Як називається центральне тіло сонячної системи. сонячна система

сонячна системає однією з 200 млрд. зіркових систем, що знаходяться в галактиці Чумацький Шлях. Вона розташована приблизно посередині між центром галактики та його краєм.
Сонячна система – це певне скупчення небесних тіл, які пов'язані силами гравітації із зіркою (Сонцем). До неї входять: центральне тіло - Сонце, 8 великих планет з їхніми супутниками, кілька тисяч малих планет або астероїдів, кілька сотень комет, що спостерігалися, і безліч метеорних тіл.

Великі планети поділяються на 2 основні групи:
- планети земної групи (Меркурій, Венера, Земля та Марс);
- Планети юпітерської групи або планети гіганти (Юпітер, Сатурн, Уран і Нептун).
У цій класифікації немає Плутону. У 2006 році було встановлено, що Плутон через свої маленькі розміри і велику віддаленість від Сонця має низьке гравітаційне поле і її орбіта не схожа на сусідні з нею орбіти, ближчі до Сонця планет. До того ж витягнута еліпсоїдна орбіта Плутона (в інших планет вона майже кругова) перетинається з орбітою восьмої планети Сонячної системи – Нептуна. Саме тому з недавніх часів було вирішено позбавити Плутона статусу "планети".

У Сонячної системиКрім планет, є дві області, заповнені малими тілами (карликовими планетами, астероїдами, кометами, метеоритами). Перша область – це Пояс Астероїдів, що знаходиться між Марсом та Юпітером. За складом він подібний до планет земної групи, оскільки складається з силікатів і металів. За межами Нептуна розташовується друга область, яка називається Пояс Койпера. Має в собі багато об'єктів (в основному карликові планети), що складаються з води, що завмерла, аміаку і метану, найбільшим з яких є і Плутон.

Пояс Койпнер починається відразу після орбіти Нептуна.

Зовнішнє кільце її закінчується з відривом

у 8,25 млрд. км від Сонця. Це величезне кільце навколо всієї

Сонячної системи, представляє собою нескінченне

кількість летких речовин з крижин метану, аміаку та води.

Пояс Астероїдів - розташований між орбітою Марса та Юпітера.

Зовнішня межа розташована за 345 млн. км від Сонця.

Містить десятки тисяч, можливо, мільйони об'єктів більше одного

кілометра у діаметрі. Найбільші з них – карликові планети

(Діаметр від 300 до 900 км).

Усі планети та більшість інших об'єктів звертаються навколо Сонця в одному напрямку з обертанням Сонця (проти годинникової стрілки, якщо дивитися з боку північного полюса Сонця). Найбільшу кутову швидкість має Меркурій — він встигає здійснити повний оборот навколо Сонця всього за 88 земних діб. А для найвіддаленішої планети — Нептуна — період навернення становить 165 земних років. Більшість планет обертається навколо своєї осі у той самий бік, як і обертається навколо Сонця. Винятки становлять Венера та Уран, причому Уран обертається практично «лежачи на боці» (нахил осі близько 90 °).

Раніше передбачалося, що кордон Сонячної системизакінчується відразу після орбіти Плутона. Однак у 1992 році були відкриті нові небесні тіла, які, безперечно, належать нашій системі, оскільки знаходяться безпосередньо під гравітаційним впливом Сонця.

Кожному небесному об'єкту властиві такі поняття, як рік і добу. Рік- це час, протягом якого тіло обертається навколо Сонця на кут 360 градусів, тобто робить повний круговий оборот. А доба- це період обертання тіла навколо своєї осі. Найближча від Сонця планета Меркурій звертається навколо Сонця за 88 земних діб, а навколо своєї осі - за 59 діб. Це означає, що на планеті за один рік проходить навіть менше двох діб (для прикладу на Землі один рік включає 365 днів, тобто стільки разів Земля обернеться навколо своєї осі за один оберт навколо Сонця). У той час, як на найвіддаленішій, від Сонця, карликовій планеті Плутоні добу становлять 153,12 години (6,38 земної доби). А період навернення навколо Сонця дорівнює 247,7 земних років. Тобто тільки наші прапрапраправнуки застануть той момент коли Плутон нарешті пройде весь шлях своєю орбітою.

галактичним роком. Крім кругового руху по орбіті, Сонячна система здійснює вертикальні коливання щодо галактичної площини, перетинаючи її кожні 30-35 млн. років і опиняючись то в північній, то в південній галактичній півкулі.
Обурюючим фактором для планет Сонячна системає їх гравітаційний вплив друг на друга. Воно дещо змінює орбіту в порівнянні з тією, за якою кожна планета рухалася б під дією одного Сонця. Питання в тому чи можуть ці збурення накопичуватися до падіння планети на Сонці або видалення її за межі Сонячна система, або вони мають періодичний характер і параметри орбіти будуть лише коливатися навколо деяких середніх значень. Результати теоретичних та дослідницьких робіт, виконаних астрономами більш ніж за 200 останніх років, свідчать на користь другого припущення. про це ж свідчать дані геології, палеонтології та інших наук про Землю: вже 4,5 млрд років відстань нашої планети від Сонця практично не змінюється. Сонячна системаЯк і Землі, так і іншим планетам не загрожує.

Сонячна система є системою «зірка - планети». У нашій Галактиці приблизно 200 млрд. зірок, серед яких, як вважають фахівці, деякі зірки мають планети. У Сонячну систему входить центральне тіло, Сонце, і дев'ять планет зі своїми супутниками (відомо понад 60 супутників). Діаметр Сонячної системи – понад 11,7 млрд км.

На початку ХХІ ст. у Сонячній системі виявлено об'єкт, який астрономи назвали Сідною (ім'я ескімоської богині океа-

на). Седна має діаметр 2000 км. Один її оборот навколо Сонця становить

10500 земних років.

Деякі астрономи називають цей об'єкт планетою Сонячної системи. Інші астрономи називають планетами лише космічні об'єкти, що мають центральне ядро ​​із відносно високою температурою. Наприклад, температура

у центрі Юпітера, за розрахунками, сягає 20 000 К. Оскільки нині

Седна знаходиться на відстані близько 13 млрд км від центру Сонячної системи,

то інформація про цей об'єкт досить мізерна. У найдальшій точці орбіти відстань від Седни до Сонця сягає величезної величини - 130 млрд км.

До нашої зоряної системи входять два пояси малих планет (астероїдів). Перший знаходиться між Марсом та Юпітером (містить понад 1 млн астероїдів), другий – за орбітою планети Нептун. Деякі астероїди мають діаметр понад 1000 км. Зовнішні межі Сонячної системи оточені так званим хмарою Оорта,названо на ім'я нідерландського астронома, який висловив у минулому столітті гіпотезу про існування цієї хмари. Як вважають астрономи, найближчий до Сонячної системи край цієї хмари складається з крижинок води та метану (ядер комет), які, подібно до найдрібніших планет, обертаються навколо Сонця під дією його сили тяжіння на відстані понад 12 млрд км. Кількість таких мініатюрних планет обчислюється мільярдами.

У літературі часто зустрічається гіпотеза про зірку-супутника Сонця Немезіда. (Немезида в грец. Міфології є богинею, що карає за порушення моралі та законів). Деякі астрономи стверджують, що Немезида знаходиться на відстані 25 трлн км від Сонця в найвіддаленішій точці своєї орбіти навколо Сонця і 5 трлн км - у найближчій точці її орбіти до Сонця. Як вважають ці астрономи, проходження Немезиди через хмару Оорта викликає катастрофи

у Сонячній системі, оскільки небесні тіла з цієї хмари потрапляють до Сонячної системи. Астрономи з давніх-давен цікавляться залишками тіл позаземного походження, метеоритами. Щодня, як стверджують дослідники, на Землю падає близько 500 позаземних тіл. У 1947 р. впав метеорит, названий Сіхоте-Алінський (південно-східна частина Приморського краю), вагою 70 т, з утворенням 100 кратерів на місці падіння та безлічі уламків, які були розкидані на площі 3 км2. Усі його уламки були зібрані. Більше 50% падаючих

метеоритів – кам'яні метеорити, 4% – залізні та 5% – залізокам'яні.

Серед кам'яних виділяють хондрити (від відповідного грецьк. слова – кулька, зерно) та ахондрити. Інтерес до метеоритів пов'язаний із вивченням питання про походження Сонячної системи та походження життя на Землі.

Наша Сонячна система робить зі швидкістю 240 км/с повний оберт навколо центру Галактики за 230 млн років. Це називається галактичний рік.Окрім цього, Сонячна система рухається разом із усіма об'єктами нашої Галактики.

зі швидкістю приблизно 600 км/с навколо деякого загального гравітаційного центру скупчення галактик. Це означає, що швидкість руху Землі щодо центру нашої галактики в кілька разів більша за її швидкість щодо Сонця. Крім цього, Сонце обертається навколо своєї осі

із швидкістю 2 км/с. За своїм хімічним складом Сонце складається з водню (90%), гелію (7%) та важких хімічних елементів (2-3%). Тут зазначаються приблизні цифри. За масою атом гелію майже в 4 рази більший за масу атома водню.

