| << Часть 3. Сведения об отдельных звёздах | | Оглавление | | Что было и будет с Солнцем и Землёй? >> |
ВСЁ О СОЛНЦЕ
| ||||||||||||||||||
Сведения о Солнце излагаются на основании нескольких обстоятельных статей [Лейбахер и др., 1985; Тверской, 1986; Кейлер, 1992; Соукер, 1992; Миронов, 1998 и др.], а также других источников, которые перечисляются ниже.
Видимая звёздная величина Солнца - 26,75; абсолютная звёздная величина - 4,8 [Дагаев, 1955; Куликовский, 2002].
В Галактике Солнце расположено в 68 световых годах от её плоскости и в 25 тысячах световых годов от её центра, т.е. почти в плоскости Галактики и на полпути до её середины [Где наше место в Галактике? 1996]. Это очень важный показатель, т.к. именно здесь проходит так называемый радиус коротации - расстояние от центра, где угловые скорости звёзд и волновых спиральных ветвей Галактики равны. Ещё можно сказать, что вся эта область находится вблизи одной из спиральных ветвей, но всё-таки не в ней, а между двумя ветвями, т.е. в спокойной области вдали от мест современного звездообразования. Кроме того, звёзды здесь образуют антициклон - вихревую структуру со спокойным центром, где и располагается в последние десятки миллионов лет Солнечная система [Фридман, Хоружий, 1998].
Солнце движется вокруг центра Галактики со скоростью примерно 230 км/с [Дагаев, 1955]. Для окрестностей Солнца указывается также скорость вращения газового диска вокруг центра Галактики - 200-300 км/с [Фридман, Хоружий, 1998]. В настоящее время Солнце вместе с Солнечной системой направляется к созвездию Геркулеса, что открыто ещё в 1783 г. Вильямом Гершелем [Хоскин, 1986]. Говорят также, что оно движется к Геркулесу и Лире из Большого Пса, Зайца и Голубя, что видно по расхождению и схождению звёзд в названных областях неба. Скорость Солнца относительно потока соседних звёзд составляет примерно 20 км/с, т.е. звёзды данного потока движутся в среднем чуть-чуть не так [Дагаев, 1955].
От Солнца до ближайшей звезды (Проксима Центавра) - 4,2 световых года, или 40 миллионов миллионов км [Купер, Хенбест, 1998].
Масса Солнца в 330 тысяч раз больше массы Земли, а плотность - меньше, чем у Земли (1,41 г/куб.см).
Экваториальный диаметр - 1.392.000 км.
По звёздной классификации, Солнце - это типичный жёлтый карлик (спектральный класс G, подкласс G2), каких во Вселенной очень много [Миронов, 1998].
Солнце относится к звёздам второго звёздного поколения, т.е. оно содержит сравнительно много "тяжёлых" элементов (тяжелее водорода) и образовалось из вещества с большой примесью материала сверхновых. Его атомарный состав примерно такой же, как у межзвёздной среды: на 1000 атомов водорода приходится около 100 атомов гелия и 2-3 атома более тяжёлых элементов [Сурдин, 1999].
Солнце состоит из:
1) ядра, в котором при температуре 14 миллионов градусов в ходе термоядерной реакции водород превращается в гелий (30% радиуса Солнца?); по некоторым данным [Всехсвятский, 1955] температура в центре Солнца достигает 20 миллионов градусов;
2) зоны лучистого переноса (зоны переизлучения, или зоны лучистого равновесия), где энергия термоядерных реакций, переносясь от атома к атому, движется к периферии Солнца (40% радиуса Солнца?);
3) конвективной зоны, где большие массы вещества в виде горячих струй поднимаются к поверхности Солнца и в виде охладившихся струй опускаются к зоне лучистого переноса (30% радиуса Солнца, 1% массы Солнца); конвективные ячейки называются сверхгранулами (в отличие от фотосферных гранул);
Солнце окружено атмосферой, в которой различаются:
1) фотосфера: видимая поверхность Солнца толщиной в несколько сотен километров, нагретая в среднем до 5780 градусов Цельсия; здесь видны гранулы, факелы, пятна;
2) хромосфера: ярко светящийся ободок вокруг Солнца, который виден во время полного солнечного затмения; здесь наблюдаются различные хромосферные явления - протуберанцы, спикулы, макроспикулы; спикулы - это вертикальные струи ионизированного газа, поднимающиеся под действием магнитного поля до 10 тысяч км и через несколько минут опадающие [Филиппов, 1999]; макроспикулы сходны с ними, но грандиозней, поднимаются до 40 000 км [Вселенная, 1999]; протуберанцы примерно равны по размерам спикулам, но петлеобразны (это связано с наличием двух полюсов у магнитного поля), держатся месяцами, а иногда внезапно выходят за пределы хромосферы и уносятся от Солнца, превращаясь в корональные выбросы и вызывая на Земле магнитные бури и полярные сияния [Филиппов, 1999]; протуберанец, видимый на фоне фотосферы, - волокно; температура хромосферы - около 10 тысяч градусов Цельсия, толщина - 10 тысяч км [Вселенная, 1999], хотя ранее указывалась толщина 12000-14000 км [Всехсвятский, 1955];
3) солнечная корона: видна во время затмений как правильной или неправильной формы светящаяся область с радиусом в 2-3 Солнца; облик зависит от степени активности Солнца; корона не имеет чёткой границы и, по некоторым данным, простирается до Плутона и дальше; температура достигает 2 млн. градусов [Вселенная, 1999], но это не ощущается из-за её разреженности. Иногда различали внутреннюю корону с распространением на 150 тысяч км от Солнца и внешнюю - до 2.000.000 км [Всехсвятский, 1955]. Масса короны в тысячу раз меньше массы земной атмосферы [Всехсвятский, 1955].
