Содержание

Что такое Солнце на самом деле?

Стартовавшая в этом году издательская программа Политеха  — еще один из множества просветительских проектов музея, цель которого  — поддержка самых качественных научнопопулярных книг. Издания, отобранные экспертами Политехнического музея, выпускаются в сотрудничестве с ведущими издательствами страны. Очередная книга проекта  — «Магия реальности» Ричарда Докинза вышла в издательстве «АСТ». Сайт Политеха публикует одну из ее глав

.

Солнце — это звезда. Она ничем не отличается от многих других, просто наша планета расположена к ней очень близко, поэтому нам она кажется больше и ярче остальных. По той же причине Солнце, в отличие от других звезд, дает тепло, вредит глазам, если смотреть прямо на него, и обжигает кожу, если мы слишком долго загораем. Оно к нам не просто немного ближе — оно гораздо ближе. Нелегко осознать, насколько далеки звезды и насколько огромен космос. Вернее, это не только сложно, это практически невозможно.

Есть чудесная книга Джона Кэссиди «В поисках Земли», где он пытается это понять, используя модель другого масштаба.

1. Выйди на большое поле и положи на землю футбольный мяч. Это будет Солнце.

2. Отойди от него на 25 метров и положи на траву перечное зернышко — Землю.

3. В том же масштабе Луна будет булавочной головкой в 5 сантиметрах от зернышка.

4. Ближайшая к нам звезда, Проксима Центавра, будет другим футбольным мячом (чуть меньше размером), расположенным в… погоди-ка… 6 500 километрах!

Возможно, вокруг Проксимы Центавра, как и вокруг большинства звезд, вращаются планеты. И расстояние от звезды до планеты обычно очень мало по сравнению с дистанцией до соседней звезды.

Как устроены звезды

Разница между звездой (например, Солнцем) и планетой (например, Марсом или Юпитером) состоит в том, что звезды яркие, горячие и испускают собственный свет, планеты же сравнительно холоднее, и мы их видим только за счет отраженного света ближайшей звезды, вокруг которой они вращаются. Отсюда, надо сказать, и разница в размере. Вот почему.

Чем больше размер объекта, тем сильнее гравитация притягивает все к его центру. Все притягивается ко всему. Даже мы с тобой испытываем друг к другу силу притяжения. Но сила незаметно мала, пока мы не рассматриваем большие тела. Земля — большая, и нас к ней притягивает, а когда мы что-то роняем, это что-то падает вниз, то есть к центру Земли.

Звезда намного больше такой планеты, как Земля, и ее гравитация значительно сильнее. Внутри крупной звезды огромное давление, потому что гравитация стягивает все вещество звезды в ее центр. Чем больше давление в звезде, тем выше в ней температура. Когда температура достигает очень высоких значений, больших, чем нам с тобой дано представить, звезда ведет себя как водородная бомба замедленного действия и производит огромные количества тепла и света, благодаря чему мы видим ее сияние на ночном небе. Из-за сильного нагрева звезда раздувается, как воздушный шарик, но в то же время гравитация сжимает ее обратно. Устанавливается равновесие между расширяющим давлением от нагрева и сжимающей силой гравитации. Звезда работает как термостат. Чем горячей она становится, тем больше расширяется, а когда концентрация массы вещества в центре уменьшается, тогда звезда немного охлаждается. От этого она сжимается, нагревается и так далее. Из моих объяснений вроде бы выходит, что звезда пульсирует, как бьющееся сердце, но это не так. Она находится в промежуточном состоянии, поддерживающем в ней температуру, оптимальную для ее существования.

Для начала скажу, что Солнце похоже на многие звезды, но размеры их бывают самые разные. Наше Солнце (на картинке внизу) не очень крупное по сравнению с прочими звездами. Оно чуть больше Проксимы Центавра, но гораздо меньше многих других звезд.

Какая из известных нам звезд самая большая? Зависит от того, как измерять. Самая большая в поперечнике — VY Большого Пса. Ее диаметр в две тысячи раз больше, чем у Солнца. А диаметр Солнца в 100 раз больше, чем у Земли. Как бы то ни было, VY Большого Пса настолько легкая и рыхлая, что, несмотря на размер, ее масса всего в 30 раз больше Солнца, а не в миллиарды раз, как было бы, если бы ее плотность оказалась такой же. Другие звезды, скажем звезда Пистолет и позднее обнаруженные Эта Киля и R136a1 (не очень запоминающееся название), в 100 раз тяжелее Солнца, а иногда и больше, чем в 100 раз. Масса Солнца в 300 тысяч раз больше массы Земли, тогда получаем, что масса Эты Киля в 30 миллионов раз больше земной.

Если бы вокруг такой гигантской звезды, как R136a1, вращались планеты, то они были бы очень далеко от нее, иначе обратились бы в пар. Ее гравитация настолько сильна (из-за гигантской массы), что планеты действительно могут находиться на огромном расстоянии и тем не менее вращаться вокруг нее. Если и существует подобная планета и кто-нибудь на ней живет, то ее обитателям R136a1 кажется не больше, чем нам — Солнце, потому что хоть она крупнее, она и дальше расположена — так далеко, чтобы поддерживать жизнь, иначе планета была бы необитаемой!

Жизнь звезды

На самом деле вряд ли вокруг R136a1 вращаются какие-либо планеты, тем более обитаемые. Причина в том, что гигантские звезды живут совсем недолго. R136a1 всего миллион лет — одна тысячная возраста Солнца, и жизнь не успеет эволюционировать за столь короткий срок.

Солнце — звезда поменьше и более распространенного типа. Такие звезды живут не миллионы, а миллиарды лет, в течение которых они преодолевают определенные этапы роста — так человек из ребенка вырастает в подростка, потом становится человеком средних лет, постепенно стареет и в конце концов умирает. Большинство звезд состоят из водорода — самого простого элемента (см. главу 4). Внутри звезды «водородная бомба замедленного действия» превращает водород в гелий (вот и еще одно слово, произошедшее от имени греческого бога солнца Гелиоса), второй по простоте элемент, выделяя при этом огромное количество энергии в форме тепла, света и других видов излучения. Помнишь, я говорил о том, что размер звезды — это равновесие между расширяющей силой тепла и сжимающей силой притяжения? Постоянно поддерживаемое равновесие позволяет звезде кипеть несколько миллиардов лет, пока у нее не закончится топливо. После чего звезда схлопывается в саму себя под действием безудержной гравитации, и в какой-то момент все взрывается к чертям (сложно придумать более подходящее место для чертей, чем внутренности звезды).

Жизнь звезды слишком длинна, и астрономы могут наблюдать лишь ее маленький фрагмент. К счастью, наблюдая за небом в телескопы, ученые видят самые разные звезды, и каждая из них — на своем этапе развития. «Звезды-дети» формируются из облаков газа и пыли, как и наше Солнце четыре с половиной миллиарда лет назад, есть множество звезд «средних лет», как Солнце, встречаются и старые или умирающие звезды, предсказывающие, что случится с Солнцем через несколько миллиардов лет. Астрономы собрали богатейшие «коллекции» звезд — разных размеров и находящихся на разных этапах их жизненного цикла. Каждый экземпляр в «коллекции» демонстрирует, что было или что будет с любыми другим экземпляром.

Обычная звезда вроде Солнца, как я уже упоминал, расходует весь водород, после чего начинает «сжигать» вместо него гелий. На этой стадии она называется красным гигантом. Солнце станет красным гигантом через пять миллиардов лет, значит, сейчас оно находится в середине своего цикла. Задолго до этого момента наша несчастная планета станет слишком горячей и непригодной для жизни. Через два миллиарда лет Солнце будет на 15 процентов ярче, чем сейчас, то есть Земля ничем не будет отличаться от современной Венеры. На Венере нет жизни: температура там достигает 400 градусов Цельсия. Но два миллиарда лет — большой срок, и скорее всего задолго до коллапса человечество вымрет, и некому будет поджариваться. Или, возможно, технологии разовьются до такой степени, что Землю передвинут на более комфортную орбиту. После того как закончится и гелий, Солнце практически исчезнет в облаке пыли и космического мусора, оставив после себя холодное и тусклое крошечное ядро, которое называют белым карликом.

Солнце — что это такое, каков его диаметр, строение и сколько ему лет

Обновлено 24 июля 2021 Просмотров: 198 502 Автор: Дмитрий Петров

Здравствуйте, уважаемые читатели блога KtoNaNovenkogo.ru. Еще с детства мы знаем, что на небе есть солнце, луна, звезды и другие планеты.

Но что такое солнце? Это планета или звезда? Почему оно слепит глаза? Почему в тени прохладнее, чем на солнечной стороне? Каков его диаметр (что это?) и строение, сколько ему лет, где оно встает, а где заходит?


Солнце — это планета или звезда

Звездами называют небесные тела шарообразной формы, которые излучают свет и удерживаются в пространстве силами собственной гравитации и внутренним давлением.

Все звезды, которые можно увидеть невооруженным глазом или с помощью телескопа в ночное время, являются газовыми шарами, в которых происходили или происходят термоядерные реакции. Это же касается и тех звезд, которые вне поля нашего зрения.

Планета — это небесное тело, которое вращается вокруг звезды по орбите. Вокруг одной звезды может вращаться не одна планета.

Что же такое солнце? Очевидно, что исходя из приведенных выше определение оно является одной из звезд.

Мы видим его гораздо большим, чем другие звезды, так как оно находится ближе всего к нашей планете. Земля — это планета, которая вращается вокруг солнца. Последнее утверждение было неочевидным всего лишь несколько столетий назад, когда на такую точку зрения можно было поплатиться жизнью (как это было с Джордано Бруно).

Звезды бывают разными (синими, белыми, красными) по величине и температуре. Классифицируют их по цветам:

  1. Красные. Температура их поверхности находится в пределах 2 000-5 000 К.
  2. Желтые. Их температура достигает 5 000-7 500 К.
  3. Белые. Поверхность таких звезд нагрета до температуры 7 500-30 000 К.
  4. Голубые. Температура их поверхности достигает 80 000 К.

Эта классификация является приблизительной. Так как ученые выделяют еще бело-голубые, желто-белые и оранжевые звезды.

Солнце — это звезда типа «желтый карлик». По сравнению с другими звездами, его размеры не велики, а средняя температура его поверхности составляет около 6 000 К.