Сонце – зірка спектрального класу G, розташована на головній послідовності зірок діаграми Герцшпрунга - Ресселла. Маса Сонця (2·

1030 кг) становить практично 98,97% всієї маси Сонячної системи, на всі інші утворення в цій системі (планети і т. д.) припадає лише

2% від загальної маси Сонячної системи. У сумарній масі всіх планет основну частку становить маса двох планет-гігантів, Юпітера і Сатурна, близько 412,45 земних мас, на інші припадає лише 34 земні маси. Маса Землі

6 · 1024кг, 98% моменту кількості руху у Сонячній системі

належить планетам, а чи не Сонцю. Сонце - це створений природою термоядерний плазмовий реактор, що має форму кулі із середньою щільністю 1,41 кг/м3. Це означає, що середня щільність на Сонці трохи більша за щільність звичайної на нашій Землі води. Світність Сонця ( L) дорівнює приблизно 3,86 1033ерг/с. Радіус Сонця становить округлено 700 тис. км. Таким чином, два радіуси Сонця (діаметр) у 109 разів більші за земний. Прискорення вільного падіння Сонце - 274 м/с2, Землі - 9,8 м/с2. Це означає, що друга космічна швидкість для подолання сили тяжіння Сонця дорівнює 700 км/с, Землі - 11,2 км/с.

Плазма- це фізичний стан, коли ядра атомів окремо співіснують із електронами. У листковому газоплазмовому

утворенні під дією сили гравітації відбуваються суттєві

відхилення від середніх значень температури, тиску і т. д. у кожному шарі

Термоядерні реакції йдуть усередині Сонця в кульовій ділянці з радіусом 230 тис. км. У центрі цієї області температура близько 20 млн. К. Вона знижується до меж цієї зони до 10 млн. К. Наступна кульова область з протяжністю

280 тис. км має температуру 5 млн К. У цій галузі термоядерні реакції не йдуть, оскільки порогова для них температура в 10 млн К. Цю область називають областю перенесення променистої енергії, що йде зсередини попередньої області.

За цією областю слідує область конвекції(Лат. convectio- Привіз,

перенесення). У сфері конвекції температура сягає 2 млн До.

Конвекція- це фізичний процес перенесення енергії у формі тепла певним середовищем. Фізичні та Хімічні властивостіконвективного середовища можуть бути різними: рідина, газ і т. д. Властивості цього середовища визначають швидкість процесу перенесення енергії у формі тепла до наступної області Сонця. Конвективна область або зона має на Сонці довжину приблизно

150–200 тис. км.

Швидкість руху в конвективному середовищі можна порівняти зі швидкістю звуку (300

м/с). Величина цієї швидкості відіграє велику роль у відводі тепла з надр Сонця

у його наступні області (зони) та у космос.

Сонце не вибухає через те, що швидкість горіння ядерного пального всередині Сонця помітно менше швидкості відведення тепла в конвективній зоні, навіть при дуже різких виділеннях енергії-маси. Конвективна зона в силу фізичних властивостей випереджає можливість вибуху: конвективна зона розширюється на кілька хвилин раніше за можливий вибух і тим самим переносить надлишок енергії-маси в наступний шар, область Сонця. У ядрі до конвективних зон Сонця густина маси досягається великою кількістю легких елементів (водню та гелію). У конвективній зоні відбувається процес рекомбінації (освіти) атомів, тим самим збільшується молекулярна маса газу конвективної зоні. Рекомбінація(Лат. recombinare- з'єднувати) походить з остигаючої речовини плазми, що забезпечує термоядерні реакції всередині Сонця. Тиск у центрі Сонця дорівнює 100 г/см3.

На поверхні Сонця температура досягає приблизно 6000 К. Таким

чином, температура від конвективної зони падає до 1 млн К і досягає 6000 К

на рівні повного радіусу Сонця.

Світло – це електромагнітні хвилі різної довжини. Область Сонця, де виникає світло, називається фотосферою(грец. фотос – світло). Область над фотосферою називається хромосферою (від грец. - Колір). Фотосфера займає

200-300 км (0,001 радіусу Сонця). Щільність фотосфери 10-9-10-6 г/см3, температура фотосфери зменшується від її нижнього шару до 4,5 тис. К. У фотосфері з'являються сонячні плями і смолоскипи. Зниження температури у фотосфері, тобто у нижньому шарі атмосфери Сонця, досить типове явище. Наступний шар - це хромосфера, його довжина дорівнює 7-8 тис.км. У

цьому шарі температура починає зростати до 300 тис, К. Наступний атмосферний

шар - сонячна корона - у ній температура вже досягає 1,5-2 млн К. Сонячна корона поширюється на кілька десятків радіусів Сонця і потім розсіюється у міжпланетному просторі. Ефект підвищення температури в сонячній короні Сонця пов'язують із таким явищем, як

"сонячний вітер". Це газ, що утворює сонячну корону, складається в основному з протонів і електронів, швидкість яких збільшується згідно з однією з точок зору, так званими хвилями світлової активності із зони конвекції, що розігрівають корону. Кожну секунду Сонце втрачає 1/100 частину своєї маси, тобто приблизно 4 млн за секунду. «Розлучення» Сонця зі своєю енергією-масою проявляється у формі тепла, електромагнітного випромінювання, сонячного вітру. Чим далі від Сонця, тим менша друга космічна швидкість, необхідна для виходу частинок, що утворюють сонячний вітер, з поля тяжіння Сонця. З відривом Земної орбіти (150 млн км) швидкість частинок сонячного вітру сягає 400 м/с. Серед багатьох проблем дослідження Сонця важливе місце займає проблема сонячної активності, з якою пов'язаний ряд таких явищ, як сонячні плями, активність магнітного поля Сонця та сонячна радіація. Сонячні плями утворюються у фотосфері. Середня річна кількість сонячних плям вимірюється 11 -річним періодом. За довжиною вони можуть досягати в поперечнику до 200 тис. км. Температура сонячних плям нижче, ніж температура фотосфери, де вони утворюються, на 1-2 тис. до, т. е. 4500 і нижче. Тому вони виглядають темними. Поява

сонячних плям пов'язують із зміною магнітного поля Сонця. У

сонячних плямах напруженість магнітного поля значно вища, ніж у інших областях фотосфери.

Дві точки зору пояснення магнітного поля Сонця:

1. Магнітне поле Сонця виникло у процесі утворення Сонця. Оскільки магнітне поле впорядковує процес викиду енергії-маси Сонця навколишнє середовище, то згідно з цією позицією 11-річний цикл появи плям не є закономірністю. У 1890 р. директор Грінвічської обсерваторії (заснована в 1675 р. у передмісті Лондона) Е. Маудер зауважив, що з

1645 по 1715 р. немає згадок про 11-річні цикли. Грінвічський меридіан -

це нульовий меридіан, від якого ведеться відлік довгот Землі.

2. Друга думка представляє Сонце як певну динамо-машину, у якій електрично заряджені частинки, що входять у плазму, створюють потужне магнітне поле, різко зростаюче через 11-річні цикли. Існує гіпотеза

про особливі космічні умови, в яких знаходиться Сонце та Сонячна система. Йдеться про так зване коротаційномуколі (англ. corotation- Спільне обертання). У коротаційному колі на певному його радіусі, згідно з деякими дослідженнями, відбувається синхронне обертання спіральних рукавів і самої Галактики, що створює особливі фізичні умови для руху структур, що входять у це коло, де знаходиться Сонячна система.

У сучасній науці розвивається думка про тісний зв'язок процесів,

що відбуваються на Сонці, з життям людини на Землі. Наш співвітчизник О.

Л. Чижевський (1897-1964) одна із основоположників геліобіології, вивчає вплив енергії Сонця в розвитку живих організмів людини. Наприклад, дослідники звернули увагу на тимчасові збіги великих подій у соціальному житті людини із періодами спалахів сонячної активності. У минулому столітті максимум активності Сонця припадав на

1905-1907, 1917, 1928, 1938, 1947, 1968, 1979 та 1990-1991 гг.

Походження Сонячної системи.Походження Сонячної системи з газопилової хмари міжзоряного середовища (МЗС) є найбільш визнаною концепцією. Висловлюється думка, що маса вихідної освіти

Сонячна система хмари дорівнювала 10 мас Сонця. У цій хмарі

вирішальним був його хімічний склад (близько 70% становив водень, близько 30%

Гелій та 1-2% - важкі хімічні елементи). Приблизно

приблизно 5 млрд років тому з цієї хмари утворилося щільне згущення,

назване протосонячнимдиском. Як вважають, вибух наднової зірки в нашій Галактиці надав цій хмарі динамічного імпульсу обертання та фрагментації: утворилися протозіркаі протопланетний дискВідповідно до цієї концепції процес освіти протосонцяі протопланетного диска відбувався швидко, за 1 млн років, що призвело до зосередження всієї енергії-маси майбутньої зоряної системи у її центральному тілі, а момент кількості руху – у протопланетному диску, у майбутніх планетах. Вважається, що еволюція протопланетного диска відбувалася за 1 млн. років. Ішло злипання частинок у центральній площині цього диска, яке надалі призвело до утворення згущень частинок, спочатку невеликих, потім – більших тіл, які геологи називають планетеземалеями. З них, як гадають, утворилися майбутні планети. Ця концепція ґрунтується на результатах комп'ютерних моделей. Є й інші концепції. Наприклад, в одній із них говориться, що на народження Сонця-зірки знадобилося 100 млн років, коли в прото Сонце виникла реакція термоядерного синтезу. Згідно з цією концепцією планети Сонячної системи, зокрема земної групи, виникли за ті ж 100 млн років з маси, що залишилася після утворення Сонця. Частина цієї маси була утримана Сонцем, інша – розчинилася у міжзоряному просторі.

