Privind la steaua care a încălzit și a luminat planeta noastră de miliarde de ani, puțini dintre noi înțelegem că avem un reactor termonuclear natural de lucru. O astfel de comparație formidabilă și înspăimântătoare este legată de natura Soarelui, care prin originea și compoziția sa este o stea tipică a galaxiei noastre. În ciuda faptului că procesele care au loc pe Soare, nu pot fi numite dăruire de viață, această stea ne aduce viață.
Ce este soarele?
De ce este Soarele, o stea asemănătoare cu miliarde de alții în galaxia Calea Lactee, atât de interesată de astrofiziciști și de oamenii de știință nucleari? Adevărul este că aceasta este cea mai apropiată vedetă față de noi, datorită căreia putem înțelege esența proceselor care se rănesc în Univers de la momentul nașterii. După ce am studiat Soarele, vom înțelege ce sunt stelele, cum trăiesc și cum se termină acest spectacol strălucitor. Alte stele, datorită distanței lor semnificative față de sistemul nostru solar, nu ne pot arăta particularitățile aspectului lor.
Vedeta noastră este obiectul central al sistemului solar, în jurul căruia se rotesc în orbite opt planete, planete asteroizi și pitici, comete și alte obiecte spațiale. Soarele aparține stelelor din clasa G în conformitate cu clasificarea de la Harvard. În conformitate cu clasificarea lui Angelo Secchi, Soarele, la fel ca Arcturus și Capella, este un pitic galben de clasa a II-a. Spre deosebire de alte stele, situate în zeci, sute de ani lumină de la planeta noastră, steaua noastră se află aproape lângă ușă. Pământul este separat de Soare 150 milioane km - o distanță neglijabilă în comparație cu distanțele enorme care predomină în univers.
Cea mai apropiată stea de Soare, Proxima Centauri, steaua pitică roșie, este la 4 ani lumină distanță. Suntem departe de nebuloase și de grupurile de stele, care sunt zonele cele mai turbulente ale galaxiei. Un astfel de aranjament oferă o mișcare liniștită a Soarelui în orbita sa timp de 14 miliarde de ani, de când s-au format galaxia Calea Lactee și universul nostru în ansamblu. Viteza stelei în orbită în jurul centrului galactic este de 200 km pe secundă.
Pe standardele pământului, 150 de milioane de kilometri este o distanță lungă. Cu toate acestea, chiar și la o asemenea distanță, simțim pe deplin căldura care strălucește de la soare. Lumina stelei noastre vine pentru 8 secunde și continuă să ne încălzească și să ne lumineze planeta. E vorba de dimensiunea stelei noastre. În ciuda faptului că steaua noastră aparține stelelor normale cu o masă medie, masa lor depășește 700 de ori masa tuturor corpurilor celeste ale sistemului solar. Dimensiunea discului solar astăzi este definită și se ridică la 1 milion 392 mii 20 km. Acesta este de 109 ori diametrul Pământului.
Originea soarelui, a vieții și a morții sale
Vedeta noastră sa născut împreună cu alte stele, cu mai mult de 4-5 miliarde de ani în urmă. Norul de gaz, care a fost format ca urmare a cataclismelor cosmice de o scară enormă, a devenit casa de naștere a Soarelui. Potrivit unei versiuni, nori de gaz a apărut ca urmare a Big Bang-ului, care a zguduit spațiul. În ceea ce privește compoziția, norii de gaz și praf au constat din 99% din atomii de hidrogen. Doar 1% a venit din atomi de heliu și alte elemente. Întregul set de elemente aflate sub acțiunea forțelor gravitaționale au primit impulsul necesar și au început să se comprime într-o singură substanță.
Cu cât masa a crescut mai repede, cu atât viteza de rotație a devenit mai rapidă. Atomii au fost combinați pentru a forma compuși mari, formând hidrogen molecular și heliu. Ca urmare a proceselor fizice și a rotației rapide, sa format o formațiune sferică în centrul norului. A apărut un protostar - cea mai veche formă, care precede formarea ulterioară a unei stele cu drepturi depline. Cantitatea inițială de gaz cosmic a depășit dimensiunea actuală a sistemului nostru solar. În viitor, sub influența forțelor gravitaționale, materia stelară a început să se prăbușească strâns, sporind masa viitoarei stele.
Împreună cu o scădere a dimensiunii protostarului, presiunea din interiorul substanței stelare a crescut. Aceasta, la rândul său, a condus la o creștere rapidă a temperaturii în interiorul formării gazului. Densitate și temperatură ridicată de 100 milioane. Kelvin a lansat procesul de fuziune termonucleară a hidrogenului.