Диаметр, масса, температура и расстояние до солнца

Солнце — это одна из звезд Галактики Млечный путь. Благодаря ему возможна жизнь на нашей планете. Оно находится на расстоянии около 149,6 млн км от Земли. Это расстояние называют астрономической единицей.

Диаметр солнца — 1 392 020 км, что в 109 раз больше диаметра нашей планеты. Радиус (это как?), соответственно, равен половине этой величины.

Масса — 1,99*1030 кг. Она является единицей измерения массы в астрономии, обозначается как M☉ и применяется для выражения массы других небесных тел.

Говорить о температуре Солнца как о конкретной величине неправильно, так как в разных частях звезда накалена по-разному:

  1. Температура поверхности — 5 778 К.
  2. Температура ядра — 15 млн К.

Ядро простирается на расстояние в 173 000 км от центра звезды, что составляет около 20% радиуса Солнца.

Строение Солнца

Эта «небольшая» по космическим меркам звезда состоит из разных химических элементов. Химический состав материи Солнца следующий:

  1. Водород (73% массы и 92% объема).
  2. Гелий (25% массы, 7% объема).
  3. Неон, никель, азот и другие элементы.

Если начинать из середины, строение Солнца можно разделить на несколько слоев:

  1. Ядро. Именно в нем и происходит разрыв атомов водорода и слияние их в ядра атомов гелия. Плотность газа внутри больше плотности железа (да что железа, там плотность вещества выше плотности свинца в 15 раз). Появившейся энергии нужно пройти еще несколько слоев тела. В других частях нашей звезды подобные термоядерные процессы не происходят.
  2. Радиационная зона. Она начинается на расстоянии 20% от центра и простирается до 70% радиуса Солнца. Попадая в нее, фотоны, излученные ядром, блуждают около 200 000 лет. Сталкиваясь с частицами плазмы, они теряют свою энергию.
  3. Конвективная зона. Внешний слой Солнца, в котором разогретые частицы поднимаются к поверхности за несколько десятков лет.

Фотосферой называют видимый слой Солнца. Хромосфера видна лишь при полном солнечном затмении. Короной называют внешние слои атмосферы этой звезды.

Приблизительно за 8 минут солнечный свет достигает Земли. Так как Солнце обладает огромной энергией, смотреть на него без специального оборудования нельзя — оно попросту слепит глаза.

Сколько лет солнцу

Ввиду того что процессы, происходящие в ядре этой звезды, лишь после многих лет становятся причиной тепла и света, которые мы можем ощущать на себе, возникает вопрос: сколько лет солнцу?

Хотя точный ответ на этот вопрос получить сложно, принято считать, что Солнце появилось около 4,5 млрд лет назад. Откуда мы знаем сколько ему лет? Ответ в приведенном ниже замечательном ролике:

Энергии такой звезды как наше светило хватает примерно на 11 млрд лет, а значит оно еще не прошло и половины своего пути (5 млрд лет осталось до ее превращения в белый карлик).

Солнечная система — какая планета ближе к солнцу

Земля является лишь одной из 9 планет, которые вращаются вокруг этой звезды. Вот перечень планет начиная от ближайшей к солнцу:

  1. Меркурий. Он вращается вокруг Солнца за 88 дней. Температура в его атмосфере достигает +380°С.
  2. Венера. Период вращения — 224 дня, температура — +470°С.
  3. Земля. Она полный круг, как вы знаете, за 365 дней (1 земной год).
  4. Марс. Температура на Марсе составляет -130°С, находится на расстоянии 1,5 астрономические единицы от Солнца и вращается вокруг него за 1,88 года.
  5. Юпитер. Температура — -145°С, период вращения — 12 лет.
  6. Сатурн. Температура на нем достигает -180°С, а полный оборот планета делает за 30 лет.
  7. Уран. Период вращения Урана — 84 года.
  8. Нептун. Период вращения — 165 лет.
  9. Плутон (недавно его перестали считать планетой, но все же он достоин упоминания). Полный оборот совершает за 248 лет.

Юпитер является самой большой планетой Солнечной системы, а Меркурий — самой маленькой. Масса Солнца — это ужасные 99,86% массы всей Солнечной системы.

Интересно, что ответы на вопросы: на какой планете температура выше всего и какая планета ближе к солнцу — разные. Меркурий является ближайшим, но температура на второй планете (Венере) выше.

Где встает (восходит) солнце

Принято считать, что солнце встает на востоке и садится на западе.

В древности считали, что именно светило вращается вокруг земли. Но это не так. На самом деле земля, вращаясь вокруг своей оси, поворачивается к Солнцу то одной стороной, то другой.

Человек видит где встает светило и где оно садится, но все это происходит из-за вращательных движений нашей планеты. По сравнению с Землей, оно остается неподвижным.

По сути, восходом можно назвать появление Солнца из-за горизонта.

Земля вращается вокруг своей оси против часовой стрелки. Из-за того, что вращательные движения нашей планеты постоянны, места, где восходит светило и где оно заходит, не изменяются с течением времени.

Однако, если бы Земля вдруг начала вращаться в другом направлении относительно своей оси (чего, конечно, быть не может), солнце всходило бы со стороны запада и садилось на востоке.

Размер Земли и ее удаленность от Солнца

Мало кто задумывается, но на самом деле Земля находится на оптимальном расстоянии от своей звезды и имеет оптимальный размер. Почему так можно сказать?

  1. Если бы расстояние было на 5% меньше — жизнь была бы невозможна из-за палящего зноя.
  2. Если бы Земля была удалена на 1% больше — она была бы покрыта толстыми шарами льда.
  3. Если бы земля была большей — в атмосфере скапливался бы водород и она постепенно перестала бы быть пригодной для жизни.
  4. Если бы Земля была меньшей — исчез бы кислород.

Именно благодаря имеющимся размерам Земли и ее удаленности от Солнца, жизнь на нашей планете возможна.

Удачи вам! До скорых встреч на страницах блога KtoNaNovenkogo.ru

КАК ЗАРОЖДАЛАСЬ СОЛНЕЧНАЯ СИСТЕМА | Наука и жизнь

Наука и жизнь // Иллюстрации

По одной из гипотез, выдвинутых астрономами, Солнце и планеты возникли из раскалённого вращающегося облака.

Открыть в полном размере

Вселенная не так уж охотно раскрывает свои тайны. Учёные упорно стараются отгадать загадки, которые она им задаёт, придумывают разные ответы, выдвигают, обсуждают и проверяют всевозможные научные предположения (их обычно называют гипотезами). Немало среди них гипотез, объясняющих, как возникли звёзды и планеты.

Звёзды, как и люди, рождаются, живут и в конце концов умирают. Длится жизнь большинства звёзд миллиарды лет и завершается иногда мощными вспышками. Мы говорим «вспыхнула сверхновая звезда», но помним, что в действительности видим космический фейерверк, которым отмечен конец жизни какого-то огромного и далёкого от нас светила. Получается, что во Вселенной вообще нет однажды появившихся и затем никогда не меняющихся небесных тел.

С помощью новейших наземных и космических телескопов можно наблюдать и тщательно исследовать свойства множества звёзд, находить звёзды, похожие друг на друга и совсем разные, необычные. Такой работе посвятили свою жизнь многие астрономы, благодаря которым мы сегодня знаем, что среди звёзд есть гиганты и карлики, холодные и горячие, очень тяжёлые и такие же по массе, как наше Солнце.

А ещё астрономы выяснили, что различен и возраст звёзд. Юные звёзды живут, например, в красивом звёздном скоплении Плеяды. Им не более нескольких миллионов лет. Такой возраст в звёздном мире считается детским. А вот нашему Солнцу не менее пяти миллиардов лет. Правда, есть звёзды более почтенного возраста. Долгожителей особенно много в шаровых звёздных скоплениях — большущих звёздных клубках, в которых миллионы и даже миллиарды звёзд.

Астрономам, научившимся различать звёзды по внешнему виду и возрасту, стало легче разбираться в том, как протекает жизнь звёзд от рождения до смерти. Но, поскольку, в отличие от нас, людей, чья жизнь длится всего несколько десятилетий, звёзды живут миллионы и миллиарды лет, учёные могут лишь вообразить себе жизненный путь звёзд, придумать и обосновать ту или иную гипотезу об их происхождении и развитии.

Звёзды, по мнению большинства астрономов, возникли (и продолжают рождаться сейчас в нашей и других галактиках) из сжимающихся облаков газа и пыли.

Сначала образуются не настоящие звёзды, а их зародыши — «протозвёзды», похожие на шаровые облака газа. Газовый шар может превратиться в настоящую звезду тогда, когда внутри него заработает «звёздный» источник энергии. Такой «костёр» начинает гореть не сразу. Нужно, чтобы внутри сжимающейся «протозвезды» температура повысилась хотя бы до десяти миллионов градусов. Тогда зародыш превратится в настоящую звезду, которая будет долгое время светить благодаря заработавшему в её центре надёжному источнику энергии.

Самое интересное, что внутри Солнца такая высокая температура существует уже несколько миллиардов лет и будет существовать ещё по крайней мере столько же. Но чтобы костёр не погас, нужно всё время подбрасывать в него дрова. Каким же образом поддерживается такая немыслимая жара внутри Солнца? Это очень сложный и важный вопрос, над которым долго размышляли многие астрономы и физики. Сейчас почти все они не сомневаются в том, что внутри Солнца водород превращается в гелий. Попытайтесь вообразить себе множество лёгких частиц водорода, которые при температуре в миллионы градусов стремятся объединиться в более тяжёлые частицы гелия.

Это и происходит внутри Солнца. И пока такой «костёр» там пылает, Солнце будет посылать свет и тепло каждому из нас и всему живому на планете Земля.

Нашему Солнцу водородного горючего хватит ещё примерно на десять миллиардов лет. А что будет потом? Потом горючим станет гелий, который превратится в ещё более тяжёлый, чем он сам, углерод. Вид Солнца изменится. Оно станет красным гигантом, через некоторое время внешняя оболочка отделится от Солнца и постепенно рассеется, а на месте красного гиганта окажется белый карлик — очень плотная и горячая звёздочка размером с нашу Землю…

Если же звезда тяжелее Солнца, то в конце жизни она станет не белым карликом, а совсем крохотной и очень плотной нейтронной звездой или вообще превратится в загадочную невидимку — «чёрную дыру».