У січні 2004 р.було повідомлення у закордонних виданнях про відкриття у сузір'ї Скорпіона зірки,за розмірами, світності та масою подібною до Сонця. Астрономів цікавить нині питання: чи має ця зірка планети?

Існує кілька загадок у вивченні Сонячної системи.

1. Гармонія у русі планет. Усі планети Сонячної системи обертаються навколо Сонця по еліптичних орбітах. Рух всіх планет Сонячної системи відбувається в одній і тій площині, центр якої розташований в центральній частині екваторіальної площини Сонця. Площина, утворена орбітами планет, називається площиною екліптики.

2. Всі планети та Сонце обертаються навколо власної осі. Осі обертання Сонця і планет, крім планети Уран, спрямовані, грубо кажучи, перпендикулярно площині екліптики. Вісь Урана спрямована до площини екліптики майже паралельно, тобто він обертається лежачи на боці. Ще його одна особливість – він обертається навколо своєї осі в іншому напрямку, як

і Венера, на відміну Сонця та інших планет. Всі інші планети та

Сонце обертається проти напрямку руху стрілки годинника. Уран має 15

супутників.

3. Між орбітами Марса та Юпітера існує пояс малих планет. Це так званий астероїдний пояс. Малі планети мають у діаметрі від 1 до 1000 км. Їхня загальна маса менше 1/700 маси Землі.

4. Усі планети поділяються на дві групи (земну та неземну). Перші- це планети з високою щільністю, у тому хімічному складі чільне місце займають важкі хімічні елементи. Вони невеликі за розмірами та повільно обертаються навколо своєї осі. До цієї групи належать Меркурій, Венера, Земля та Марс. Нині висловлюються припущення, що Венера - це минуле Землі, а Марс - її майбутнє.

До другій групівідносяться: Юпітер, Сатурн, Уран, Нептун та Плутон. Вони складаються з легких хімічних елементів, швидко обертаються навколо своєї осі, повільно обертаються навколо Сонця та отримують менше променистої енергії від Сонця. Нижче (у таблиці) наводяться дані про середню температуру поверхні планет за шкалою Цельсія, тривалість дня і ночі, тривалість року, діаметр планет Сонячної системи та маси планети по відношенню до маси

Землі (прийнятої за 1).

Відстань між орбітами планет приблизно подвоюється під час переходу

від кожної їх до наступної. Це було відзначено ще 1772 р. астрономами

І. Тиціусом та І. Боде, звідси з'явилася назва «Правило Тіціуса - Боде»,дотримується в розташуванні планет. Якщо прийняти відстань Землі до Сонця (150 млн км) за одну астрономічну одиницю, то виходить наступне розташування планет від Сонця за цим правилом:

Меркурій – 0,4 а. е. Венера - 0,7 а. е. Земля - ​​1 а. е. Марс - 1,6 а. е. Астероїди - 2,8 а. е. Юпітер - 5,2 а. е. Сатурн - 10,0 а. е. Уран - 19,6 а. е. Нептун - 38,8 а. е. Плутон - 77,2 а. е.

Таблиця. Дані про планети Сонячної системи

При розгляді справжніх відстаней планет до Сонця виявляється, що

Плутон в деякі періоди знаходиться ближче до Сонця, ніж Нептун, і,

отже, він змінює свій порядковий номер за правилом Тіціуса - Боде.

Загадка планети Венера.У стародавніх астрономічних джерелах віком

3,5 тис. років (китайські, вавилонські, індійські) немає згадок про Венеру. Американський вчений І. Великовський у книзі «Зіткнення світів», що з'явилася в 50-х рр. ХХ ст., висловив гіпотезу про те, що планета Венера зайняла своє місце лише нещодавно, у період формування давніх цивілізацій. Приблизно раз на 52 роки Венера підходить близько до Землі, на відстань 39 млн км. У період великого протистояння, кожні 175 років, коли всі планети вишиковуються одна за одною в одному напрямку, на відстань 55 млн км Марс наближається до Землі.

Астрономи користуються сидеричним часом для спостереження становища зірок та інших об'єктів неба, оскільки вони з'являються внічному небі в одне і

те ж сидеричне час. Сонячний час- час, що вимірюється

щодо Сонця. Коли Земля де. гавкає повний оборот навколо своєї осі

щодо Сонця, минають одну добу. Якщо ж оборот Землі розглядати щодо зірок, то цей оборот Земля зрушить за своєю орбітою на 1/365 частину шляху навколо Сонця, т. е. на 3 хв 56 з. Цей час називається сидеричним (лат. siederis- Зірка).

1. Розвиток сучасної астрономії постійно розширює знання про будову та об'єкти доступного для дослідження Всесвіту. Цим пояснюється відмінність даних про кількість зірок, галактик та інші об'єкти, що наводяться в літературі.

2. Відкрито кілька десятків планет, що знаходяться в нашій Галактиці та поза нею.

3. Відкриття Седні як 10-ї планети Сонячної системи істотно змінює наші уявлення про розміри Сонячної системи та її взаємодію з

іншими об'єктами нашої Галактики.

4. Загалом слід сказати, що астрономія лише з другої половини минулого століття почала вивчати найдальші об'єкти Всесвіту на основі більш сучасних засобів.

спостереження та дослідження.

5. Сучасну астрономію цікавить пояснення ефекту руху (дрейфу) значних мас речовини, що спостерігається, з великою швидкістю щодо

реліктового випромінювання. Йдеться про так звану Велику

стіни. Це гігантське скупчення галактик, що знаходиться на відстані 500 млн. світлових років від нашої Галактики. Досить популярний виклад підходів до пояснення цього ефекту опубліковано у статтях журналу «Світ науки»1. 6. На жаль, у вивченні космосу знову виявляються військові інтереси низки країн.

Наприклад, космічна програма США.

ПИТАННЯ ДЛЯ САМОПРОВІРКИ ТА СЕМІНАРІВ

1. Форми галактик.

2. Від яких чинників залежить доля зірки?

3. Концепція освіти Сонячної системи.

4. Наднові зірки та його роль формуванні хімічного складу міжзоряного середовища.

5. Відмінність планети від зірки.

Всесвіт (космос)- Це весь навколишній світ, безмежний у часі і просторі і нескінченно різноманітний за формами, які приймає матерія, що вічно рухається. Безмежність Всесвіту частково можна уявити в ясну ніч з мільярдами різної величини мерехтливих точок, що світяться, на небі, що представляють далекі світи. Промені світла при швидкості 300 000 км/с із найвіддаленіших частин Всесвіту сягають Землі приблизно 10 млрд років.

На думку вчених, утворився Всесвіт у результаті «Великого Вибуху» 17 млрд років тому.

Вона складається зі скупчень зірок, планет, космічного пилу та інших космічних тіл. Ці тіла утворюють системи: планети із супутниками (наприклад. Сонячна система), галактики, метагалактики (скупчення галактик).

Галактика(пізньогрец. galaktikos- молочний, чумацький, від грецької gala- молоко) - велика зоряна система, яка складається з безлічі зірок, зоряних скупчень і асоціацій, газових та пилових туманностей, а також окремих атомів і частинок, розсіяних у міжзоряному просторі.

У Всесвіті існує безліч галактик різного розміру та форми.

Усі зірки, видимі із Землі, входять до складу галактики Чумацький Шлях. Свою назву вона отримала завдяки тому, що більшість зірок можна побачити ясною ніччю у вигляді Чумацького Шляху — білястої розмитої смуги.

Загалом Галактика Чумацький Шлях містить близько 100 млрд зірок.

Наша галактика знаходиться у постійному обертанні. Швидкість її руху у Всесвіті - 1,5 млн км/год. Якщо дивитися на нашу галактику з боку її північного полюса, то обертання відбувається за годинниковою стрілкою. Сонце та найближчі до нього зірки роблять повний оберт навколо центру галактики за 200 млн років. Цей термін прийнято рахувати галактичний рік.

За розміром і формою подібна до галактики Чумацький Шлях галактика Андромеди, або Туманність Андромеди, яка знаходиться на відстані приблизно 2 млн світлових років від нашої галактики. Світловий рік- Відстань, що проходить світлом за рік, приблизно дорівнює 10 13 км (швидкість світла - 300 000 км / с).

Для наочності вивчення руху та розташування зірок, планет та інших небесних тіл використовується поняття небесної сфери.