Reacția termonucleară generează o cantitate uriașă de energie termică și luminoasă, care se extinde din regiunile interioare ale Soarelui până la suprafața sa. Fiecare secundă de la suprafața sa, mai mult de 4 milioane de tone se evaporă în spațiu deschis. Dat fiind faptul că steaua noastră a fost în jur de un miliard de ani și continuă să strălucească fără modificări vizibile și semnificative, putem concluziona că rezervele de hidrogen ale Soarelui noastre sunt enorme. Când această rezervă este epuizată, rămâne doar să ghicești, făcând calcule matematice. Judecând după calculele oamenilor de știință, soarele se va încălzi și va străluci o duzină de miliarde de ani, până când stocurile de combustibil termonuclear vor ieși.
Pe măsură ce intensitatea proceselor termonucleare se stinge, începe faza finală a vieții stelei. Densitatea stelei va scădea, însă dimensiunea sa va crește semnificativ. În locul unui pitic galben, Soarele va deveni un Giant Red. După ce a ajuns în această etapă, steaua noastră va părăsi secvența principală și va aștepta calm moartea. Omenirea nu poate să aștepte finala acestei drame, deoarece soarele roșu gigantic va distruge prin foc aproape toată viața de pe planeta noastră. Suprafața unui disc roșu uriaș poate fi încălzită până la o temperatură de 5800 K. Raza soarelui va deveni 250 de ori mai mare decât valorile actuale.
Treptat, temperatura suprafeței va scădea, iar steaua va crește în dimensiune. Luminozitatea sa va crește considerabil, de 2.700 de ori mai mare decât luminozitatea actuală. Primele care vor dispărea sunt Mercur și Venus. Planeta Pământ inevitabil în zeci de miliarde de ani va înceta să mai existe. Atmosfera planetei va dispărea sub influența vântului solar, apa se va evapora și suprafața planetei se va transforma într-un bloc de piatră fierbinte.
În această fază, steaua noastră va rămâne pentru câteva zeci de milioane de ani. După ce temperatura din centrul miezului solar ajunge la 100 milioane Kelvin, procesul de ardere a heliului și a carbonului va începe. O nouă rundă de reacții în lanț epuizează în cele din urmă soarele. Masa foarte redusă a stelei nu va putea să mențină carcasa exterioară, procesele termonucleare pulsatoare se vor risipi în spațiu. În locul unui gigant roșu, se formează o nebuloasă planetară, în centrul căreia va rămâne nucleul fostei stele, un pitic alb. Cu alte cuvinte, în zeci de miliarde de ani, vedeta noastră ospitalieră se va transforma într-un mic obiect dens și fierbinte de dimensiunea planetei noastre. În această stare, steaua va rămâne o perioadă lungă de timp, încet, încet și înfloritoare.
Structura și structura soarelui
Apropierea Soarelui vă permite să obțineți o idee despre structura și structura sa, să obțineți informații despre cum funcționează acest reactor natural de fuziune și ce procese are loc în el. Va fi interesant dezasamblarea structurii, care constă din următoarele componente:
- core;
- zona de energie radiantă;
- zona convectivă;
- tachocline.
Apoi, începeți straturile atmosferei solare:
- fotosferă;
- cromosfera;
- protuberanțe.
Steaua nu este solidă, datorită faptului că avem de-a face cu un gaz fierbinte, comprimat strâns într-o regiune sferică. La astfel de temperaturi, existența oricărei substanțe în formă solidă este fizic imposibilă. Lumina strălucitoare și căldura emisă de soare sunt rezultatul acelorași procese pe care o persoană le-a întâmpinat atunci când a creat o bombă atomică. Ie materia sub influența presiunii enorme și a temperaturilor ridicate este transformată în energie. Principalul combustibil este hidrogenul, care în Soare este de 73,5-75%, astfel încât principala sursă de căldură este procesul de fuziune termonucleară a hidrogenului, concentrat în principal în nucleul central al stelei.
Miezul solar este de aproximativ 0,2 raza solară. Aici se desfășoară principalele procese prin care Soarele trăiește și furnizează spațiul din jur cu energie lumină și cinetică. Procesul de transfer de energie radiant din centrul stelei către straturile superioare se efectuează în zona de transfer radiant. Aici, fotonii care aspiră de la nucleu la suprafață sunt amestecați cu particule de gaz ionizat (plasmă). Din această cauză, energia este schimbată. În această parte a globului solar există o zonă specială - tachoclină, care este responsabilă pentru formarea câmpului magnetic al stelei noastre.