Как-то незаметно из далёкого прошлого мы перенеслись в далёкое будущее. Но о многих событиях, которые произошли в прошлом, в частности о том, как зарождались планеты, в том числе и наша Земля, пока ещё ничего не сказали.

Мы живём сейчас в очень стройной, красивой и гармоничной Солнечной системе. Напомним, что Солнце — одна из тысячи миллиардов звёзд нашей Галактики, которая называется Млечный Путь (см. «Наука и жизнь» № 2, 2008 г.). Миллиарды лет планеты движутся вокруг Солнца в одном и том же направлении, строго соблюдая правила небесного движения. В этом же направлении вращаются вокруг своих осей почти все планеты и спутники вокруг планет. Замечательный порядок! Временами, правда, он вроде бы нарушается приближающимися к Солнцу кометами, но эти «косматые звёзды», обогнув Солнце, снова уносятся к окраинам Солнечной системы. Так было, так есть и так будет ещё очень-очень долго…

А с чего начинался этот небесный хоровод? Как, например, возникли планеты? Дать точный ответ на этот вопрос долгое время никто не мог. Даже сегодня астрономы считают, что им пока не удалось окончательно разобраться в том, как возникла Солнечная система, хотя над этим вопросом размышляли многие учёные, в том числе и жившие задолго до нас.

Одни считали, что планеты стали зарождаться в результате космической катастрофы, когда с Солнцем столкнулась огромная комета или вблизи него пролетела какая-то большущая звезда. Вот тогда-то часть раскалённого солнечного вещества отделилась от нашего светила и из него образовались сгустки, которые постепенно превратились сначала в горячие, а затем в холодные шары, ставшие планетами. Как будто всё ясно и понятно, но в науке мало что-нибудь сказать. Надо подтвердить свои доводы математическими расчётами и, конечно, сравнить предложенную гипотезу с тем, что нам уже известно о планетах. Вот тут-то и оказывается, что правдивая на первый взгляд гипотеза на самом деле не так уж хороша.

Долгое время вполне подходящей казалась гипотеза о том, что Солнце и планеты возникли из одного и того же вращающегося раскалённого облака газа. Силы тяготения, с которыми мы и сейчас встречаемся на каждом шагу и которые удерживают планеты на их орбитах, сжимали газовое облако, постепенно оно превратилось в Солнце, а часть вещества, отделившись от облака, создала вокруг него несколько колец. Со временем из этих колец образовались планеты.

Ещё по одной гипотезе, планеты, скорее всего, вообще никогда не были раскалёнными шарами. Похоже, что они возникли из окружающей Солнце туманности, состоящей из газа и пыли. Туманность, медленно вращаясь вокруг Солнца, постепенно сплющивалась в газово-пылевой диск, который со временем распался на отдельные части. Некоторые из этих сгущений выросли до размеров планет. Наша Земля, например, образовалась из своего «зародыша» примерно за сто миллионов лет. Падавшие на неё в то время огромные метеориты разогревали недра и оставляли на поверхности многочисленные кратеры. Появившиеся затем воздух и вода стёрли с поверхности Земли большинство кратеров, а на поверхности других небесных тел, где эти жизненно необходимые компоненты так и не возникли, например на Меркурии или Марсе, они остались неприкосновенными.

Подсчитано, что масса всех планет Солнечной системы составляет лишь 0,1% массы Солнца. Но более подробно мы поговорим о них в следующий раз.

Урок 1. мир глазами астронома — Окружающий мир — 4 класс

Окружающий мир, 4 класс

Урок 1. Мир глазами астронома

Перечень вопросов, рассматриваемых на уроке:

  1. Астрономия.
  2. Звёзды.
  3. Солнце.
  4. Планеты Солнечной системы.
  5. Смена дня и ночи.

Глоссарий:

Астрономия – наука о небесных или космических телах.

Астроном – учёный, изучающий небесные тела.

Солнечная система – это Солнце и движущиеся вокруг него небесные тела.

Орбита – путь движения планет.

Звезда – небесное тело, раскалённый газовый шар.

Созвездие – группа звёзд, расположенных в звёздном небе.

Плеяды — скопление звёзд в созвездии Тельца.

Основная и дополнительная литература по теме урока:

  1. Окружающий мир. Учебник для общеобразовательных школ. 4 кл.: В 2 ч. / А. А. Плешаков. — М.: Просвещение, 2016. С.4-20.
  2. Окружающий мир. Тетрадь учебных достижений. 4 кл.: учеб. пособие для общеобразоват. организаций / А. А. Плешаков, З. Д. Назарова. — М.: Просвещение, 2016.
  3. Окружающий мир. Рабочая тетрадь. 4 кл.: учеб.пособие для общеобразоват. организаций. В 2 ч. / А. А. Плешаков. — М.: Просвещение, 2016.
  4. Плешаков А. А .От земли до неба. Атлас-определитель: кн.для учащихся нач.кл., М.: Просвещение, 2017.

Теоретический материал для самостоятельного изучения

Первыми людьми, наблюдавшими за небесными светилами, были звездочёты. В современном мире таких учёных называют астрономами. Астрономия – это наука о небесных, или, космических, телах. В переводе с греческого языка «астрон» — звезда, «номос»- закон. Астрономия – самая первая и старейшая из всех наук. Об этом свидетельствуют рисунки, обнаруженные на стенах пещер и камнях. С точки зрения астрономов мир – это Космос или Вселенная. До сих пор, она таит много тайн и неразгаданных загадок.

Вселенная или Космос – это необъятное пространство со звёздами, планетами, небесными телами. Планеты – это холодные небесные тела, не изучающие собственного света. А звёзды – это огромные, раскалённые газовые шары, излучающие свет. Звёзды бывают желтые, белые, голубые, красные. От чего зависит цвет звезды? Цвет зависит от температуры их поверхности. Самые яркие и раскалённые – голубые звёзды. Их температура около тридцати тысяч градусов. У белых звёзд температура на поверхности составляет около десяти тысяч градусов. У красных звёзд температура поверхности самая низкая – около трёх тысяч градусов.

Во Вселенной огромное количество звёзд. Мы их видим крохотными светящимися точками, потому что они находятся на громадном расстоянии от Земли. Звёзды различаются по величине. Встречаются гиганты и карлики. Многие звёзды для удобства люди объединили в группы-созвездия, каждому присвоили название: созвездие Большой медведицы, созвездие Малой медведицы, созвездие Большой Пёс, Созвездие Телец и многие другие. В наше время всё звёздное небо разделено на восемьдесят восемь созвездий. Сорок семь из них названы в честь мифических героев. В давние времена звёзды служили компасом для путешественников и мореплавателей. По звёздам предсказывали погоду, узнавали время.

Солнце – это ближайшая к Земле звезда. Как и другие звёзды, это огромное раскалённое космическое тело, которое излучает свет и тепло. Температура на поверхности Солнца 6 тысяч градусов, а в центре примерно 15-20 миллионов градусов. Человеку трудно представить такую температуру, так как температура нашего тела 36,6 градусов. При 100 градусах кипит вода в чайнике. При 1500 градусах плавится сталь. Учёные установили, что диаметр Солнца в 109 раз больше диаметра нашей планеты. Масса Солнца примерно в 330 тысяч раз больше массы Земли! Если представить Солнце в виде апельсина, то Земля будет с маковое зёрнышко. Но в сравнении с размерами других звёзд Солнце – небольшая звезда, её называют жёлтым карликом. Солнце – центр Солнечной системы.

Солнечная система – это Солнце и движущиеся вокруг него небесные тела. В неё входят восемь планет с их спутниками и космическими телами: Меркурий, Венера, Земля, Марс, Юпитер, Сатурн, Уран, Нептун. Светят планеты не своим, а отражённым солнечным светом, как зеркала.

Меркурий – самая близкая к Солнцу планета. Диаметр её 4880 километров. Её считают самой маленькой и быстрой планетой, так как она обращается вокруг Солнца за 88 дней. Днём на Меркурии жара, а ночью – ледяной холод. Поверхность каменистая и пустынная. Получила своё название в честь римского бога торговли.

Венера вторая от Солнца планета носит имя богини красоты и выглядит как яркая звезда. Она может сиять серебристым светом. Очень похожа на Землю, даже размером. Венера окружена толстым слоем облаков, но её атмосфера состоит из углекислого газа и серной кислоты. Под облачным покровом стоит невыносимая жара.

Третья планета от Солнца – Земля. Это сравнительно небольшая планета. Её диаметр 12 740 километров. У Земли есть один естественный спутник Луна. Луна – огромный, холодный, твёрдый шар, который движется вокруг Земли и вместе они обращаются вокруг Солнца.

Четвёртой от Солнца планетой является Марс, названный в честь римского бога войны. Поверхность планеты содержит большое количество железа, который окисляется и даёт красный цвет. Марс меньше Земли, но у него есть два спутника Фобос и Деймос. Ночью температура опускается до минус 85 градусов.

Юпитер – самая большая в Солнечной системе. Диаметр Юпитера в 11 раз, а масса в 318 раз больше Земли. Состоит главным образом из различных газов. Юпитер имеет 16 спутников, а в его атмосфере постоянно бушуют мощные ураганы. Планета названа в честь самого главного римского бога Юпитера.

Сатурн – вторая по величине планета Солнечной системы. Она названа в честь римского бога земледелия. Сатурн окружен множеством ярких колец, состоящих из камней, обломков, глыб.

Уран состоит из маленького каменного ядра и замерзших газов.

Планета Нептун носит имя римского бога морей. Она мерцает голубоватым светом, напоминающим блеск воды. Температура на поверхности Нептуна минус 200 градусов.

Каждая планета имеет шарообразную форму, вращается вокруг своей оси и обращается вокруг Солнца по собственной орбите.

Смена дня и ночи.

Полный оборот вокруг своей оси Земля совершает за сутки. Так происходит смена дня и ночи. Когда Солнце освещает одну половину Земли, другая находится в её собственной тени. Там стоит ночь. Время полного оборота Земли вокруг Солнца равно одному году. Из-за наклона наша планета, двигаясь вокруг Солнца, как бы подставляет ему то северную часть, то южную. Поэтому происходит смена времён года.

Днём солнечные лучи освещают нашу планету, и мы не видим сияние звёзд. Вечером после захода Солнца, нам открывается великая книга – звёздное небо- которую может читать каждый человек, имеющий достаточно знаний. Учёные разных стран изучают планеты и их спутники с помощью мощных телескопов и автоматических межпланетных станций. Такие станции уже побывали на Луне, Венере, Марсе, а многие космические тела были сфотографированы с близкого расстояния.