Рис. 1. Основні лінії небесної сфери

Небесна сфера— це уявна сфера будь-якого великого радіусу, в центрі якої знаходиться спостерігач. На небесну сферу проектуються зірки, сонце, місяць, планети.

Найважливішими лініями на небесній сфері є: прямовисна лінія, зеніт, надір, небесний екватор, екліптика, небесний меридіан та ін. (рис. 1).

Вертикальна лінія- Пряма, що проходить через центр небесної сфери і збігається з напрямком нитки схилу в місці спостереження. Для спостерігача, що знаходиться на поверхні Землі, прямовисна лінія проходить через центр Землі та точку спостереження.

Вертикальна лінія перетинається з поверхнею небесної сфери у двох точках - зеніті,над головою спостерігача, та надирі -діаметрально протилежної точки.

Велике коло небесної сфери, площина якого перпендикулярна до прямовисної лінії, називається математичним горизонтом.Він ділить поверхню небесної сфери на дві половини: видиму для спостерігача, з вершиною в зеніті, і невидиму, з вершиною в надирі.

Діаметр, навколо якого відбувається обертання небесної сфери, - вісь світу.Вона перетинається з поверхнею небесної сфери у двох точках. північному полюсі світуі південний полюс світу.Північним полюсом називається той, з боку якого обертання небесної сфери відбувається за годинниковою стрілкою, якщо дивитися на сферу ззовні.

Велике коло небесної сфери, площина якого перпендикулярна до осі світу, носить назву небесного екватора.Він ділить поверхню небесної сфери на дві півкулі: північне,з вершиною в північному полюсі світу, та південне,з вершиною у південному полюсі світу.

Велике коло небесної сфери, площина якого проходить через стрімку лінію та вісь світу, – небесний меридіан. Він ділить поверхню небесної сфери на дві півкулі. східнеі західне.

Лінія перетину площини небесного меридіана та площини математичного горизонту. Південна лінія.

Екліптика(Від грец. ekieipsis- затемнення) - велике коло небесної сфери, за яким відбувається видиме річний рухСонця, точніше його центру.

Площина екліптики нахилена до площини небесного екватора під кутом 23 26 "21".

Щоб легше запам'ятати місце розташування зірок на небі, люди в давнину придумали об'єднувати найяскравіші з них сузір'я.

Нині відомі 88 сузір'їв, які мають імена міфічних персонажів (Геркулес, Пегас та інших.), знаків зодіаку (Телець, Риби, Рак та інших.), предметів (Терези, Ліра та інших.) (рис. 2).

Рис. 2. Літньо-осінні сузір'я

Походження галактик. Сонячна система та її окремі планети до цих пір залишається нерозгаданою таємницею природи. Існує кілька гіпотез. В даний час вважається, що наша галактика утворилася з газової хмари, що складалася з водню. На початковій стадії еволюції галактики з міжзоряного газово-пилового середовища утворилися перші зірки, а 4,6 млрд. років тому Сонячна система.

Склад сонячної системи

Сукупність небесних тіл, що рухаються навколо Сонця як центрального тіла, утворює Сонячна система.Вона розташована майже на околиці галактики Чумацький Шлях. Сонячна система бере участь у обертанні навколо центру галактики. Швидкість цього руху становить близько 220 км/с. Цей рух відбувається у напрямку сузір'я Лебедя.

Склад Сонячної системи можна подати у вигляді спрощеної схеми, наведеної на рис. 3.

Понад 99,9 % маси речовини Сонячної системи припадає на Сонце і лише 0,1 % — на решту її елементів.

Рис. 3. Склад Сонячної систем

Сонце

Сонце— це зірка, гігантська розпечена куля. Його діаметр у 109 разів більший за діаметр Землі, маса в 330 000 разів більша за масу Землі, зате середня щільність невелика — всього в 1,4 раза більша за щільність води. Сонце знаходиться на відстані близько 26 000 світлових років від центру нашої галактики і обертається навколо нього, роблячи один оборот приблизно за 225-250 млн. років. Орбітальна швидкість руху Сонця дорівнює 217 км/с - таким чином, воно проходить один світловий рік за 1400 земних років.

Рис. 4. Хімічний склад Сонця

Тиск на Сонці у 200 млрд разів вищий, ніж у поверхні Землі. Щільність сонячної речовини та тиск швидко наростають углиб; зростання тиску пояснюється вагою всіх вищерозміщених шарів. Температура лежить на поверхні Сонця 6000 До, а всередині 13 500 000 К. Характерний час життя зірки типу Сонця 10 млрд ліг.

Таблиця 1. Загальні відомості про Сонце

Хімічний склад Сонця приблизно такий самий, як і у більшості інших зірок: близько 75% - це водень, 25% - гелій і менше 1% - всі інші хімічні елементи (вуглець, кисень, азот і т. д.) (мал. ).

Центральна частина Сонця з радіусом приблизно 150 000 км. називається сонячним. ядром.Це зона ядерних реакцій. Щільність речовини тут приблизно в 150 разів вище за щільність води. Температура перевищує 10 млн К (за шкалою Кельвіна, у перерахунку на градуси Цельсія 1 ° С = К - 273,1) (рис. 5).

Над ядром, на відстані близько 0,2-0,7 радіуса Сонця від його центру, знаходиться зона перенесення променистої енергії.Перенесення енергії тут здійснюється шляхом поглинання та випромінювання фотонів окремими шарами частинок (див. рис. 5).

Рис. 5. Будова Сонця

Фотон(Від грец. phos- світло), елементарна частка, здатна існувати, лише рухаючись зі швидкістю світла.

Ближче до поверхні Сонця виникає вихрове перемішування плазми, і перенесення енергії до поверхні відбувається

переважно рухами самої речовини. Такий спосіб передачі енергії називається конвекцією,а шар Сонця, де воно відбувається, - конвективною зоною.Потужність цього шару становить приблизно 200 000 км.

Вище за конвективну зону розташовується сонячна атмосфера, яка постійно коливається. Тут поширюються як вертикальні, і горизонтальні хвилі з довжинами кілька тисяч кілометрів. Коливання відбуваються із періодом близько п'яти хвилин.

Внутрішній шар атмосфери Сонця називається фотосферою.Вона складається із світлих бульбашок. Це гранули.Їх розміри невеликі - 1000-2000 км, а відстань між ними - 300-600 км. На Сонці одночасно може спостерігатись близько мільйона гранул, кожна з яких існує кілька хвилин. Гранули оточені темними проміжками. Якщо в гранулах речовина піднімається, то навколо них опускається. Гранули створюють спільне тло, на якому можна спостерігати такі масштабні утворення, як смолоскипи, сонячні плями, протуберанці та ін.

Сонячні плями— темні області на Сонці, температура яких, порівняно з навколишнім простором, знижена.

Сонячними смолоскипаминазивають яскраві поля, що оточують сонячні плями.

Протуберанці(Від лат. protubero- Здуваюся) - щільні конденсації щодо холодної (порівняно з навколишньою температурою) речовини, які піднімаються і утримуються над поверхнею Сонця магнітним полем. До виникнення магнітного поля Сонця може призводити те, що різні шари Сонця обертаються із різною швидкістю: внутрішні частини обертаються швидше; особливо швидко обертається ядро.

Протуберанці, сонячні плями та смолоскипи – це не єдині приклади сонячної активності. До неї також відносяться магнітні бурі та вибухи, які називають спалахами.

Вище фотосфери розташовується хромосфера- Зовнішня оболонка Сонця. Походження назви цієї частини сонячної атмосфери пов'язане з її червоним кольором. Потужність хромосфери становить 10-15 тис. км, а щільність речовини у сотні тисяч разів менша, ніж у фотосфері. Температура у хромосфері швидко зростає, досягаючи у верхніх її шарах десятків тисяч градусів. На краю хромосфери спостерігаються спікули,являють собою витягнуті стовпчики з ущільненого газу, що світиться. Температура цих струменів вища, ніж температура фотосфери. Спікули спочатку піднімаються із нижньої хромосфери на 5000-10 000 км, а потім падають назад, де й загасають. Все це відбувається зі швидкістю близько 20000 м/с. Спі кула живе 5-10 хв. Кількість спікул, що існують на Сонці одночасно, становить близько мільйона (рис. 6).

Рис. 6. Будова зовнішніх шарів Сонця

Хромосферу оточує сонячна корона- Зовнішній шар атмосфери Сонця.

Повна кількість енергії, що випромінюється Сонцем, становить 3,86 . 1026 Вт, і лише одну двомільярдну частину цієї енергії отримує Земля.

Сонячна радіація включає корпускулярнеі електромагнітне випромінювання.Корпускулярне основне випромінювання- це плазмовий потік, який складається з протонів та нейтронів, або по-іншому. сонячний вітер,який досягає навколоземного простору та обтікає всю магнітосферу Землі. Електромагнітна радіація- Це промениста енергія Сонця. Вона у вигляді прямої та розсіяної радіації досягає земної поверхні та забезпечує тепловий режим на нашій планеті.