Более тяжёлые элементы расположены на более глубоких уровнях атмосферы, но не всегда: ионизированный кальций, образующий облака над фотосферой, простирается выше водорода и гелия [Всехсвятский, 1955]. Видимо, в данном случае важнее способность к ионизации и движение заряженных частиц под влиянием магнитного поля. Состав атмосферы: водород - 55%, гелий - 44%, остальные 90 элементов - 1% [Всехсвятский, 1955].
Верхние слои солнечной атмосферы вращаются быстрее нижних: верхние на экваторе - за 23,5 земных суток, нижние на экваторе - за 26, причём корона до какого-то расстояния тоже вращается вместе с Солнцем [Всехсвятский, 1955].
Одновременно на всей солнечной поверхности происходит около 30 тысяч взрывных событий продолжительностью в несколько минут. Скорость выбрасываемого вещества - до 150 км/с [Магнитогидродинамические процессы на Солнце, 1997]. По более старым данным [Всехсвятский, 1955], скорость протуберанцев иногда достигает 200 км/с, а иногда даже 700 км/с, но, возможно, речь идёт не о скорости вещества, а о скорости волны. Средняя скорость солнечного ветра, измеренная вблизи Земли, составляет 400 км/с, а корпускулярный поток - примерно 3*10 в восьмой степени ион/кв.см*с. Основная составляющая потока - протоны. Второе место по распространённости занимают альфа- частицы (ядра гелия) - примерно 10 в седьмой степени [4He]/кв.см*с [Ануфриев, Болтенков, 2000]. Солнце теряет ежегодно 10 в минус 13-й степени своей массы [Сурдин, 1999].
Поток от Солнца заряженных частиц (альфа-частиц, протонов, электронов) называется солнечным ветром. Частицы улетают от Солнца со скоростью 3.000.000 км/час и создают магнитные поля и электрические токи, т.е. гелиосферу, в которую погружена вся Солнечная система. Частицы обладают высокой энергией и опасны для человека в космосе (вне земной атмосферы), но магнитное поле отбрасывает из окрестностей Солнца ещё более опасные галактические лучи (лучи, возникшие при взрывах сверхновых звёзд), предохраняя от них Землю.
На поверхности Солнца видны отдельные пятна и группы пятен. Они холоднее остальной поверхности (чуть более 4000 градусов Цельсия), но окружены более горячими "факелами", и суммарное излучение "пятнистого" Солнца чуть выше, чем в периоды без пятен. Пятна часто окружены "полутенью", и в одной такой "полутени" наблюдается сразу несколько пятен. По пятнам видно, что на экваторе Солнце вращается быстрее (за 25 земных суток), чем вблизи полюсов (за 35 земных суток). Пятна вызваны местными магнитными полями, которые временно не пропускают из глубин Солнца более горячее вещество. Поэтому часто бывают парные пятна (два полюса магнитного поля). Впереди идущее пятно имеет положительную полярность, идущее сзади - отрицательную [Всехсвятский, 1955]. Пятна существуют от нескольких дней до нескольких месяцев и по размерам могут превосходить Землю и даже Юпитер. В пятнах недавно обнаружено присутствие водяных паров [От Солнца "валит пар", 1998].
Высказывалось мнение, что на биоритмы человека и животных влияет не месячный лунный ритм, а обращение Солнца вокруг оси в среднем за 27 дней [Бреус, 1998].