Примеры и разбор решения заданий

1. Укажите название созвездий.

Телец

Малая Медведица

Большой пес

2. Заполните пропуски.

Земля движется _____________, поэтому происходит смена для и ночи.

Земля движется ____________, поэтому происходит смена времён года.

Правильный ответ:

Земля движется вокруг своей оси поэтому происходит смена для и ночи.

Земля движется вокруг Солнца, поэтому происходит смена времён года.

По имени Солнце – Наука – Коммерсантъ

Почему для нас так важно, что наше светило — самая обычная, тривиальная звезда, и что было бы, будь оно значительно больше и ярче? Где следует искать жизнь, и может ли она существенно отличаться от земной? Что будет, когда Солнце потухнет, и сможем ли мы переселиться на другие планеты? Рассказывает Людмила Машонкина, доктор физико-математических наук, заведующая отделом нестационарных звезд и звездной спектроскопии Института астрономии РАН.

Фото: Александр Коряков, Коммерсантъ

Фото: Александр Коряков, Коммерсантъ

— Людмила Ивановна, какие задачи стоят перед вашим отделом?

— Наш отдел занимается разными небесными объектами, используя одни и те же методы анализа. Например, Николай Николаевич Чугай и Виктор Павлович Утробин занимаются анализом спектров сверхновых звезд, устанавливают, что происходит после их взрыва. А сверхновые — это, между прочим, источники новых химических элементов, и в некоторых случаях удается их оценить.

А еще у нас есть группа, которая занимается изучением переменных звезд, сбором и систематизацией наблюдательных данных, их анализом. Третья группа, куда и я вхожу,— это группа звездной спектроскопии. Мы занимаемся изучением звезд, которые, вообще говоря, совсем обыкновенные, как наше Солнце.

— А оно обыкновенное?

— Совершенно рядовая звезда. Ничего в нем нет особенного.

— Это хорошо для нас?

— Для человеческой цивилизации это хорошо. Оно спокойное, хотя и бывают вспышки. Но они намного более слабые по сравнению с тем, что на других звездах происходит. Есть звезды с параметрами, близкими к Солнцу: температурой, массой, радиусом, но там случаются вспышки с выделением энергии на несколько порядков больше, чем при солнечных. Если бы у нас такое произошло, то мало бы нам не показалось.

— А что бы с нами было?

— При солнечных вспышках выделяется энергия в форме не только жесткого (ультрафиолетового и рентгеновского) излучения, но и потока высокоэнергичных заряженных частиц. Если выброс вещества произошел в направлении на Землю, то примерно через три дня в земной магнитосфере происходят возмущения, нарушение связи, полярные сияния, которые иногда можно видеть до самой Москвы. Вспоминают вспышку 1989 года, когда на всей Земле была нарушена высокочастотная радиосвязь. Но нарушение радиосвязи — это пустяки по сравнению с тем, если бы энергия вспышки была на три порядка больше. Это могло бы коснуться и человеческих жизней.

— А как быть с тем, что солнечные вспышки якобы влияют на наше здоровье: люди метеочувствительные начинают ощущать головные боли и прочие недомогания? Это правда?

— Я ничего такого не чувствую, но вполне допускаю, что это возможно. Наша жизнь полностью зависит от Солнца, от того, что на нем происходит.

Солнце оказывает влияние на физические характеристики в атмосфере, в ионосфере, влияет на биосферу, а человек — часть этой среды.

Все это, к сожалению, не очень хорошо изучено — тут много спекуляций, но есть исследования корреляции развития некоторых эпидемий, роста растительности с солнечной активностью. А вспышки — одно из проявлений этой активности. Поэтому, наверное, полностью отрицать влияние вспышек на самочувствие отдельных людей нельзя.

— С Солнцем понятно. Но почему нужно изучать другие звезды?

— Возьмем опять же наше светило. Спокойная звезда. Ничего на нем особенного не происходит. Но благодаря этому «спокойствию» у таких звезд время жизни очень большое: они в таком состоянии находятся 10 млрд лет. А если масса меньше, то и еще дольше.

В настоящее время мы видим, как звезды, которые родились в эпоху формирования Солнца, 4,6 млрд лет назад, так и гораздо более молодые, а также очень старые звезды, которые родились 11–12 млрд лет назад. На основной стадии эволюции на поверхности звезды сохраняется то вещество, из которого она сформировалась. Внутри идут ядерные реакции, но это глубоко и ничего не попадает наверх.

Поэтому, изучая такие звезды, мы можем проследить, как со временем менялся химический состав вещества в нашей галактике.

Поиск источников нуклеосинтеза осуществляется с помощью этих самых обыкновенных звезд, похожих на наше Солнце.

— Что такое нуклеосинтез?

— Это цепочка ядерных реакций, в которых образуются новые химические элементы. Ядерные реакции бывают разных типов, производят разные химические элементы, требуют разных физических условий и поэтому связаны с разными типами звезд.

Например, источником энергии нашего Солнца и большинства звезд, которые мы видим, являются ядерные реакции, в которых четыре протона в цепочке реакций соединяются и образуют ядро атома гелия, альфа-частицу. Масса ядра гелия немного меньше, чем масса четырех протонов, и эта разница, называемая дефектом массы, в соответствии с соотношением Эйнштейна превращается в энергию, которая и поддерживает жизнедеятельность звезды. Это первая, основная стадия в жизни звезды.

После того как водород в ядре закончится, образуется гелиевое ядро, и звезда проходит стадию, когда в зависимости от ее массы взрывообразным или спокойным образом этот гелий горит — идут термоядерные реакции превращения гелия в углерод. То есть три альфа-частицы объединяются и дают ядро атома углерода. Вот новый химический элемент. В массивных звездах ядерная эволюция идет дальше, и образуются все элементы таблицы Менделеева.

Наша Вселенная в первые минуты образовала только водород и гелий. И немного лития, совсем чуть-чуть. Больше никаких элементов не было. Начиная от углерода, все другие элементы были синтезированы позже, когда образовались звезды на разных этапах эволюции звезд. Но не все звезды участвуют в химическом обогащении вещества Вселенной. Звезды с массами, близкими к солнечной, после первой стадии ядерной эволюции — превращения водорода в гелий — и следующего этапа, когда гелий превращается в углерод, становятся углеродными белыми карликами. Новые синтезированные элементы навсегда будут законсервированы в нем. Все, больше звезда ничего не поставляет.

— Такая участь ждет наше Солнце?

— Да. Примерно через 4,5 млрд лет — столько же времени, сколько оно уже существует. Если построить распределение звезд по массам, то мы точно знаем, что бОльшая часть звезд — это звезды с массами, близкими к солнечной. Чуть меньше, чуть больше. И в изменении химического состава вещества нашей галактики они никакой роли практически не играют.

— Но именно такие звезды способны обеспечить возможность существования жизни?

— Этого мы не знаем. Сейчас открыто множество планет у солнцеподобных звезд, потому что таких звезд больше. Что касается более горячих звезд, теория не запрещает существование планет и около них. Другой вопрос, что раз эти звезды горячее, значит, у них планета должна находиться на большем расстоянии, чтобы там были подходящие условия.

Сейчас открыто порядка 5 тыс. планет, еще даже не все подтверждены. Из них у горячих звезд совсем немного — буквально единицы.

Но это может быть связано с общей статистикой и с тем, что обнаружить планету около массивной горячей звезды гораздо труднее, чем около менее яркой звезды небольшой массы. Может быть, когда будут больше открывать, будут больше находить и у других звезд, в том числе очень горячих.

— Вы говорите, что звезды, которые ведут себя нестандартным образом, служат источником новых химических элементов. Эти элементы встречаются на нашей планете или есть такие, которых у нас нет?

— Все элементы, которые наблюдаются в космосе, есть и на Земле. Более того, подавляющее большинство элементов было обнаружено сначала на Земле, в лабораториях. И всего один элемент — гелий — был обнаружен сначала на Солнце и только потом — на Земле, через 13 лет. То есть в космосе все то же самое, что и на Земле, а на Земле — то, что было синтезировано в звездах.

— Знаю, что в космосе образуются сложные молекулы, в том числе органические. Откуда они там берутся?

— Путем химических реакций. Молекулы — это цепочки атомов. Поскольку у звезд температуры высокие, то молекулы если и наблюдаются, то в самых поверхностных слоях, и они не делают общей картины, кроме очень холодных звезд. Есть коричневые карлики, есть М-карлики — там самые простые молекулы: максимум три-четыре атома. А в межзвездной среде есть очень сложные молекулы. Они могут образовываться на пылинках путем соединения атомов.

— Знаю, что там даже аминокислоты встречаются.

— Это сложные молекулы, образуемые в межзвездной среде, там, где температуры низкие. Хотя там плотность гораздо меньше, чем на звездах, но зато времени в космосе сколько угодно. Там никто никуда не торопится, поэтому очень много всяких интересных соединений образуется.

— Как вы думаете, может ли там, в космическом пространстве, из этих органических молекул возникнуть какая-то примитивная жизнь?

— Я не могу ответить на этот вопрос. Мы же до сих пор не знаем, как на нашей планете образовалась жизнь. Есть сторонники теории, что жизнь была занесена на Землю. Но это не решение проблемы. Все равно жизнь где-то образовалась. А как она образовалась там, откуда занесена? Мы пока не знаем, какие физические условия для этого нужны.

Проводят разные эксперименты, чего только не делают. И диапазон возможностей существования жизни все время расширяется. Жизнь есть даже там, где ее, казалось бы, не может быть. Недавно была опубликована статья о том, что под действием облучения лазером удается получить более сложную молекулу, чем предыдущая. Но это еще не жизнь.

— А может ли человек получить жизнь, сравнявшись с Творцом?

— Прежде чем это обсуждать, надо понять, что есть жизнь. А мы пока и этого не знаем. С какого момента сложную химическую структуру можно считать жизнью? Даже если брать простейшие организмы — все равно непонятно, как неживое стало живым.

— Биологи говорят, что путь от бактерии до человека куда понятнее, чем путь от самой сложной молекулы до бактерии.

— Совершенно согласна. Как зарождается жизнь? Как получается, что организм становится живым? Когда мы это поймем, это будет величайшим достижением науки.