У ХІХ ст. швейцарський астроном Рудольф Вольф(1816-1893) (рис. 7) обчислив кількісний показник сонячної активності, відомий у світі як число Вольфа. Обробивши накопичені до середини минулого століття матеріали спостережень за сонячними плямами, Вольф зміг встановити середній І-річний цикл сонячної активності. Фактично інтервали часу між роками максимальних чи мінімальних чисел Вольфа коливаються від 7 до 17 років. Одночасно з 11-річним циклом протікає віковий, точніше 80-90-річний цикл сонячної активності. Неузгоджено накладаючись один на одного, вони вносять помітні зміни до процесів, що відбуваються в географічній оболонці Землі.

На тісний зв'язок багатьох земних явищ із сонячною активністю ще в 1936 р. вказував А. Л. Чижевський (1897-1964) (рис. 8), який писав про те, що переважна більшість фізико-хімічних процесів на Землі є результатом впливу космічних сил. Він же був і одним із основоположників такої науки, як геліобіологія(Від грец. helios- Сонце), що вивчає вплив Сонця на живу речовину географічної оболонки Землі.

Залежно від сонячної активності протікають такі фізичні явища на Землі, як: магнітні бурі, частота полярних сяйв, кількість ультрафіолетової радіації, інтенсивність грозової діяльності, температура повітря, атмосферний тиск, опади, рівень озер, річок, ґрунтових вод, солоність та діяльність морів та ін.

З періодичною діяльністю Сонця пов'язане життя рослин і тварин (існує кореляція між сонячною циклічності та терміном вегетаційного періоду у рослин, розмноженням та міграцією птахів, гризунів тощо), а також людини (захворювання).

В даний час взаємозв'язки між сонячними та земними процесами продовжують вивчатися за допомогою штучних супутників Землі.

Планети земної групи

Крім Сонця у складі Сонячної системи виділяють планети (рис. 9).

За розмірами, географічними показниками та хімічним складом планети поділяються на дві групи: планети земної групиі планети-гіганти.До планет земної групи відносяться , і . Про них і йтиметься у цьому підрозділі.

Рис. 9. Планети Сонячної системи

Земля- Третя планета від Сонця. Їй буде присвячено окремий підрозділ.

Давайте узагальним.Від розташування планети в Сонячній системі залежить густина речовини планети, а з урахуванням її розмірів - і маса. Чим
ближче планета до Сонця, то вище в неї середня щільність речовини. Наприклад, у Меркурія вона становить 5,42 г/см Венери - 5,25, Землі - 5,25, Марса - 3,97 г/см 3 .

Загальними характеристиками планет земної групи (Меркурій, Венера, Земля, Марс) є: 1) порівняно невеликі розміри; 2) високі температури на поверхні та 3) висока щільність речовини планет. Ці планети порівняно повільно обертаються навколо своєї осі і мають мало супутників або їх зовсім не мають. У будові планет земної групи виділяють чотири основні оболонки: 1) щільне ядро; 2) мантію, що покриває його; 3) кору; 4) легку газо-водну оболонку (виключаючи Меркурій). На поверхні цих планет виявлено сліди тектонічної діяльності.

Планети-гіганти

Тепер познайомимося із планетами-гігантами, які теж входять до нашої Сонячної системи. Це, .

Планети-гіганти мають такі загальними характеристиками: 1) великими розмірами та масою; 2) швидко обертаються навколо осі; 3) мають кільця, багато супутників; 4) атмосфера складається, в основному, з водню та гелію; 5) у центрі мають гаряче ядро ​​з металів та силікатів.

Їх також відрізняють: 1) низькі температури лежить на поверхні; 2) мінімальна щільність речовини планет.

3. Сонце – центральне тіло нашої планетної системи

Сонце - найближча до Землі зірка, що є розпеченою плазмовою кулею. Це гігантське джерело енергії: потужність випромінювання дуже велика - близько 3,8610 23 кВт. Щомиті Сонце випромінює таку кількість тепла, якого цілком вистачило б, щоб розтопити шар льоду, що оточує земну кулю, завтовшки в тисячу км. Сонце відіграє виняткову роль у виникненні та розвитку життя на Землі. На Землю потрапляє мізерна частина сонячної енергії, завдяки якій підтримується газоподібний стан земної атмосфери, постійно нагріваються поверхні суші та водойм, забезпечується життєдіяльність тварин і рослин. Частина сонячної енергії запасена надрах Землі як кам'яного вугілля, нафти, газу.

В даний час прийнято вважати, що в надрах Сонця при величезних температурах - близько 15 млн. градусів - і жахливих тисках протікають термоядерні реакції, які супроводжуються виділенням величезної кількості енергії. Однією з таких реакцій може бути синтез ядер водню, у якому утворюються ядра атома гелію. Підраховано, що кожної секунди в надрах Сонця 564 млн т водню перетворюються на 560 млн т гелію, а решта 4 млн т водню перетворюються на випромінювання. Термоядерна реакція відбуватиметься доти, доки не вичерпаються запаси водню. Нині вони становлять близько 60 % маси Сонця. Такого резерву має вистачити щонайменше кілька мільярдів років.

Майже вся енергія Сонця генерується у його центральній області, звідки переноситься випромінюванням, та був у зовнішньому шарі - передається конвекцією. Ефективна температура поверхні Сонця – фотосфери – близько 6000 До.

Наше Сонце - джерело не тільки світла та тепла: його поверхня випромінює потоки невидимих ​​ультрафіолетових та рентгенівських променів, а також елементарних частинок. Хоча кількість тепла і світла, що посилається на Землю Сонцем, протягом багатьох сотень мільярдів років залишається постійним, інтенсивність його невидимих ​​випромінювань значно змінюється: вона залежить від рівня сонячної активності.

Спостерігаються цикли, протягом яких сонячна активність сягає максимального значення. Їхня періодичність становить 11 років. У роки найбільшої активності збільшується кількість плям і спалахів на сонячній поверхні, Землі виникають магнітні бурі, посилюється іонізація верхніх шарів атмосфери тощо.

Сонце надає помітний вплив як такі природні процеси, як погода, земний магнетизм, а й у біосферу -- тваринний і рослинний світ Землі, зокрема і людини.

Передбачається, що вік Сонця щонайменше 5 млрд років. Таке припущення ґрунтується на тому, що згідно з геологічними даними наша планета існує не менше 5 млрд років, а Сонце утворилося ще раніше.

Алгоритм розрахунку траєкторії перельоту на обмежену орбіту із заданими характеристиками

Аналізуючи рішення (2.4) лінеаризованої системи (2.3), можна зробити висновок, що амплітуди орбіти по осях X і Y залежать один від одного лінійно, а амплітуда Z є незалежною, при цьому коливання X і Y відбуваються з однією частотою...

Алгоритм розрахунку траєкторії перельоту на обмежену орбіту із заданими характеристиками

Відомо, що переліт на орбіту навколо точки лібрації L2 системи Сонце-Земля може бути здійснено здійсненням одного імпульсу на низькій навколоземній орбіті , , , . Фактично, цей переліт здійснюється по орбіті.

Зірки та сузір'я єдині

У цьому розділі розглянемо, яким чином зірки/сузір'я можуть як нашкодити, так і допомогти, чого нам варто очікувати від Всесвіту. У 12-му питанні "Зірки можуть нашкодити чи допомогти?" багато хто відзначив однаково, що зірки як можуть нашкодити...

Земля – планета Сонячної системи

Сонце – центральне тіло Сонячної системи – є типовим представником зірок, найбільш поширених у Всесвіті тіл. Як і багато інших зірок, Сонце є величезною газовою кулею.

У цій роботі рух космічного апарату, що знаходиться на орбіті в околиці точки лібрації L1 системи Сонце-Земля, буде розглядатися в системі координат, що обертається, ілюстрація якої наведена на малюнку 6...

Моделювання орбітального руху

Космічний апарат в околиці точки лібрації може перебувати на обмежених орбітах кількох типів, класифікація яких наведена в рабтах. Вертикальна орбіта Ляпунова (рис. 8) - плоска обмежена періодична орбіта.

Моделювання орбітального руху

Як було сказано в пункті 2.4, однією з головних умов при виборі обмеженої орбіти на околиці точки лібрації L1, що підходить для здійснення космічної місії, що безперервно спостерігається з поверхні Землі.

Наша Сонячна система

Для того, щоб зрозуміти будову такого гігантського об'єкта, як Сонце, потрібно уявити величезну масу розпеченого газу, яка сконцентрувалася в певному місці Всесвіту. Сонце на 72% складається з водню.

Поверхневе дослідження показників Сонця

Сонце - центральне тіло Сонячної системи - є гарячою газовою кулею. Воно в 750 разів перевершує за масою всі інші тіла Сонячної системи разом...

Створення моделі виникнення Сонячної системи із міжзоряного газу на базі чисельного моделювання з урахуванням гравітаційної взаємодії частинок

В результаті проведених досліджень (у тому числі й тих, що не увійшли до матеріалів даної публікації) в рамках прийнятих основних уявлень освіти Сонячної системи запропоновано модель утворення планетних тіл.

Сонячна система. Активність Сонця та її вплив на кліматоутворюючий фактор планети

Дев'ять великих космічних тіл, званих планетами, обертаються навколо Сонця, кожна за своєю орбітою, в одному напрямку проти годинникової стрілки. Разом із Сонцем вони складають Сонячну систему.

