Pri pohľade na hviezdu, ktorá zahrievala a osvetľovala našu planétu miliardy rokov, si málokto z nás uvedomuje, že máme pracujúci prirodzený termonukleárny reaktor. Takéto ohromné a desivé porovnanie súvisí s povahou Slnka, ktoré svojou povahou a zložením je typickou hviezdou našej galaxie. Napriek tomu, že procesy, ktoré sa vyskytujú na Slnku, nemôžu byť nazývané životodarné, táto hviezda nám prináša život.
Čo je slnko?
Prečo je Slnko, hviezda pripomínajúca miliardy ďalších ľudí v galaxii Mliečna dráha, ktorá sa zaujíma o astrofyzikov a jadrových vedcov? Faktom je, že toto je pre nás najbližšia hviezda, vďaka ktorému môžeme pochopiť podstatu procesov, ktoré sa vo vesmíre zúrivajú od okamihu svojho narodenia. Po štúdiu Slnka pochopíme, aké sú hviezdy, ako žijú a ako sa končí táto skvelá ukážka. Ostatné hviezdy, vzhľadom k ich významnej vzdialenosti od našej slnečnej sústavy, nám nemôžu ukázať zvláštnosti ich vzhľadu.
Naša hviezda je ústredným objektom slnečnej sústavy, okolo ktorej sa v ich obežných dráhach otáča osem planét, asteroidov a trpasličích planét, komét a iných priestorových objektov. Slnko patrí k hviezdam triedy G v súlade s klasifikáciou Harvard. V súlade s klasifikáciou Angelo Secchi Slnko, rovnako ako Arcturus a Capella, je žltá trpaslík II. Triedy. Na rozdiel od iných hviezd, ktoré sa nachádzajú v desiatkach, stovkách svetelných rokov od našej planéty, naša hviezda sa nachádza takmer vedľa. Zem je oddelená od Slnka 150 miliónov km - zanedbateľná vzdialenosť v porovnaní s obrovskými vzdialenosťami, ktoré prevažujú vo vesmíre.
Najbližšia hviezda k Slnku, červená trpasličí hviezda Proxima Centauri je vzdialená 4 svetelné roky. Sme ďaleko od hmlovín a hviezdnych zoskupení, ktoré sú najviac turbulentnými oblasťami galaxie. Toto usporiadanie zabezpečuje pokojný pohyb Slnka na svojej obežnej dráhe po dobu 14 miliárd rokov, odkedy vznikla galaxia Mliečna dráha a náš vesmír ako celok. Rýchlosť hviezdy na obežnej dráhe okolo galaktického centra je 200 km za sekundu.
Podľa noriem Zeme je vzdialenosť 150 miliónov kilometrov. Avšak aj v takej vzdialenosti plne cítime teplo vyžarujúce sa od slnka. Svetlo našej hviezdy prichádza na nás 8 sekúnd a naďalej ohrieva a osvetľuje našu planétu. Je to všetko o veľkosti našej hviezdy. Napriek tomu, že naša hviezda patrí normálnym hviezdam s priemernou hmotnosťou, jej hmotnosť presahuje 700-násobok hmotnosti všetkých nebeských telies slnečnej sústavy. Veľkosť solárneho disku je dnes definovaná a predstavuje 1 milión 392 tisíc 20 km. To je 109-násobok priemeru Zeme.
Pôvod slnka, jeho život a smrť
Naša hviezda sa narodila spolu s ďalšími hviezdami pred viac ako 4 až 5 miliárd rokmi. Plynný oblak, ktorý vznikol ako dôsledok kozmických kataklyziem obrovského rozsahu, sa stal rodiskom Slnka. Podľa jednej verzie sa objavili mraky plynu v dôsledku Veľkého tresku, ktorý otriasol priestorom. Pokiaľ ide o zloženie, plynové a prašné oblaky pozostávali z 99% atómov vodíka. Iba 1% pochádza z atómov hélia a iných prvkov. Celá sada prvkov pod pôsobením gravitačných síl dostala potrebný impulz a začala sa pevne stláčať do jednej látky.
Čím rýchlejšia bola hmotnosť, tým rýchlejšia bola rýchlosť otáčania. Atómy sa spojili, aby vytvorili veľké zlúčeniny, čím vznikol molekulárny vodík a hélium. V dôsledku fyzických procesov a rýchleho otáčania sa v strede oblaku vytvorila sférická forma. Objevil sa protostar - najstaršia forma, ktorá predchádza následnej tvorbe plnohodnotnej hviezdy. Počiatočné množstvo kozmického plynu prekročilo súčasnú veľkosť našej slnečnej sústavy. V budúcnosti, pod vplyvom gravitačných síl, hviezdna hmota sa začala pevne zmenšovať a zvyšuje hmotnosť budúcej hviezdy.
Spolu s poklesom veľkosti protostaru sa zvýšil tlak vnútri hviezdnej látky. To zase viedlo k rýchlemu zvýšeniu teploty vo vnútri plynovej formácie. Vysoká hustota a teplota 100 miliónov Kelvin začal proces termonukleárnej fúzie vodíka.