Жизнь Солнца подчиняется чёткому 22-годичному ритму. Каждые 11 лет магнитные полюса Солнца меняются местами, что сопряжено с изменением активности Солнца, периодическим появлением и исчезновением пятен на нём, с хромосферными и подобными вспышками. Последний минимум солнечной активности был в 1997 г., предпоследний максимум - в 1990 г. Тогда почти всё Солнце было пятнистым. Первые пятна цикла появляются в "умеренных" поясах (не выше 45 градусов), а потом концентрируются близ экватора, но на самом экваторе не бывают [Всехсвятский, 1955]. В периоды покоя Солнце уменьшается на 250 км (на 0,036%) [Колебания размеров Солнца, 1996]. Все солнечные циклы асимметричны: восходящая ветвь в среднем 4,3 года, нисходящая - 6,6 лет [Будет ли очередной солнечный максимум рекордным? 1989]. 11- летний цикл найден также у тау Кита, имеющей светимость 40% от солнечной [На тау Кита - как на Солнце, 1995]. Недавно закончился XXII солнечный цикл, т.к. их отсчёт ведётся с 1750 г. (нулевой цикл), когда на Солнце наблюдались необычайно мощные вспышки [Кацова, Лившиц, 1998]. Высказывалось мнение, что цикличность связана с неравномерностью вращения звёзд вокруг своей оси [Купер, Хенбест, 1998]. По мнению теоретика физики Солнца Бун Чай Лой (США), высокоширотные выбросы корональных масс не имеет прямой связи с солнечными пятнами. Этими высокоширотными выбросами, "заякоренными" на самом Солнце, определяется магнитная переполюсовка [Ритмика магнитных процессов на Солнце, 2004].
Кроме того, существует большая периодичность Солнца. Диаметр Солнца меняется с цикличностью в 250 лет на 0,2%. Когда Солнце шире, пятен на нём чуть меньше [Изменение диаметра Солнца, 1988].
Солнце, таким образом, - одна из переменных звёзд, хотя колебания светимости не превышают 0,1-0,2%. Но это только в видимом диапазоне. А, например, в рентгеновском диапазоне интенсивность излучения меняется в 2 раза [Миронов, 1998]. Есть также литературное указание [Кацова, Лившиц, 1998], что полное рентгеновское излучение Солнца вне вспышек изменяется более чем в 300 раз при переходе от дней с минимальной к дням с максимальной активностью, что в количественном отношении противоречит предыдущей информации, но в качественном отношении подтверждает её. Видимо, авторы говорят несколько о разном (суммарное излучение за периоды различной длительности и т.п.).
Солнце всё целиком колеблется, но очень слабо, рождая сложную структуру колебаний - акустические и внутренние гравитационные волны, т.е. солнцетрясения [Лейбахер и др., 1985].
Иногда на Солнце происходят взрывы (вспышки), порождающие мощные потоки плазмы. При подобных плазменных взрывах непропорционально большая энергия передаётся ничтожно малой доле частиц, которые ускоряются при многократном пересечении фронта ударной волны. Так рождаются космические лучи солнечного происхождения. В земной атмосфере они генерируют "широкие атмосферные ливни" (так называют совокупность частиц атмосферы, получившую "по кусочкам" энергию от частиц высоких энергий). Вспышки на Солнце видны в течение 1 минуты. Лучи начинают приходить через 10-15 минут прямо от Солнца, но максимум наступает через несколько часов из-за диффузного запаздывания (в это время лучи приходят отовсюду). В такие периоды из окрестностей Земли исчезают космические лучи галактического происхождения: "выдуваются" из Солнечной системы резко усилившимся солнечным ветром [Тверской, 1986]. Вспышки на Солнце дают у Земли дозу облучения в 100 раз больше допустимой, и потому опасны для космонавтов, а жителей Земли защищают атмосфера и магнитное поле Земли [Улубеков, 1984].
Солнечный экватор на 7 градусов наклонён к эклиптике [Всехсвятский, 1955]. Обычно это связывают с влиянием на молодую Солнечную систему тех звёзд, которые родились вместе с Солнцем из одного газопылевого облака, т.е. только Солнце смогло сохранить изначальное направление вращения вокруг своей оси, а ось вращения околосолнечного диска была отклонена пролетевшей звездой.
| << Часть 3. Сведения об отдельных звёздах | | Оглавление | | Что было и будет с Солнцем и Землёй? >> |
|
Публикации с ключевыми словами:
звезды - звездообразование
Публикации со словами: звезды - звездообразование | |
См. также:
Все публикации на ту же тему >> | |