Сонячно-Земні зв'язки та їх вплив на людину

Що ж каже нам наука про Сонце? Як далеко Сонце від нас і яке воно велике? Відстань від Землі до Сонця становить майже 150 млн км. Легко написати це число, але уявити таку велику відстань важко...

Сонце, його склад та будова. Сонячно-земні зв'язки

Сонце - єдина зірка Сонячної системи, навколо якої звертаються інші об'єкти цієї системи: планети та їх супутники, карликові планети та їх супутники, астероїди, метеороїди, комети та космічний пил. Маса Сонця складає 99...

Сонце, його фізичні характеристики та вплив на магнітосферу Землі

Сонце - найближча до Землі зірка є рядовою зіркою нашої Галактики. Це карлик головної послідовності діаграми Герцшпрунга-Рессел. Належить до спектрального класу G2V. Її фізичні характеристики: · Маса 1...

З сонце
СОНЦЕ, центральне тіло Сонячної системи, розпечена плазмова куля, типова зірка-карлик спектрального класу G2. Серед зірок Сонце за розміром та яскравістю займає середнє положення, хоча в сонячному околиці більшість зірок має менші розміри та яскравості. Поверхнева температура близько 5800 K. Обертання Сонця навколо осі, відбувається у тому напрямі, як і Землі (із заходу Схід), вісь обертання утворює кут 82 °45" з площиною орбіти Землі (екліптикою). Один оборот щодо Землі відбувається за 27,275 сут (синодичний період звернення), відносно нерухомих зірок - за 25,38 сут (сидеричний період звернення). близько 90%, гелій - 10%, решта елементів - менше 0,1% (за кількістю атомів) Подібно до всіх зірок, воно являє собою кулю гарячого газу, а джерелом енергії є ядерний синтез, що відбувається в його надрах. на відстані 149,6 млн. км від Сонця, отримує близько 2 . 10 17 Вт сонячної променистої енергії. Сонце - основне джерело енергії всім процесів, що відбуваються на земній кулі. Вся біосфера життя існують тільки за рахунок сонячної енергії. На багато земних процесів впливає корпускулярне випромінювання Сонця.

Точні виміри показують, що діаметр Сонця 1392000км не стала величина. Близько п'ятнадцяти років тому астрономи виявили, що Сонце худне і повніє на кілька кілометрів кожні 2:40, причому цей період зберігається строго постійним. З періодом 2 години 40 хвилин на частки відсотка змінюється і світність Сонця, тобто енергія, що випромінюється ним.

Вказівки на те, що діаметр Сонця зазнає ще й дуже повільних коливань із значним розмахом, були отримані шляхом аналізу результатів астрономічних спостережень багаторічної давності. Точні виміри тривалості сонячних затемнень, і навіть проходження Меркурія і Венери з диску Сонця показали, що XVII столітті діаметр Сонця перевищував нинішній приблизно 2000 км, тобто на 0,1%.

Будова Сонця

Поверх ядра розташована ЗОНА ВИМИКАННЯ, де фотони з високою енергією, що утворилися в процесі ядерного синтезу, стикаються з електронами та іонами, породжуючи повторне світлове і теплове випромінювання.

З зовнішнього боку зони випромінювання лежить КОНВЕКТИВНА ЗОНА (зовнішньому шарі товщиною 150-200 тис. км, розташований безпосередньо під фотосферою), який нагріті газові потоки прямують вгору, віддають свою енергію поверхневим шарам і, стікаючи вниз, повторно нагріваються. Конвективні потоки призводять до того, що сонячна поверхня має пористий вид (грануляцію фотосфери), сонячні плями, спікули і т.д.

На противагу даній теорії, що наше Сонце складається головним чином з водню, 10 січня 2002 року обговорювалася гіпотеза професора кафедри ядерної хімії з університету Міссурі-Роллана Олівер Мануель (Oliver Manuel) на 199-й конференції Американського астрономічного товариства, яка стверджує, що не водень, а залізо. У статті "Початок сонячної системи з Iron-rich Sun" ("Походження сонячної системи з "залізним" Сонцем") він стверджує, що реакція синтезу водню, яка дає частину сонячного тепла, відбувається поблизу поверхні Сонця. Але основне тепло виділяється з ядра Сонця, яке складається головним чином із заліза. Викладену в статті теорію походження Сонячної системи з вибуху наднової, після чого з її ядра, що стислося, утворилося Сонце, а з викинутої в космос матерії - планети, висунув в 1975г разом з д-ром Дварка Дас Сабу (Dwarka Das Sabu).

Сонячне випромінювання

СОНЯЧНИЙ СПЕКТР - розподіл енергії електромагнітного випромінювання Сонця в діапазоні довжин хвиль від кількох часток нм (гама-випромінювання) до метрових радіохвиль. У видимій області сонячний спектр близький до абсолютно чорного тіла при температурі близько 5800 К; має енергетичний максимум в ділянці 430-500 нм. Сонячний спектр - безперервний спектр, який накладено понад 20 тис. ліній поглинання (Фраунгоферових ліній) різних хімічних елементів.

РАДІОВИМІК - електромагнітне випромінювання Сонця в діапазоні від міліметрових до метрових хвиль, що виникає в області від нижньої хромосфери до сонячної корони. Розрізняють теплове радіовипромінювання "спокійного" Сонця; випромінювання активних областей у атмосфері над сонячними плямами; спорадичне випромінювання, пов'язане зазвичай із спалахами на Сонці.

УЛЬТРАФІОЛЕТОВЕ ВИПРОМІНЮВАННЯ - короткохвильове електромагнітне випромінювання (400-10 нм), частку якого припадає бл. 9% усієї енергії випромінювання Сонця. Ультрафіолетове випромінювання Сонця іонізує гази верхніх шарів земної атмосфери, що призводить до утворення іоносфери.

СОНЯЧНА РАДІАЦІЯ - електромагнітне та корпускулярне випромінювання Сонця. Електромагнітне випромінювання охоплює діапазон довжин хвиль від гамма-випромінювання до радіохвиль, його енергетичний максимум посідає видиму частину спектра. Корпускулярна складова сонячної радіації складається головним чином із протонів та електронів (див. Сонячний вітер).

СОНЯЧНИЙ МАГНЕТИЗМ - магнітні поля на Сонці, що поширюється за орбіту Плутона, що впорядковують рух сонячної плазми, що зумовлюють сонячні спалахи, існування протуберанців і т. д. Середня напруженість магнітного поля у фотосфері 1 Е (79,6 А/ наприклад в області сонячних плям, можуть досягати кількох тис. е. періодичні посилення сонячного магнетизму визначають сонячну активність. Джерело сонячного магнетизму - складні рухи плазми у надрах Сонця. Фахівцям Лабораторії реактивного руху в Пасадені (шт. Каліфорнія, США) вдалося з'ясувати причину утворення петель у магнітному полі Сонця. Як виявилося, своєю появою петлі завдячують тому, що магнітні хвилі поблизу Сонця є альфвенівськими. Зміни магнітного поля було зареєстровано за допомогою приладів міжпланетного зонда "Ulysses".
СОНЯЧНА ПОСТІЙНА - повна сонячна енергія, що падає на одиницю площі верхніх шарів земної атмосфери за одиницю часу, розрахована з урахуванням середньої відстані від Землі до Сонця. Її значення – близько 1,37 кВт/м2 (точність 0,5%). Всупереч назві, ця величина не залишається строго постійною, трохи змінюючись під час сонячного циклу (коливання 0,2%). Зокрема поява великої групи сонячних плям зменшує її приблизно на 1%. Спостерігаються й довготривалі зміни.

В останні два десятиліття відмічено, що рівень випромінювання Сонця в період мінімальної його активності наростав приблизно на 0,05% десятиліття.

Сонячна атмосфера

Вся сонячна атмосфера постійно вагається. У ній поширюються як вертикальні, і горизонтальні хвилі з довжинами кілька тисяч кілометрів. Коливання мають резонансний характер і відбуваються з періодом близько 5 хвилин (від 3 до 10 хвилин). Швидкості коливань надзвичайно малі – десятки сантиметрів на секунду.

Фотосфера

Нові знімки краю сонячного диска в 2002 році шведським Сонячним телескопом 1-m, встановленому на острові Ла-Пальма (Канарські острови), дозволили виявити ландшафти з гір, долин та вогняних стін, вперше показавши тривимірну структуру сонячної поверхні. Нові знімки дозволили розглянути піки, що зміщуються, і низини надгарячої плазми – різниця у висоті їх може досягати сотні кілометрів.

