягодаря тому, что в ядре происходит превращение водорода в гелий. Различные зоны Солнца вращаются вокруг оси с различными периодами. Так точки на экваторе имеют период около 25 суток, на широте 40° период вращения равен 27 суток, а вблизи полюсов – 30 суток. Это доказывает, что Солнце вращается не как твердое тело, скорость вращения точек на поверхности Солнца уменьшается от экватора к полюсам. Солнце расположено в плоскости Галактики и удалено от ее центра на 8 кпк и от плоскости Галактики примерно на 25 пк. В области Галактики, где расположено наше Солнце, звездная плотность составляет 0,12 звезд на пк3. Солнечная система участвует во вращении вокруг центра Галактики со скоростью около 220 км/с. Это движение происходит в направлении созвездия Лебедя. Период обращения Солнца вокруг галактического центра около 220 млн. лет.

Строение Солнца

Энергия, получаемая при термоядерныз реакцияях в ядре, прокладывает путь к видимой поверхности Солнца. Она распространяется лучевым способом. Пройдя около 80% пути от ядра к поверхности, газ становится неустойчивым, и дальше энергия переносится уже конвекцией к видимой поверхности Солнца и в его атмосферу. Внутреннее строение Солнца состоит из ряда сфер. В центре находится ядро, потом область лучевого переноса энергии, далее конвективная зона и атмосфера. Она разделяется на фотосферу, хромосферу и корону. Ядро - центральная часть Солнца со сверхвысоким давлением и температурой, котрые опеспечивают протекание ядерных реакций. Область лучистого переноса энергии - находится над ядром. Она образована неподвижным и невидимым сверхвысокотемпературным газом. Через неё передаётся энергия, высвобождаемая из ядра, к внешним областям Солнца. Из ядра в область лучевого переноса энергия поступает в предельно коротковолновых диапазонах - гамма излучения, а уходит в более длинноволновом рентгеновском. Конвективная область - располагается над областью лучистого переноса. Она образована невидимым раскаленным газом, находящимся в состоянии конвективного перемешивания. Перемешивание обусловлено положением области между двумя средами, резко различающимися по господствующим в них давлению и температуре. Перенос тепла из солнечных недр к поверхности происходит в результате поднятий сильно нагретых масс воздуха, находящихся под высоким давлением, к периферии Солнца, где температура меньше и где начинается световой диапазон излучения.

Термоядерные реакции на Солнце

Выделение Солнцем энергии происходит в результате синтеза элементов в ядерных реакциях в недрах звезды(термоядерная реакция превращения водорода в гелий). Химический состав Солнца сходен с составом большинства звезд. Примерно 75 % – это водород, 25 % – гелий и менее 1 % – все другие химические элементы (в основном, углерод, кислород, азот и т.д.). Основной источник энергии – протон-протонный цикл – очень медленная реакция (характерное время 7,9•109 лет), чья суть состоит в том, что из четырех протонов в резульатте реакции получается ядро гелия. При этом выделяются пара позитронов, пара нейтрино, 26,7 МэВ энергии. Прямая проверка этой теории – наблюдение солнечных нейтрино. Каждую секунду в результате термоядерных реакций на Солнце "перерабатывается" около 600 миллионов тонн водорода. По рассчетам топлива хватит примерно на пять миллиардов лет, после чего Солнце должно превратится в белый карлик.