— Вы думаете, мы это когда-нибудь поймем? Может быть, в человеческой природе изначально заложен некий барьер невозможности познания самого себя?

— Наука очень быстро развивается. Банальный пример с компьютером. Я давно живу и вижу эти перемены. Казалось бы, недавно мы все писали от руки. А сейчас бумага практически не нужна.

За последние 100 лет в физике произошли такие кардинальные изменения, которые ни один великий ум представить себе не мог. Какой наблюдательный прогресс в астрономии! Поэтому я думаю, что мы сильно ошибемся, что бы мы сейчас ни предсказали.

Никаких принципиальных ограничений в науке нет. Хотя, конечно, может случиться так, что биология будет развиваться в направлении, опасном для человечества, как было в физике, когда из хороших побуждений искали новые источники энергии, а создали смертельное оружие. А ведь биология еще страшнее. Попытка создать жизнь опасна. Но, с другой стороны, прогресс в науке не остановить.

— Были ли у вас какие-то неожиданные открытия?

— Когда я начинала, мне удалось получить важный на тот момент результат, и сейчас это известный факт. Наша галактика имеет несколько звездных населений. Самое молодое население формирует тонкий диск.

— Почему это называется «население»?

— Дело в том, что в галактике можно выделить большие группы звезд, которые имеют некоторые общие характеристики. Например, звезды тонкого диска имеют общее вращение вокруг центра галактики и похожий химический состав. То есть они ведут себя как единая популяция. Популяция — это по-английски, по-русски — «население». Поэтому принята такая терминология.

Разные населения имеют разный химический состав, разный возраст, разное движение в галактике. В 2000 году у меня вышла статья, где было показано, что звезды толстого диска отличаются от звезд тонкого диска отношением содержания европия к барию, притом что у них одинаковые температуры, массы и содержание железа.

— Что это за элементы? Чем интересны европий и барий?

— Это редкие элементы, но важные индикаторы процессов, в которых они синтезируются. Европий синтезируется преимущественно в ядерных реакциях нейтронных захватов, которые требуют очень высокой плотности потока нейтронов, их называют быстрыми нейтронными захватами. Барий тоже синтезируется в реакциях нейтронных захватов, но при меньшей плотности потока нейтронов — это медленные нейтронные захваты.

Поскольку быстрые и медленные нейтронные захваты связаны со звездами разных масс, а значит, разной продолжительности жизни, то отношение содержания европия к барию у звездыэто индикатор времени ее формирования.

Так вот я получила, что у звезд толстого диска отношение европия к барию выше, чем у звезд тонкого диска. Это означает, что звездное население толстого диска сформировалось раньше, чем звезды тонкого диска.

До этого, в 1996-м, группой итальянских авторов был сделан похожий вывод из анализа содержания элементов магния и железа у звезд толстого и тонкого дисков. Магний и железо тоже синтезируются в разных ядерных реакциях: магний синтезируется путем последовательного захвата альфа-частиц, у него заряд ядра 12, масса — 24, то есть ядро состоит из шести ядер гелия.

Источником магния являются сверхновые с коллапсирующим ядром (типа II). Это конечная стадия эволюции массивных звезд с массой более восьми солнечных. А железо синтезируется на конечной стадии ядерной эволюции при установлении ядерного статистического равновесия. Источником железа являются как сверхновые типа II, так и термоядерные сверхновые (типа Iа). Последние связаны с тесными двойными системами промежуточных масс, поэтому первые вспышки сверхновых типа Iа случились во Вселенной позже, чем вспышки сверхновых типа II. Поэтому отношение содержания магния к железу в звезде тоже служит индикатором времени ее формирования.

Было показано, что у звезд толстого диска отношение содержания магния к железу выше, чем у звезд тонкого диска. Это тоже указывает на то, что толстый диск старше тонкого. Когда я показала результаты по европию и барию профессору Томасу Герену, с которым сотрудничала, он прыгал на одной ножке по всему институту и кричал: «Ура, ура, мы нашли!»

— А что вы нашли?

— Мы нашли новое, независимое подтверждение, что толстый диск старше, чем тонкий.

— Почему это открытие важно?

— Это важно для понимания формирования и эволюции всей галактики в целом. Как это ни странно, но до сих пор нет удовлетворительной модели формирования галактики. Общие представления есть: существовало огромное облако, которое коллапсировало, в процессе сжатия образовалась сферическая составляющая, затем из-за того, что газ концентрировался в плоскости, образовался тонкий диск, который моложе сферической составляющей.

А вот толстый диск в эту схему просто так не укладывается — непонятно, как он образовался. И до сих пор эта проблема обсуждается. Есть прямо противоположные точки зрения. Например, рассматривается сценарий, в котором толстый диск — это результат того, что наша галактика столкнулась с другой галактикой. Это привело к возмущениям в тонком диске и формированию звездного населения с вытянутыми и наклонными орбитами, что характерно для толстого диска. Говорят, что толстый диск «разогрет»: у него более теплая кинематика, чем у тонкого диска.

Но гипотеза о возмущении тонкого диска при столкновении с другой галактикой не подтверждается изучением химического состава звезд. Толстый диск старше — он не мог сформироваться из более молодого тонкого диска.

Появились работы, которые утверждают, что толстый и тонкий диски сформировались одновременно и эволюционировали совместно, но тогда непонятно, почему у них разные химические свойства. То есть вопросов у нас пока больше, чем ответов.

— Нашему светилу осталась половина срока. Как вы думаете, сможет ли человечество переселиться к другой звезде, чтобы продолжить свое существование?

— 4,5 млрд лет — огромный срок. За 100 лет жизнь меняется кардинально — а что произойдет на таком отрезке времени, никакой фантаст вообразить не может. Казалось бы, рядом с нами находится альфа Центавра. 4,5 светового года — это не очень далеко. И звезды там солнечного типа. Есть планета вокруг одной из них. Но, судя по наблюдениям, она не очень подходит для жизни. И потом, возраст альфы Центавра такой же, как у Солнца, поэтому она тоже погибнет примерно через 4,5 млрд лет.

С другой стороны, есть и другие звездные системы, и множество землеподобных планет. Если человечество будет себя разумно вести, то почему нет. Все возможно.

Если бы все то, что сейчас производится учеными, использовалось в благих целях, мы могли бы очень многое сделать. Но, к сожалению, человечество очень неразумно себя ведет.

Например, недавняя пандемия — казалось бы, объединитесь и сделайте шаг к пониманию каких-то важных истин! А получилось все наоборот.

Космические орбитальные станции требуют совместных усилий. Что уж говорить про сложные перелеты. Без объединенных усилий, я думаю, нам будет невозможно достичь прогресса. Проблема в том, что человек развивается технологически, но не нравственно. Этический уровень сильно отстает, а ведь это, на мой взгляд, не менее важная составляющая человека разумного. Думаю, настоящий прогресс возможен лишь в том случае, если человечество сконцентрируется на добром и вечном. Возможно ли это? Надеюсь, что да.

Беседовала Наталия Лескова

Ученые определили мрачное будущее Земли после «смерти» Солнца

Наука 10565

Поделиться

Согласно новому исследованию, открытие далекой планеты, похожей на Юпитер, вращающейся вокруг мертвой звезды, показывает, что может произойти в нашей Солнечной системе, когда Солнце умрет примерно через 5 миллиардов лет.

Эта необычная пара – планета и «умершая» звезда – была обнаружена на расстоянии 6500 световых лет, недалеко от центра нашей галактики Млечный Путь. Необычность, как отмечает CNN, состоит в том, что экзопланета газового гиганта с массой, аналогичной массе Юпитера, вращается вокруг белого карлика.

Белый карлик — это то, что остается после того, как похожая на Солнце звезда раздувается до красного гиганта во время эволюции звезды. Красные гиганты сжигают свое водородное топливо и расширяются, поглощая все планеты на своем пути. После того как звезда теряет атмосферу, остается только коллапсировавшее ядро ​​- белый карлик. Этот остаток, обычно размером с Землю, продолжает охлаждаться в течение миллиардов лет.

Обнаружение нетронутой планеты, вращающейся вокруг белого карлика, вызывает вопросы о том, как он пережил эволюцию звезды.

Наблюдая за системой, исследователи смогли определить, что планета и звезда сформировались примерно в одно время, и планета пережила смерть звезды. Планета находится примерно в 2,8 астрономических единиц от звезды. Астрономическая единица — это расстояние между Землей и Солнцем, или 148 миллионов километров.

Ранее ученые полагали, что планеты-газовые гиганты должны быть намного дальше, чтобы пережить смерть звезды, похожей на Солнце.

Результаты нового исследования, опубликованного в среду в журнале Nature, показывают, что планеты могут пережить эту невероятно жестокую фазу звездной эволюции, и подтверждают теорию о том, что более половины белых карликов, вероятно, имеют похожие планеты, вращающиеся вокруг них.

«Это свидетельство подтверждает, что планеты, вращающиеся на достаточно большом расстоянии, могут продолжать существовать после смерти своей звезды, — комментирует Джошуа Блэкман, ведущий автор исследования и постдокторант по астрономии из Университета Тасмании в Австралии. – Учитывая, что эта система является аналогом нашей Солнечной системы, она предполагает, что Юпитер и Сатурн могут пережить фазу красного гиганта Солнца, когда у него закончится ядерное топливо и он самоуничтожится».

Когда через миллиарды лет наше Солнце станет красным гигантом, оно, вероятно, поглотит Меркурий и Венеру — и, возможно, Землю.

«Будущее Земли может быть не таким радужным, потому что она намного ближе к Солнцу», — констатирует Дэвид Беннетт, соавтор исследования и старший научный сотрудник Университета Мэриленда и Центра космических полетов имени Годдарда НАСА. – Если бы человечество захотело переместиться на спутник Юпитера или Сатурна до того, как Солнце поджарило бы Землю во время его красной сверхгигантской фазы, мы бы все равно остались на орбите вокруг Солнца, хотя мы не смогли бы полагаться на тепло от Солнца как белого карлика очень долго».

Подобная Юпитеру планета была ранее открыта с помощью метода, называемого микролинзированием, который используется для обнаружения холодных планет, далеких от своих звезд. Эту же технику можно использовать для поиска маленьких тусклых белых карликов. Микролинзирование происходит, когда звезда в непосредственной близости от Земли ненадолго выравнивается с более далекой звездой. Гравитация более близкой звезды действует как увеличительная линза и увеличивает свет от более далекой звезды.