грануляція- видима у телескоп зерниста структура сонячної фотосфери. Є сукупністю великої кількості тісно розташованих гранул - яскравих ізольованих утворень діаметром 500-1000 км, що покривають весь диск Сонця. Окрема гранула з'являється, розростається і потім розпадається за 5-10 хв. Міжгранульна відстань досягає ширини 300-500км. Водночас, на Сонці спостерігається близько мільйона гранул. пори- темні округлі утворення діаметром кілька сотень кілометрів, що виникають групами в проміжках між фотосферними гранулами. Деякі пори, збільшуючись, перетворюються на сонячні плями. смолоскип- Яскрава область фотосфери Сонця (ланцюжки яскравих гранул, що зазвичай оточують групу сонячних плям). Поява смолоскипів пов'язана з подальшим виникненням у їх околиці сонячних плям і взагалі із сонячною активністю. Вони мають розмір близько 30000 км і температуру на 2000К вище за навколишню. Смолоскипи – зазубрені стіни, висота яких сягає 300 кілометрів. І ці стіни випромінюють набагато більше енергії, ніж припускали астрономи. Можливо навіть, що вони викликали епохальні зміни у земному кліматі. Сумарна площа ланцюжків (волокон фотосферних смолоскипів) у кілька разів більша за площу плям, і існують фотосферні смолоскипи в середньому довше, ніж плями – іноді 3-4 місяці. У роки максимуму сонячної активності фотосферні смолоскипи можуть займати до 10% усієї поверхні Сонця.

сонячна пляма- область на Сонці, де температура нижче (області із сильним магнітним полем), ніж у навколишній фотосфері. Тому сонячні плями здаються відносно темнішими. Ефект охолодження викликається наявністю сильного магнітного поля, сконцентрованого у зоні плями. Магнітне поле перешкоджає утворенню конвективних потоків газу, які переносять до поверхні Сонця гарячу речовину з шарів, що знаходяться нижче. Сонячна пляма складається з магнітних полів, що перекручуються, в потужному плазмовому вихорі, видима і внутрішня області якого обертаються в протилежних напрямках. Сонячні плями формуються там, де магнітне поле Сонця має велику вертикальну компоненту. Сонячні плями можуть виникати індивідуально, але часто утворюють групи або пари протилежної магнітної полярності. Розвиваються з пір, можуть досягати 100 тис. км (найменші 1000-2000км) в поперечнику, існують в середньому 10-20 діб. У темній центральній частині сонячної плями (тіні, де силові лінії магнітного поля спрямовані вертикально, а напруженість поля, як правило, у кілька тисяч разів більша, ніж у поверхні Землі), температура становить близько 3700 K у порівнянні з 5800 K у фотосфері, внаслідок чого вони в 2-5 разів темніші за фотосферу. Зовнішня і яскравіша частина сонячної плями (напівтінь) складається з тонких довгих сегментів. Особливо виділяється наявність темних серцевини у світлих ділянках на сонячних плямах.

Для сонячних плям характерні сильні магнітні поля (до 4 кЕ). Середня річна кількість сонячних плям змінюється з 11-річним періодом. Сонячні плями мають тенденцію утворювати прилеглі пари, у яких кожна пляма має протилежну магнітну полярність. Під час високої сонячної активності трапляється, що ізольовані плями стають більшими, причому вони з'являються великими групами.

• 
  Найбільша з коли-небудь зареєстрованих груп сонячних плям досягла максимуму 8 квітня 1947 р. Вона захопила область площею 18130 мільйонів квадратних кілометрів. Сонячні плями – елемент сонячної активності. Кількість плям, видимих ​​на Сонці у час, періодично змінюється з періодом приблизно 11 років. У 1947 р. було відзначено сильний максимум циклу.

геліографічна довгота - довгота, виміряна для точок на поверхні Сонця. На Сонці немає фіксованої нульової точки, отже геліографічна довгота відраховується від номінального еталонного великого кола: сонячного меридіана, що пройшов через висхідний вузол сонячного екватора на екліптиці 1 січня 1854 р. о 12.00 UT. Щодо цього меридіана довгота розраховується у припущенні рівномірного сидеричного обертання Сонця з періодом 25,38 діб. У довідниках для спостерігачів містяться таблиці положень сонячного еталонного меридіана для цієї дати та часу.

каррінгтонівський номер - номер, який присвоюється кожному обороту Сонця. Відлік розпочато Р.К. Каррінгтон 9 листопада 1853г з першого номера. Він узяв за основу середню величину періоду синодичного обертання сонячних плям, який визначив як 27,2753 дні. Оскільки Сонце не обертається як тверде тіло, цей період змінюється з широтою.

Хромосфера

Газоподібний шар Сонця, що лежить вище за фотосферу товщиною 7-8 тис. км, відрізняється значною неоднорідністю температури (5-10 тис. К). Зі збільшенням відстані від центру Сонця температура шарів фотосфери зменшується, досягаючи мінімуму. Потім у лежачій хромосфері знову починає поступово підвищуватися до 10000 K. Назва означає буквально "кольорова сфера", оскільки при повному сонячному затемненні, коли світло фотосфери закрите, хромосфера видно у вигляді яскравого кільця навколо Сонця як рожеве сяйво. Вона динамічна, у ній спостерігаються спалахи, протуберанці. Елементи структури - хромосферна сітка та спікули. Осередки сітки - динамічні утворення діаметром 20 - 50 тис. км, у яких плазма рухається від центру до периферії.

Спалахнайпотужніший прояв сонячної активності, раптове місцеве виділення енергії магнітних полів у короні та хромосфері Сонця (до 10 25 Дж при найсильніших сонячних спалахах), у якому речовина сонячної атмосфери нагрівається і прискорюється. При сонячних спалахах спостерігаються: збільшення яскравості хромосфери (8-10 хв), прискорення електронів, протонів та важких іонів (з частковим викидом їх у міжпланетний простір), рентгенівське та радіовипромінювання.

Спалахи пов'язані з активними областями Сонця і є вибухами, в яких речовина розігрівається до температур у сотні мільйонів градусів. Більшу частину випромінювання складають рентгенівські промені, але спалахи легко спостерігаються у видимому світлі та радіодіапазоні. Заряджені частки, викинуті із Сонця, за кілька днів досягають Землі і викликають полярні сяйва, впливають працювати засобів зв'язку.

Згустки сонячної речовини, викинуті з поверхні світила, можуть бути поглинені іншими згустками, коли обидва викиди відбуваються в одній і тій же області сонячної поверхні, причому другий викид рухається з більшою швидкістю ніж перший. Сонячна речовина викидається з поверхні Сонця зі швидкістю від 20 до 2000 кілометрів на секунду. Його маса оцінюється у мільярди тонн. У разі коли згустки речовини поширюються у напрямку Землі, на ній відбуваються магнітні бурі. Фахівці вважають, що у разі космічного "канібалізму" магнітні бурі на Землі мають більшу, ніж зазвичай, силу, і їх важче прогнозувати. Починаючи з квітня 1997 року, коли подібний ефект було відкрито, по березень 2001р. спостерігався 21 випадок поглинання згустків сонячної речовини іншими, що рухаються з більшою швидкістю. Це вдалося з'ясувати команді астрономів NASA, які працюють із космічними апаратами "Wind" та "SOHO".

флоккули- (лат. flocculi, від floccus - клаптик) (факели хромосферні), тонкі волокнисті утворення в хромосферному шарі центрів сонячної активності, мають більшу яскравість і щільність, ніж навколишні ділянки хромосфери, орієнтовані вздовж силових ліній магнітного поля; є продовженням факелів фотосферних у хромосфері. Флоккули можна побачити, коли сонячна хромосфера відображається в монохроматичному світлі, наприклад, у світлі одноразово іонізованого кальцію.

протуберанець(від лат. protubero - здуваюся) - термін, що використовується для різноманітних за формою структур (схожих на хмари або спалахи) у хромосфері та короні Сонця. Вони мають більш високу щільність і нижчу температуру, ніж навколишнє середовище, на сонячному лімбі виглядають як яскраві деталі корони, а в проекції на сонячний диск мають вигляд темних волокон, а на його краю - у вигляді хмар, арок або струменів, що світяться.
Протуберанці, що покоюються, виникають далеко від активних областей і зберігаються протягом багатьох місяців. Вони можуть простягатися заввишки до кількох десятків тисяч кілометрів. Величезні довжиною до сотень тисяч кілометрів плазмові утворення в сонячній короні. Активні протуберанці пов'язані із сонячними плямами та спалахами. Вони з'являються як хвиль, бризок і петель, мають бурхливий характер руху, швидко змінюють форму і зберігаються лише кілька годин. Холодніша речовина, що стікає з протуберанців з корони до фотосфери, може спостерігатися у вигляді коронального "дощу".

*Хоча виділити якийсь окремий протуберанець і назвати його найбільшим не вдається, є безліч дивовижних прикладів. Наприклад, на зображенні, прийнятому зі "Скайлеба" в 1974 р., було видно петлеподібний протуберанець, що покоївся, який простягся над поверхнею Сонця більше ніж на півмільйона кілометрів. Такі протуберанці можуть зберігатися протягом кількох тижнів або місяців, сягаючи 50000 км за межі фотосфери Сонця. Еруптивні протуберанці у вигляді вогненних мов можуть підніматися над сонячною поверхнею майже мільйон кілометрів.