Apoi începe cea mai mare regiune a Soarelui - zona convectivă. Această zonă este aproape 2/3 din diametrul solar. Doar raza zonei convective este aproape egală cu diametrul planetei noastre - 140 mii kilometri. Convecția este un proces în care un gaz dens și încălzit este distribuit uniform pe întregul volum interior al unei stele spre suprafață, dând căldură la straturile următoare. Acest proces are loc continuu și poate fi văzut observând suprafața Soarelui cu un telescop puternic.
La granița structurii interne și a atmosferei stelei se află fotosfera - o cochilie subțire, de numai 400 km adâncime. Aceasta este ceea ce vedem în observațiile noastre despre soare. Fotosfera constă din granule și este structurată în mod eterogen. Punctele întunecate sunt înlocuite cu zone luminoase. Această eterogenitate este asociată cu perioade diferite de răcire a suprafeței soarelui. În ceea ce privește partea invizibilă a spectrului suprafeței luminării noastre, în acest caz avem de-a face cu cromosfera. Acesta este un strat dens al atmosferei solare, și poate fi văzut doar în timpul unei eclipse solare.
Cele mai interesante obiecte solare pentru observare sunt proeminențele, care arată ca niște fibre lungi, și corona solară. Aceste formațiuni sunt emisii gigantice de hidrogen. Există proeminențe și se mișcă de-a lungul suprafeței Soarelui cu o viteză imensă de 300 km / s. Temperatura acestor bucle depășește marcajul de 10 mii de grade. Corona solară este straturile exterioare ale atmosferei, care sunt de câteva ori mai mari decât diametrul stelei în sine. Limita exactă a coroanei solare nu este. Limita vizibilă este doar o parte a acestei mari educații.
Stadiul final al activității solare este vântul solar. Acest proces este asociat cu ieșirea naturală a materiei stelare prin straturile exterioare în spațiul din jur. Vântul solar constă în principal din particule elementare încărcate - protoni și electroni. În funcție de ciclul activității solare, viteza vântului solar poate varia de la 300 km / sec la valoarea de 1500 km / s. Această substanță este distribuită în întreg sistemul solar, afectând toate corpurile celeste din spațiul nostru apropiat.
Alte stele din secvența principală au aproximativ aceeași structură. Alte corpuri celeste pe care le vedem pe cerul nopții pot avea o structură diferită. Diferențele pot consta doar în masa stelei, care în acest caz este un factor cheie pentru activitatea stelar.
Caracteristicile starului nostru
Ca toate stelele normale, dintre care majoritatea în Univers, Soarele este obiectul principal al sistemului nostru planetar. Masa imensă a stelei și dimensiunile ei asigură un echilibru al forțelor gravitaționale, asigurând o mișcare ordonată a corpurilor celeste în jurul ei. La prima vedere, steaua noastră nu este nimic deosebit. Cu toate acestea, în ultimii ani, au fost făcute mai multe descoperiri care fac posibilă afirmarea unicității soarelui. De exemplu, Soarele produce o ordine de mărime mai mică de radiații în raza ultravioletelor decât alte stele de același tip. O altă trăsătură este starea starului nostru. Soarele aparține stelelor variabile, dar spre deosebire de surorile sale din spațiu, care variază în intensitate și strălucire a luminii, steaua noastră continuă să strălucească cu o lumină uniformă.
Eliberă, de asemenea, o cantitate imensă de energie, cu doar 48% din această sumă vizibilă. Invizibil pentru radiația infraroșu a ochiului uman, reprezintă 45% din energia soarelui. Dintre toate cantitățile enorme de radiații solare, planeta noastră primește absolut firimituri, aproximativ o jumătate de miliardime dintr-o parte, dar acest lucru este suficient pentru a menține echilibrul condițiilor create pe Pământ.
concluzie
Estimând datele obținute până în prezent despre soare, nu se poate spune că știm cu adevărat natura starului nostru. Toate ideile despre structura și structura Soarelui se bazează pe modele matematice și fizice create de om. Analiza proceselor care apar în interiorul stelei noastre și pe suprafața ei ne permite să găsim o explicație a proceselor și a fenomenelor care apar pe planeta noastră. Soarele nu este doar un generator de energie care ne încălzește planeta, ci și cea mai puternică sursă de emisie radio și unde electromagnetice care afectează biosfera Pământului. Orice schimbare a activității Soarelui se reflectă instantaneu asupra stării climatului și a bunăstării Pământului.