Исследователи использовали обсерваторию У.М.Кека на Гавайях, а также ее ближнюю инфракрасную камеру, чтобы наблюдать за белым карликом и планетой. Белый карлик составляет 60% массы нашего Солнца, а планета примерно на 40% массивнее Юпитера.

Изображения с высоким разрешением в ближнем инфракрасном диапазоне позволили исследователям исключить возможность того, что экзопланета вращается вокруг нормальной звезды или другого типа эволюционировавшей звезды.

«Мы также смогли исключить возможность существования нейтронной звезды или хозяина черной дыры. Это означает, что планета вращается вокруг мертвой звезды, белого карлика» — рассказал соавтор исследования Жан-Филипп Болье, директор по исследованиям Французского национального центра научных исследований Парижского института астрофизики. – Это дает представление о том, как будет выглядеть наша солнечная система после исчезновения Земли, уничтоженной в результате катастрофической гибели нашего Солнца».

Пока что вокруг белых карликов обнаружены только планеты-гиганты, но это не значит, что они единственные планеты, существующие вокруг этих мертвых звезд.

«Также должны быть планеты меньшей массы, вращающиеся вокруг белых карликов, — предполагает Дэвид Беннетт. – Наши исследования с помощью микролинзирования обнаруживают одинаковое количество Юпитеров и Нептунов, но мы более чувствительны к Юпитерам. Итак, мы обнаружили, что планеты с массой Нептуна примерно в 10 раз чаще встречаются, чем Юпитеры, на этих более широких орбитах, которые переживут конечные стадии звездного развития. эволюция. Мы ожидаем, что мы найдем планеты различной массы, вращающиеся вокруг белых карликов».

В будущем исследователи продолжат поиск выживших экзопланет, вращающихся вокруг мертвых звезд. Римский космический телескоп Нэнси Грейс, запуск которого запланирован на 2026 год, «проведет гораздо более чувствительное исследование с помощью микролинзирования, которое должно найти гораздо больше планет, вращающихся вокруг белых карликов», — сказал Беннетт.

Телескоп будет напрямую получать изображения планет-гигантов и обследовать планеты, вращающиеся вокруг белых карликов по всей нашей галактике, предоставляя ученым лучшее соотношение того, сколько из них было уничтожено в результате звездной эволюции, а сколько выжило.

За последние несколько лет были обнаружены другие планеты-гиганты, вращающиеся вокруг мертвых звезд, в том числе та, которую медленно пожирает заживо ее звезда-зомби, а также планета-гигант, которая вращается вокруг белого карлика.

«Новости об обнаружении другой планеты, вращающейся вокруг белого карлика, являются захватывающими, предлагая дополнительное доказательство существования планет вокруг мертвых звезд», — комментирует Лиза Калтенеггер, директор Института Карла Сагана Корнельского университета. Хотя эта конкретная планета вряд ли будет потенциально пригодной для жизни, было проведено множество исследований, посвященных идее поиска жизни на планетах, которые могут вращаться вокруг белых карликов.

«Если планеты могут пережить гибель своей звезды, может ли существовать и жизнь? Космический телескоп Джеймса Уэбба, запускаемый в ближайшее время, вполне может ответить на этот вопрос, — полагает Калтенеггер. – Если бы жизнь могла выжить даже на планетах, вращающихся вокруг звездных трупов, это обеспечило бы удивительное будущее нашего космоса».

Подписаться

Авторы:

Австралия

Что еще почитать

Что почитать:Ещё материалы

В регионах

  • Аксенов ответил Киеву на фейки об эвакуации: «эвакуаторы хреновы»

    16881

    Крым

    Фото: управление информации и пресс-службы Главы Республики Крым

  • Самые вкусные оладьи из кабачков по-новому

    11987

    Калуга

    Елена Одинцова

  • Полиция задержала 50 девушек в красном на петрозаводской площади Кирова.

    ФОТО

    Фото 10413

    Карелия

    Ирина Стафеева

  • За час до рассвета: пропавший на трассе в Челябинской области дальнобойщик покончил с собой

    Фото 5277

    Челябинск

    Ирина Меньшикова

  • Действия руководства свердловских управлений Росреестра и Росимущества подрывают авторитет местной и федеральной власти

    3287

    Екатеринбург

    Максим Бойков

  • Как получить звание ветерана труда

    2428

    Великий Новгород

    Белобородько Мария

В регионах:Ещё материалы

Солнце — Исследование Солнечной системы НАСА

Обзор

Наше Солнце — звезда возрастом 4,5 миллиарда лет — горячий светящийся шар из водорода и гелия в центре нашей Солнечной системы. Солнце находится примерно в 93 миллионах миль (150 миллионов километров) от Земли, и без его энергии жизнь, какой мы ее знаем, не могла бы существовать здесь, на нашей родной планете.

Солнце — самый большой объект в нашей Солнечной системе. Чтобы заполнить объем Солнца, потребуется 1,3 миллиона земных шаров. Его гравитация удерживает Солнечную систему вместе, удерживая все, от самых больших планет до мельчайших обломков на орбите вокруг нее. Самая горячая часть Солнца — это его ядро, где температура достигает 27 миллионов градусов по Фаренгейту (15 миллионов градусов по Цельсию). Активность Солнца, от его мощных извержений до постоянного потока заряженных частиц, которые оно испускает, влияет на природу космоса во всей Солнечной системе.

НАСА и другие международные космические агентства наблюдают за Солнцем 24/7 с помощью флота космических кораблей, изучая все, от его атмосферы до поверхности, и даже заглядывая внутрь Солнца с помощью специальных инструментов. Космические аппараты для исследования Солнца включают Parker Solar Probe, Solar Orbiter, SOHO, ACE, IRIS, WIND, Hinode, обсерваторию солнечной динамики и STEREO.

Идите дальше: исследуйте наше солнце в глубине ›

Десять вещей, которые нужно знать о Солнце

10 вещей, которые нужно знать о Солнце

1

Самый большой

Солнце примерно в 100 раз шире Земли и примерно в 10 раз шире Юпитера, самой большой планеты. Если бы Солнце было высотой с типичную входную дверь, Земля была бы размером с пятицентовую монету.

2

ЗВЕЗДНЫЙ АТТРАКЦИОН

Солнце — единственная звезда в нашей Солнечной системе. Это центр нашей Солнечной системы, и его гравитация удерживает Солнечную систему вместе. Все в нашей Солнечной системе вращается вокруг нее — планеты, астероиды, кометы и крошечные частицы космического мусора.

3

Воскресенье

Измерить «день» на Солнце сложно из-за того, как оно вращается. Он не вращается как единый цельный шар. Это потому, что поверхность Солнца не твердая, как земная. Вместо этого Солнце состоит из сверхгорячего электрически заряженного газа, называемого плазмой. Эта плазма вращается с разной скоростью в разных частях Солнца. На экваторе Солнце совершает один оборот за 25 земных суток. На своих полюсах Солнце делает один оборот вокруг своей оси за 36 земных дней.

ЭКСТРЕМАЛЬНОЕ СОЛНЦЕ

СОЛНЦЕ В ЭКСТРЕМАЛЬНОМ УЛЬТРАФИОЛЕТОМ

4

Гуляя под лучами солнца

Часть Солнца, которую мы видим с Земли – часть, которую мы называем поверхностью – это фотосфера. На самом деле у Солнца нет твердой поверхности, потому что это шар из плазмы.

5

Динамичная атмосфера

Над поверхностью Солнца находятся его тонкая хромосфера и огромная корона (корона). Здесь мы видим такие особенности, как солнечные протуберанцы, вспышки и корональные выбросы массы. Последние два — это гигантские взрывы энергии и частиц, которые могут достичь Земли.

6

Безлунный

У Солнца нет спутников, но вокруг него вращаются восемь планет, по меньшей мере пять карликовых планет, десятки тысяч астероидов и, возможно, три триллиона комет и ледяных тел.

7

Звездочеты

Несколько космических аппаратов в настоящее время исследуют Солнце, включая Parker Solar Probe, STEREO, Solar Orbiter, SOHO, Solar Dynamics Observatory, Hinode, IRIS и Wind.

8

Солнечная пыль

Солнце должно было быть окружено газопылевым диском в начале своей истории, когда Солнечная система только формировалась 4,6 миллиарда лет назад. Часть этой пыли все еще существует сегодня в нескольких пылевых кольцах, окружающих Солнце. Они отслеживают орбиты планет, гравитация которых притягивает пыль к Солнцу.

9

Источник жизни

Ничто не может жить на Солнце, но его энергия жизненно необходима для большей части жизни на Земле.

10

Горячая недвижимость

Температура в ядре Солнца составляет около 27 миллионов градусов по Фаренгейту (15 миллионов градусов по Цельсию) — достаточно для поддержания ядерного синтеза. Это создает внешнее давление, которое поддерживает гигантскую массу звезды, не давая ей разрушиться.

КОЛЬЦА СОЛНЕЧНОЙ ПЫЛИ

Поп-культура

Поп-культура

Солнце вдохновляло нас с древних времен. Он занимает центральное место в мифологии и религии культур по всему миру, включая древних египтян, ацтеков Мексики, индейских племен Северной и Южной Америки, китайцев и многих других.

Бесчисленное количество музыкантов написали песни о Солнце. В 1969 году у «Битлз» был хит «Here Comes the Sun». Другие популярные песни, в которых упоминается Солнце, включают: «Walkin’ on the Sun» Smashmouth; «Ain’t No Sunshine» Билла Уизерса; «Прогулки по солнечному свету» Катрины и волн; «Pocketful of Sunshine» Наташи Бедингфилд; и «Впусти солнечный свет» группы Fifth Dimension.

Если вы Супермен или другой криптонианец, ваши силы усиливаются желтым сиянием нашего Солнца, и вы даже можете избавляться от опасных материалов, как это делали Супермен и Супербой, швыряя их в Солнце.