За даними двох дослідних супутників TRACE та SOHO, які ведуть постійні спостереження за Сонцем, потоки електрично зарядженого газу рухаються в атмосфері Сонця майже зі швидкістю звуку в цих умовах. Їхня швидкість може досягати 320 тис. км/год. Тобто сила вітру на Сонці "перебиває" гравітаційну силу щодо щільності атмосфери, адже на Сонця сила гравітаційного тяжіння у 28 разів більше, ніж поверхні Землі.

Темні лінії поглинання у спектрі Сонця і, за аналогією, у спектрі будь-якої зірки. Вперше такі лінії було виділено Йозефом фон Фраунгофером(1787-1826), який окреслив найпомітніші лінії літерами латинського алфавіту. Деякі з цих символів все ще використовуються у фізиці та астрономії, особливо лінії натрію D та лінії кальцію H та K.

Корональні лінії- заборонені лінії у спектрах багаторазово іонізованих Fe, Ni, Ca, Al та інших елементів, виникають у сонячній короні та вказують на високу (бл. 1,5 млн. К) температуру корони.

Викид корональної маси(ВКМ) - ерупція речовини із сонячної корони у міжпланетний простір. ВКМ пов'язані з особливостями магнітного поля Сонця. У періоди високої сонячної активності щодня відбувається один або два викиди, що виникають у різних сонячних широтах. У періоди спокійного Сонця вони відбуваються значно рідше (приблизно раз кожні 3 -10 днів) і обмежуються нижчими широтами. Середня швидкість викиду змінюється від 200 км/сек за мінімальної активності до величин приблизно вдвічі більших у максимумі активності. Більшість викидів не супроводжується спалахами, а в тих випадках, коли спалахи відбуваються, вони зазвичай розпочинаються після початку ВКМ. ВКМ є найбільш потужні з усіх нестаціонарних сонячних процесів і надають помітний вплив на сонячний вітер. Великі ВКМ, орієнтовані на площині земної орбіти, відповідальні геомагнітні бурі.

сонячний вітер- Потік частинок (в основному протонів і електронів), що спливають за межі Сонця зі швидкістю до 900 км/сек. Сонячний вітер фактично є гарячою сонячною короною, що поширюється в міжпланетний простір. На рівні орбіти Землі середня швидкість частинок сонячного вітру (протонів та електронів) близько 400 км/с, число частинок - кілька десятків 1 см 3 .

Надкорона

Сонячна активність

сонячна активність- Різні регулярні виникнення в атмосфері Сонця характерних утворень, пов'язані з виділенням великої кількості енергії, частота та інтенсивність яких циклічно змінюються: сонячних плям, смолоскипів у фотосфері, флоккулів та спалахів у хромосфері, протуберанців у короні, викиди корональної маси. Області, де разом спостерігаються ці явища, називаються центрами сонячної активності. У сонячній активності (зростанні та спаді числа центрів сонячної активності, а також їх потужності) існує приблизно 11-річна періодичність (цикл сонячної активності), хоча є свідчення існування та інших циклів (від 8 до 15 років). Сонячна активність впливає на багато земних процесів.

активна область- Область у зовнішніх шарах Сонця, де виникає сонячна активність. Активні області утворюються там, де з підповерхневих верств Сонця виникають сильні магнітні поля. Сонячна активність спостерігаються у фотосфері, хромосфері та короні. В активній області мають місце явища типу сонячних плям, флоккул та спалахів. Виникаюче випромінювання займає весь спектр, від рентгенівського діапазону до радіохвиль, хоча в сонячних плямах видима яскравість дещо менша через знижену температуру. За розмірами та тривалістю існування активні області сильно різняться - вони можуть спостерігатися від кількох годин до кількох місяців. Електрично заряджені частинки, як і ультрафіолетове та рентгенівське випромінювання активних областей, впливають на міжпланетне середовище та верхні шари атмосфери Землі.

волокно- характерна деталь, що спостерігається у зображеннях активних областей Сонця, зроблених лінії альфа водню. Волокна мають вигляд темних смуг шириною 725-2200 км та середньою довжиною 11000 км. Час життя окремого волокна становить 10-20 хв., хоча загальний малюнок області волокон мало змінюється протягом кількох годин. У центральних зонах активних областей Сонця волокна з'єднують плями та флоккули протилежної полярності. Регулярні плями оточені радіальним візерунком волокон, званим надполутенню. Вони є речовиною, що втікає в пляму зі швидкістю близько 20 км/сек.

сонячний цикл- періодична зміна сонячної активності, зокрема числа сонячних плям. Період циклу - близько 11 років (від 8 до 15 років), хоча протягом XX ст він був ближче до 10 років.
На початку нового циклу плям на Сонці практично немає. Перші плями нового циклу з'являються на геліографічних північних та південних широтах 35 ° - 45 °; потім у процесі циклу плями з'являються ближче до екватора, доходячи відповідно до 7 ° північної та південної широти. Цю картину поширення плям можна уявити графічно як "метеликів" Маундера.
Вважають, що сонячний цикл викликаний взаємодією між "генератором", що породжує магнітне поле Сонця, і обертанням Сонця. Сонце обертається не як тверде тіло, причому екваторіальні області обертаються швидше, що спричиняє посилення магнітного поля. Зрештою поле "виплескується" у фотосферу, створюючи сонячні плями. Наприкінці кожного циклу полярність магнітного поля змінюється, тому повний період становить 22 роки (цикл Хейла).

Сторінка: 4/4

Дослідження Сонця космічними апаратами

Орбітальна сонячна консерваторія("OSO") - серія американських супутників, запущених у період 1962-1975 рр. з метою вивчення Сонця, зокрема, в ультрафіолетовому та рентгенівському діапазонах хвиль.

КА "Helios-1- західнонімецька АМС запущена 10.12.1974г, призначена для дослідження сонячного вітру, міжпланетного магнітного поля, космічного випромінювання, зодіакального світла, метеорних частинок і радіошумів у навколосонячному просторі, а також для проведення експериментів щодо реєстрації явищ, передбачених загальною. 15.01.1976рвиведений на орбіту західнонімецький КА Helios-2". 17.04.1976р "Helios-2вперше наблизилася до Сонця на відстань 0,29 а.е (43,432 млн.км). процеси у хромосфері Сонця. Вперше досягнуто рекордної швидкості в 66,7 км/с, рухаючись з 12g.

Супутник з вивчення максимуму сонячної активності("SMM") - Американський супутник (Solar Maximum Mission - SMM), запущений 14.02.1980 для вивчення Сонця в період максимуму сонячної активності. Після дев'яти місяців роботи йому був потрібний ремонт, який був успішно виконаний екіпажем "Спейс Шаттл" в 1984 р, і супутник знову був введений в дію. Він увійшов у щільні верстви атмосфери Землі та припинив існування у 1989р.

Сонячний зонд "Ulysses- європейська автоматична станція запущена 6 жовтня 1990 р. для вимірювання параметрів сонячного вітру, магнітного поля поза площиною екліптики, вивчення полярних областей геліосфери. Провів сканування екваторіальної площини Сонця аж до орбіти Землі. Вперше зареєстрував у радіохвильовому діапазоні. Встановив, що напруженість магнітного поля Сонця зростає з часом і за останні 100 років збільшилася в 2,3 рази.Це єдиний КА, що рухається перпендикулярно площині екліптики геліоцентричної орбіті. 2000р пролетів вдруге, досягнувши максимальної широти у південній півкулі –80,1 град. 17.04.1998АС " Ulyssesзавершила свій перший виток навколо Сонця.

Супутник для вивчення сонячного вітру "Wind- американський науково-дослідний апарат, запущений 1 листопада 1994 року на орбіту з параметрами: спосіб орбіти - 28,76º; Т=20673,75 хв.; П=187 км.; А=486099 км.

Сонячна та геліосферна обсерваторія("SOHO") - Науково-дослідний супутник (Solar and Heliospheric Observatory - SOHO), запущений Європейським космічним агентством 2 грудня 1995 року з передбачуваним терміном роботи близько двох років. Він був виведений на орбіту навколо Сонця в одній із точок Лагранжа (L1), де врівноважуються гравітаційні сили Землі та Сонця. Дванадцять інструментів на борту супутника призначено для дослідження сонячної атмосфери (зокрема її нагрівання), сонячних коливань, процесів винесення сонячної речовини у простір, структури Сонця, а також процесів у його надрах. Веде постійне фотографування Сонця. 04.02.2000рсвоєрідний ювілей відзначила сонячна обсерваторія. SOHO". На одній із фотографій, зроблених" SOHOвиявлено нову комету, що стала 100-ю в послужному списку обсерваторії, а в червні 2003 р. відкрила вже 500-ту комету.

Змандрівник для вивчення корони Сонця "TRACE(Transition Region & Coronal Explorer)" запущено 2.04.1998р на о рбіту з параметрами: орбіти – 97,8 градуса; Т = 96,8 хвилини; П = 602 км; А = 652 км. Завдання - дослідити область переходу між короною та фотосферою за допомогою 30 см ультрафіолетового телескопа. Дослідження петель показало, що вони складаються з ряду пов'язаних один з одним окремих перелів. Петлі газу нагріваються і піднімаються вздовж ліній магнітного поля на висоту до 480 000 км, потім охолоджуючись падають назад зі швидкістю більше 100 км/с.