Termonukleárna reakcia generuje obrovské množstvo tepla a energie svetla, ktorá sa šíri z vnútorných oblastí Slnka na jej povrch. Každú sekundu od jej povrchu sa viac ako 4 milióny ton odparí do otvoreného priestoru. Vzhľadom na to, že naša hviezda žije viac ako miliardu rokov a naďalej žiari bez viditeľných a významných zmien, môžeme konštatovať, že rezervy vodíka nášho Slnka sú obrovské. Keď je táto rezerva vyčerpaná, zostáva len hádať, robiť matematické výpočty. Podľa výpočtov vedcov sa bude Slnko stále zahriať a svietiť desiatkou miliárd rokov, kým nevyčerpajú zásoby termonukleárneho paliva.
Keď intenzita termonukleárnych procesov zomrie, začína sa konečná fáza života hviezdy. Hustota hviezdy sa zníži, ale jeho veľkosť sa výrazne zvýši. Namiesto žltého trpaslíka sa Slnko stane červeným obra. Po dosiahnutí tohto štádia naša hviezda opustí hlavnú sekvenciu a pokojne čaká na svoju smrť. Ľudstvo nemôže čakať na konec tejto drámy, pretože obrovské červené slnko zničí svojím ohňom prakticky celý život na našej planéte. Povrch obrovského červeného disku sa môže zahriať na teplotu 5800 K. Polomer Slnka sa stane 250 krát väčším ako sú aktuálne hodnoty.
Postupne sa povrchová teplota zníži a hviezda sa zväčší. Jeho svietivosť sa tiež výrazne zvýši o 2700 násobok aktuálneho jasu. Prvé, ktoré zmiznú, sú Merkúr a Venuša. Planéta Zem nevyhnutne za desiatky miliárd rokov prestane existovať. Atmosféra planéty zmizne pod vplyvom slnečného vetra, voda sa vyparí a povrch planéty sa zmení na blok horúceho kameňa.
V tejto fáze bude naša hviezda niekoľko desiatok miliónov rokov. Keď teplota v strede solárneho jadra dosiahne 100 miliónov Kelvínov, proces spaľovania hélia a uhlíka sa začne. Nové kolo reťazových reakcií nakoniec vyčerpá slnko. Veľmi znížená hmota hviezdy nebude schopná udržať vonkajšiu škrupinu, ktorej pulzujúce termonukleárne procesy sa budú rozptýliť v priestore. Namiesto červeného obra tvorí planetárna hmlovina, v centre ktorej zostane jadro bývalej hviezdy, biely trpaslík. Inými slovami, desiatky miliárd rokov sa naša pohostinná hviezda zmení na malý hustý a horúci objekt veľkosti našej planéty. V tomto stave zostane hviezda pomerne dlho, pomaly umierajúca a dymivá.
Štruktúra a štruktúra slnka
Blízkosť Slnka umožňuje získať predstavu o jej štruktúre a štruktúre, získať informácie o tom, ako funguje tento prírodný reaktor fúzie a aké procesy sa v ňom vyskytujú. Bude zaujímavé demontovať štruktúru, ktorá pozostáva z nasledujúcich komponentov:
- jadro;
- žiarivá energetická zóna;
- konvekčná zóna;
- tachoklina.
Potom začnite vrstvy slnečnej atmosféry:
- photosphere;
- chromosphere;
- prominences.
Hviezda nie je pevná, pretože máme na mysli horúci plyn, tesne stlačený do sférickej oblasti. Pri takýchto teplotách je existencia akejkoľvek látky v pevnej forme fyzicky nemožná. Jasné svetlo a teplo vyžarované slnkom sú výsledkom tých istých procesov, s ktorými sa človek stretol pri vytváraní atómovej bomby. tj hmotnosť pod vplyvom obrovského tlaku a vysokých teplôt sa premení na energiu. Hlavným palivom je vodík, ktorý je na Slnku 73,5-75%, takže hlavným zdrojom tepla je proces termonukleárnej fúzie vodíka, koncentrovaný hlavne v jadre, v centrálnej časti hviezdy.
Solárne jadro je približne 0,2 polomeru slnečného žiarenia. Práve tu prechádzajú hlavné procesy, vďaka čomu Slnko žije a dodáva okolitý priestor svetlou a kinetickou energiou. Proces prenosu sálavých energií zo stredu hviezdy na horné vrstvy sa uskutočňuje v zóne sálavého prenosu. Tu sú fotóny aspiračné z jadra na povrch zmiešané s časticami ionizovaného plynu (plazma). Z tohto dôvodu sa vymieňa energia. V tejto časti slnečnej gule je špeciálna zóna - tachoklina, ktorá je zodpovedná za tvorbu magnetického poľa našej hviezdy.