В научно-фантастическом фильме 1990 года «Солнечный кризис» огромная солнечная вспышка вот-вот сожжет Землю. Предполагается, что астронавты используют бомбу, чтобы отклонить сигнальную ракету. В фильме 2007 года «Солнечный свет» Солнце умирает, погружая Землю в глубокий мороз. Чтобы спасти человечество, астронавты пытаются снова зажечь Солнце с помощью бомбы, но все идет не так, как планировалось. В 2019 годуфильм «Блуждающая Земля», снова умирает Солнце, но бомбы на этот раз нет. Вместо этого люди строят гигантские ракетные двигатели, чтобы переместить Землю в новую звездную систему. (Как и у всех звезд, у Солнца в конце концов закончится энергия, но ученые не ожидают, что это произойдет в ближайшие 5 миллиардов лет или около того.)

Подходит для детей Солнце

Солнце для детей

Солнце — звезда. Во Вселенной много звезд, но Солнце — самая близкая к Земле и единственная в нашей Солнечной системе. Это центр нашей Солнечной системы.

Солнце — это раскаленный шар из светящихся газов. Он сохраняет нашу планету достаточно теплой для роста живых существ. Он дает нам свет, чтобы мы могли видеть.

Планеты, вращающиеся вокруг Солнца: Меркурий, Венера, Земля, Марс, Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун. Карликовые планеты Плутон, Церера, Макемаке, Хаумеа и Эрида также вращаются вокруг Солнца.

Посетите NASA Space Place, чтобы узнать больше интересных для детей фактов.

NASA Space Place: Все о Солнце ›

Подробнее

Подробнее

  • Наука НАСА: гелиофизика
  • Новости НАСА Солнце-Земля
  • Гелиопедия
  • Карта флота миссии

Подробнее | Солнце — Исследование Солнечной системы НАСА

Введение

Солнце — желтый карлик возрастом 4,5 миллиарда лет — горячий светящийся шар из водорода и гелия — в центре нашей Солнечной системы. Это около 93 миллионов миль (150 миллионов километров) от Земли, и это единственная звезда нашей Солнечной системы. Без энергии Солнца жизнь, какой мы ее знаем, не могла бы существовать на нашей родной планете.

С нашей точки зрения на Земле Солнце может выглядеть как неизменный источник света и тепла в небе. Но Солнце — динамичная звезда, постоянно меняющаяся и посылающая энергию в космос. Наука об изучении Солнца и его влияния на всю Солнечную систему называется гелиофизикой.

Солнце — самый большой объект в нашей Солнечной системе. Его диаметр составляет около 865 000 миль (1,4 миллиона километров). Его гравитация удерживает Солнечную систему вместе, удерживая все, от самых больших планет до мельчайших обломков на орбите вокруг нее.

Несмотря на то, что Солнце является центром нашей Солнечной системы и играет важную роль в нашем выживании, по своим размерам оно является лишь средней звездой. Были найдены звезды в 100 раз больше. И многие солнечные системы имеют более одной звезды. Изучая наше Солнце, ученые могут лучше понять работу далеких звезд.

Самая горячая часть Солнца — его ядро, где температура достигает 27 миллионов °F (15 миллионов °C). Та часть Солнца, которую мы называем его поверхностью — фотосфера — имеет относительно прохладную температуру 10 000 °F (5500 °C). В одной из самых больших загадок Солнца внешняя атмосфера Солнца, корона, становится тем горячее, чем дальше она простирается от поверхности. Температура короны достигает 3,5 миллионов °F (2 миллионов °C) — намного, намного горячее, чем фотосфера.

2 декабря 2020 года исполнилось 25 лет Солнечной и гелиосферной обсерватории, или SOHO. С момента своего запуска миссия наблюдала за Солнцем.

Тёзка

Тёзка

У Солнца было много имен. Латинское слово для Солнца — «sol», которое является основным прилагательным для всего, что связано с Солнцем: солнечное. Гелиос, бог Солнца в древнегреческой мифологии, также дает свое имя многим терминам, связанным с Солнцем, таким как гелиосфера и гелиосейсмология.

Потенциал для жизни

Потенциал для жизни

Солнце не могло приютить жизнь в том виде, в каком мы его знаем, из-за его экстремальных температур и радиации. Однако жизнь на Земле возможна только благодаря солнечному свету и энергии.

Размер и расстояние

Размер и расстояние

Наше Солнце — звезда среднего размера с радиусом около 435 000 миль (700 000 километров). Многие звезды намного крупнее, но Солнце намного массивнее нашей родной планеты: чтобы соответствовать массе Солнца, потребуется более 330 000 земных масс, а чтобы заполнить объем Солнца, потребуется 1,3 миллиона земных масс.

Солнце находится на расстоянии около 93 миллионов миль (150 миллионов километров) от Земли. Его ближайший звездный сосед — тройная звездная система Альфа Центавра: красный карлик Проксима Центавра находится на расстоянии 4,24 световых года от нас, а Альфа Центавра A и B — две солнцеподобные звезды, вращающиеся вокруг друг друга, — на расстоянии 4,37 световых года. Световой год — это расстояние, которое свет проходит за один год, что равно примерно 6 триллионам миль (9,5 триллионов километров).

Орбита и вращение

Орбита и вращение

Солнце расположено в галактике Млечный Путь в спиральном рукаве, называемом Отрог Ориона, который простирается наружу из рукава Стрельца.

На этой иллюстрации показаны спиральные рукава нашей галактики Млечный Путь. Наше Солнце находится в шпоре Ориона. Предоставлено: НАСА/Адлер/У. Чикаго/Уэслиан/Лаборатория реактивного движения-Калифорнийский технологический институт | Полная подпись и изображение

Солнце вращается вокруг центра Млечного Пути, увлекая за собой планеты, астероиды, кометы и другие объекты в нашей Солнечной системе. Наша Солнечная система движется со средней скоростью 450 000 миль в час (720 000 километров в час). Но даже при такой скорости Солнцу требуется около 230 миллионов лет, чтобы совершить один полный оборот вокруг Млечного Пути.

Солнце вращается вокруг своей оси, вращаясь вокруг галактики. Его вращение имеет наклон в 7,25 градуса по отношению к плоскости орбит планет. Поскольку Солнце не твердое, разные его части вращаются с разной скоростью. На экваторе Солнце делает один оборот примерно каждые 25 земных дней, а на полюсах Солнце делает один оборот вокруг своей оси каждые 36 земных дней.

Луны

Как звезда Солнце не имеет лун, но планеты и их лун вращаются вокруг Солнца.

Кольца

Кольца

Солнце должно было быть окружено газопылевым диском в начале своей истории, когда Солнечная система только формировалась, около 4,6 миллиарда лет назад. Часть этой пыли все еще существует сегодня в нескольких пылевых кольцах, окружающих Солнце. Они отслеживают орбиты планет, гравитация которых притягивает пыль к Солнцу.

Формация

Формация

Солнце образовалось около 4,6 миллиарда лет назад в гигантском вращающемся облаке газа и пыли, называемом солнечной туманностью. По мере того, как туманность разрушалась под действием собственной гравитации, она вращалась быстрее и сплющивалась в диск. Большая часть материала туманности была притянута к центру, чтобы сформировать наше Солнце, что составляет 99,8% массы нашей Солнечной системы. Большая часть оставшегося материала сформировала планеты и другие объекты, которые сейчас вращаются вокруг Солнца. (Остальные остатки газа и пыли были унесены ранним солнечным ветром молодого Солнца.)

Как и у всех звезд, у нашего Солнца рано или поздно закончится энергия. Когда оно начнет умирать, Солнце расширится до красного гиганта и станет настолько большим, что поглотит Меркурий и Венеру, а возможно, и Землю. Ученые предсказывают, что Солнце прошло чуть меньше половины своего жизненного цикла и просуществует еще 5 миллиардов лет или около того, прежде чем станет белым карликом.

3D-модель Солнца, нашей звезды. Авторы и права: Приложения и разработка технологий визуализации НАСА (VTAD) › Параметры загрузки

Структура

Структура

Солнце представляет собой огромный шар из водорода и гелия, удерживаемых вместе собственной гравитацией.

Солнце имеет несколько областей. Внутренние области включают ядро, зону излучения и зону конвекции. Двигаясь наружу — следующая видимая поверхность или фотосфера, затем хромосфера, за ней переходная зона, а затем корона — обширная внешняя атмосфера Солнца.

Когда материал покидает корону со сверхзвуковой скоростью, он становится солнечным ветром, который образует огромный магнитный «пузырь» вокруг Солнца, называемый гелиосферой. Гелиосфера простирается за орбиту планет нашей Солнечной системы. Таким образом, Земля существует внутри атмосферы Солнца. За пределами гелиосферы находится межзвездное пространство.

Ядро — самая горячая часть Солнца. Ядерные реакции здесь, когда водород превращается в гелий, питают солнечное тепло и свет. Температура достигает 27 миллионов ° F (15 миллионов ° C), а его толщина составляет около 86 000 миль (138 000 километров). Плотность ядра Солнца составляет около 150 граммов на кубический сантиметр (г/см³). Это примерно в 8 раз больше плотности золота (190,3 г/см³) или в 13 раз больше плотности свинца (11,3 г/см³).

Энергия ядра выносится наружу за счет излучения. Это излучение отражается вокруг радиационной зоны, и ему требуется около 170 000 лет, чтобы добраться от ядра до вершины конвекционной зоны. Двигаясь наружу, в зоне конвекции, температура падает ниже 3,5 миллионов ° F (2 миллиона ° C). Здесь большие пузыри горячей плазмы (суп из ионизированных атомов) движутся вверх к фотосфере, которую мы считаем поверхностью Солнца.

Поверхность

Поверхность

У Солнца нет твердой поверхности, как у Земли и других каменистых планет и лун. Часть Солнца, обычно называемая его поверхностью, называется фотосферой. Слово «фотосфера» означает «световая сфера», что вполне уместно, поскольку именно этот слой излучает наиболее видимый свет. Это то, что мы видим с Земли своими глазами. (Надеюсь, это само собой разумеется, но никогда не смотрите прямо на Солнце, не защитив глаза.)

Хотя мы называем это поверхностью, фотосфера на самом деле является первым слоем солнечной атмосферы. Это около 250 миль толщиной, с температурой, достигающей около 10 000 градусов по Фаренгейту (5 500 градусов по Цельсию). Это намного холоднее, чем пылающее ядро, но все еще достаточно горячо, чтобы заставить углерод, такой как алмазы и графит, не просто плавиться, а кипеть. Большая часть солнечной радиации уходит из фотосферы в космос.