Potom sa začína najväčšia oblasť Slnka - konvekčná zóna. Táto oblasť predstavuje takmer 2/3 priemeru slnečného žiarenia. Iba polomer konvekčnej zóny je takmer rovnaký ako priemer našej planéty - 140 tisíc kilometrov. Konvekcia je proces, pri ktorom je hustý a ohriaty plyn rovnomerne rozmiestnený na celom vnútornom objeme hviezdy smerom k povrchu, čím sa odvádza teplo do ďalších vrstiev. Tento proces sa stáva nepretržite a je viditeľný pozorovaním povrchu slnka silným teleskopom.
Na okraji vnútornej štruktúry a atmosféry hviezdy je fotosféra - tenká, len 400 km hlboká škrupina. To je to, čo vidíme v našich pozorovaniach o slnku. Fotosféra pozostáva z granúl a vo svojej štruktúre je heterogénna. Tmavé škvrny sú nahradené jasnými oblasťami. Takáto heterogenita je spojená s rôznymi obdobiami chladenia povrchu slnka. Pokiaľ ide o neviditeľnú časť spektra povrchu nášho svietidla, v tomto prípade ide o chromosféru. Je to hustá vrstva slnečnej atmosféry a je viditeľná len počas zatmenia Slnka.
Najzaujímavejšie slnečné objekty na pozorovanie sú prominence, ktoré vyzerajú ako dlhé vlákna, a slnečná koróna. Tieto formácie predstavujú obrovské emisie vodíka. Existujú prominence a pohybujú pozdĺž povrchu Slnka s obrovskou rýchlosťou - 300 km / s. Teplota týchto slučiek presahuje značku 10 000 stupňov. Slnečná koróna je vonkajšími vrstvami atmosféry, ktoré sú niekoľkonásobne väčšie ako priemer samotnej hviezdy. Presná hranica slnečnej koróny nie je. Jeho viditeľná hranica je len časťou tohto skvelého vzdelania.
Poslednou etapou slnečnej aktivity je slnečný vietor. Tento proces je spojený s prirodzeným odtokom hviezdnej hmoty cez vonkajšie vrstvy do okolitého priestoru. Slnečný vietor sa skladá hlavne z nabitých elementárnych častíc - protónov a elektrónov. V závislosti od cyklu slnečného žiarenia sa môže rýchlosť slnečného vetra pohybovať od 300 km za sekundu až po značku 1500 km / s. Táto látka je rozmiestnená po celej slnečnej sústave a ovplyvňuje všetky nebeské telá nášho blízkeho priestoru.
Ostatné hviezdy v hlavnom poradí majú približne rovnakú štruktúru. Ostatné nebeské telá, ktoré vidíme na nočnej oblohe, môžu mať odlišnú štruktúru. Rozdiely môžu spočívať len v hmote hviezdy, ktorá je v tomto prípade kľúčovým faktorom pre hviezdnu činnosť.
Vlastnosti našej hviezdy
Rovnako ako všetky normálne hviezdy, z ktorých väčšina vo vesmíre, Slnko je hlavným objektom nášho planetárneho systému. Obrovská hmota hviezdy a jej rozmery poskytujú rovnováhu gravitačných síl, ktoré zabezpečujú riadny pohyb nebeských telies okolo seba. Na prvý pohľad, naša hviezda nie je nič zvláštneho. Avšak v posledných rokoch sa objavilo množstvo objavov, ktoré umožňujú presadzovať jedinečnosť slnka. Napríklad Slnko produkuje rádovo menej žiarenia v ultrafialovom rozsahu ako iné hviezdy rovnakého typu. Ďalšou vlastnosťou je stav našej hviezdy. Slnko patrí premenným hviezdam, ale na rozdiel od svojich sestier v priestore, ktoré sa líšia intenzitou a jasom svetla, naša hviezda naďalej žiari s rovnomerným svetlom.
Taktiež uvoľňuje obrovské množstvo energie, pričom iba 48% tejto sumy je viditeľná. Neviditeľné infračervené žiarenie ľudského oka predstavuje 45% energie slnka. Zo všetkých obrovských množstiev slnečného žiarenia dostáva naša planéta absolútne drobky, asi päť miliárd podielu, ale to je dosť na udržanie rovnováhy podmienok vytvorených na Zemi.
záver
Odhady údajov o Slnku, ktoré sme doteraz získali, nemožno povedať, že dôkladne poznáme povahu našej hviezdy. Všetky predstavy o štruktúre a štruktúre Slnka sú založené na matematických a fyzikálnych modeloch vytvorených človekom. Analýza procesov vyskytujúcich sa v našej hviezde a na jej povrchu nám umožňuje nájsť vysvetlenie procesov a javov, ktoré sa vyskytujú na našej planéte. Slnko nie je len zdrojom energie, ktorý ohrieva našu planétu, ale aj najsilnejším zdrojom rádiových emisií a elektromagnetických vĺn, ktoré ovplyvňujú biosféru Zeme. Akákoľvek zmena v činnosti Slnka okamžite odráža stav zemského podnebia a nášho blahobytu.