Атмосфера

Атмосфера

Над фотосферой находится хромосфера, переходная зона и корона. Не все ученые называют переходную зону отдельной областью — это просто тонкий слой, где хромосфера быстро нагревается и становится короной. Фотосфера, хромосфера и корона являются частью атмосферы Солнца. (Иногда корону небрежно называют «атмосферой Солнца», но на самом деле это верхняя атмосфера Солнца.)

В атмосфере Солнца мы видим такие особенности, как солнечные пятна, корональные дыры и солнечные вспышки.

Видимый свет от этих верхних областей Солнца обычно слишком слаб, чтобы его можно было увидеть на фоне более яркой фотосферы, но во время полных солнечных затмений, когда Луна закрывает фотосферу, хромосфера выглядит как тонкий красный ободок вокруг Солнца, в то время как корона образует красивую белую корону («корона» означает корону на латыни и испанском языке) с плазменными полосами, сужающимися наружу, образуя формы, похожие на лепестки цветов.

В одной из самых больших загадок Солнца корона намного горячее, чем слои непосредственно под ней. (Представьте, что уходит от костра только для того, чтобы согреться.) Источник нагрева короны — главная нерешенная загадка в изучении Солнца.

Магнитосфера

Магнитосфера

Солнце создает магнитные поля, которые распространяются в космос и образуют межпланетное магнитное поле — магнитное поле, пронизывающее нашу солнечную систему. Поле переносится через Солнечную систему солнечным ветром — потоком электрически заряженного газа, дующим от Солнца во всех направлениях. Огромный пузырь пространства, в котором преобладает магнитное поле Солнца, называется гелиосферой. Поскольку Солнце вращается, магнитное поле закручивается в большую вращающуюся спираль, известную как спираль Паркера. Эта спираль имеет форму, похожую на узор воды из вращающегося садового полива.

Солнце не всегда ведет себя одинаково. Он проходит фазы высокой и низкой активности, составляющие солнечный цикл. Примерно каждые 11 лет географические полюса Солнца меняют свою магнитную полярность, то есть северный и южный магнитные полюса меняются местами. Во время этого цикла фотосфера, хромосфера и корона Солнца меняются от тихих и спокойных до бурно активных.

Высота цикла солнечной активности, известная как солнечный максимум, является временем значительного увеличения активности солнечных бурь. Солнечные пятна, извержения, называемые солнечными вспышками, и корональные выбросы массы обычны во время солнечного максимума. Последний солнечный цикл — Солнечный цикл 25 — начался в декабре 2019 года.когда произошел солнечный минимум, по данным Группы прогнозов солнечного цикла 25, международной группы экспертов, спонсируемой НАСА и NOAA. Теперь ученые ожидают, что активность Солнца поднимется до следующего прогнозируемого максимума в июле 2025 года.

Солнечная активность может высвобождать огромное количество энергии и частиц, некоторые из которых воздействуют на нас здесь, на Земле. Как и погода на Земле, условия в космосе, известные как космическая погода, всегда меняются в зависимости от активности Солнца. «Космическая погода» может мешать спутникам, GPS и радиосвязи. Он также может вывести из строя энергосистемы и вызвать коррозию трубопроводов, по которым транспортируются нефть и газ.

Самая сильная геомагнитная буря за всю историю наблюдений — событие Кэррингтона, названное в честь британского астронома Ричарда Кэррингтона, наблюдавшего 1 сентября 1859 года солнечную вспышку, вызвавшую это событие. Телеграфные системы по всему миру вышли из строя. Искровые разряды поражали телеграфистов и поджигали их телеграфную бумагу. Незадолго до рассвета следующего дня небо над Землей вспыхнуло красными, зелеными и пурпурными полярными сияниями — результатом взаимодействия энергии и частиц Солнца с атмосферой Земли. По сообщениям, полярные сияния были настолько яркими, что газеты можно было читать так же легко, как и при дневном свете. Полярные сияния, или северное сияние, были видны на юге вплоть до Кубы, Багамских островов, Ямайки, Сальвадора и Гавайев.

Еще одна солнечная вспышка 13 марта 1989 года вызвала геомагнитные бури, которые нарушили передачу электроэнергии с электростанции Hydro Québec в Канаде, погрузив 6 миллионов человек во тьму на 9 часов. Вспышка 1989 года также вызвала скачки напряжения, расплавившие силовые трансформаторы в Нью-Джерси.

В декабре 2005 года рентгеновские лучи солнечной бури нарушили связь спутник-земля и навигационные сигналы Глобальной системы позиционирования (GPS) примерно на 10 минут.

Центр прогнозирования космической погоды NOAA следит за активными областями на Солнце и выпускает часы, предупреждения и оповещения об опасных явлениях космической погоды.

Ресурсы

Ресурсы

  • Гелиофизика НАСА
  • Гелиопедия
  • Миссии по изучению Солнца
  • Центр прогнозирования космической погоды NOAA

Солнце Земли: Факты о возрасте, размере и истории Солнца

Космос поддерживается своей аудиторией. Когда вы покупаете по ссылкам на нашем сайте, мы можем получать партнерскую комиссию. Вот почему вы можете доверять нам.

Одно из первых изображений, сделанных солнечным орбитальным аппаратом ЕКА/НАСА во время его первого близкого прохождения к Солнцу в 2020 году. (Изображение предоставлено: Solar Orbiter/EUI Team/ESA & NASA; CSL, IAS, MPS, PMOD/WRC, ROB, UCL/MSSL)

Солнце находится в центре Солнечной системы, где оно является самым большим объектом. Он содержит 99,8% массы Солнечной системы и примерно в 109 раз больше диаметра Земли — около одного миллиона Земель может поместиться внутри Солнца.

Поверхность Солнца нагревается примерно до 10 000 градусов по Фаренгейту (5 500 градусов по Цельсию), а температура в ядре достигает более 27 миллионов F (15 миллионов C) из-за ядерных реакций. По данным НАСА, нужно было бы взрывать 100 миллиардов тонн динамита каждую секунду, чтобы соответствовать энергии, производимой солнцем .

Солнце — одна из более чем 100 миллиардов звезд Млечного Пути . Она вращается на расстоянии около 25 000 световых лет от галактического ядра, совершая один оборот каждые 250 миллионов лет или около того. Солнце относительно молодо и входит в поколение звезд, известных как Население I, которые относительно богаты элементами тяжелее гелия. Старшее поколение звезд называется Населением II, и, возможно, существовало более раннее поколение Населения III, хотя о членах этого поколения пока ничего не известно.

  Связанный: Насколько горячо солнце?

Как образовалось солнце

Солнце родилось около 4,6 миллиарда лет назад. Многие ученые считают, что Солнце и остальная часть Солнечной системы образовались из гигантского вращающегося облака газа и пыли, известного как солнечная туманность. Когда туманность схлопывалась из-за гравитации, она вращалась быстрее и сплющивалась в диск. Большая часть материала была стянута к центру, чтобы сформировать солнце.

Связанные: Как образовалось солнце?

У Солнца достаточно ядерного топлива, чтобы оставаться таким, как сейчас, еще 5 миллиардов лет. После этого он раздуется и станет красным гигантом (откроется в новой вкладке). В конце концов, он сбросит свои внешние слои, а оставшееся ядро ​​разрушится и превратится в белого карлика (откроется в новой вкладке). Медленно белый карлик исчезнет и войдет в свою заключительную фазу как тусклый, холодный теоретический объект, иногда известный как черный карлик (откроется в новой вкладке).

Связанный: Когда солнце умрет?

Схема, показывающая солнце в центре нашей Солнечной системы (не в масштабе). (Изображение предоставлено NASA/JPL-Caltech)

(открывается в новой вкладке)

Внутренняя структура и атмосфера Солнца

Солнце и атмосфера Солнца (открывается в новой вкладке) разделены на несколько зон и слоев. Внутреннее пространство Солнца изнутри наружу состоит из ядра, радиационной зоны и конвективной зоны. Солнечная атмосфера над ней состоит из фотосферы, хромосферы, переходной области и короны. Дальше — солнечный ветер , истечение газа из короны.

Ядро простирается от центра Солнца примерно на четверть пути к его поверхности. Хотя он составляет всего около 2% объема Солнца, его плотность почти в 15 раз превышает плотность свинца, и он содержит почти половину массы Солнца. Далее следует радиационная зона, которая простирается от ядра до 70 % пути до поверхности Солнца, составляя 32 % объема Солнца и 48 % его массы. Свет от ядра рассеивается в этой зоне, так что для прохождения одного фотона часто может потребоваться миллион лет.

Зона конвекции достигает поверхности Солнца и составляет 66% объема Солнца, но лишь немногим более 2% его массы. В этой зоне преобладают бурлящие «конвекционные ячейки» газа. Существуют два основных типа ячеек солнечной конвекции — ячейки грануляции шириной около 600 миль (1000 километров) и ячейки супергрануляции диаметром около 20 000 миль (30 000 км).

Фотосфера — самый нижний слой солнечной атмосферы, излучающий свет, который мы видим. Его толщина составляет около 300 миль (500 км), хотя большая часть света исходит из его нижней трети. Температура в фотосфере колеблется от 11 000 F (6 125 C) внизу до 7 460 F (4 125 C) наверху. Далее идет хромосфера, которая более горячая, до 35 500 F (19,725 C) и, по-видимому, полностью состоит из остроконечных структур, известных как спикулы, обычно около 600 миль (1000 км) в поперечнике и до 6000 миль (10 000 км) в высоту.

После этого находится переходная область толщиной от нескольких сотен до нескольких тысяч миль, которая нагревается короной над ней и излучает большую часть своего света в виде ультрафиолетовых лучей. Вверху находится сверхгорячая корона, состоящая из таких структур, как петли и потоки ионизированного газа. Температура короны обычно колеблется от 900 000 F (500 000 C) до 10,8 миллионов F (6 миллионов C) и даже может достигать десятков миллионов градусов, когда происходит солнечная вспышка. Материя короны сдувается солнечным ветром.

Связанный: Космическая погода: Солнечные пятна, солнечные вспышки и выбросы корональной массы

Магнитное поле Солнца

Магнитное поле Солнца обычно примерно в два раза сильнее магнитного поля Земли. Однако на небольших участках он сильно концентрируется, достигая в 3000 раз большей силы, чем обычно. Эти перегибы и завихрения в магнитном поле возникают из-за того, что Солнце вращается быстрее на экваторе, чем в более высоких широтах, и потому, что внутренние части Солнца вращаются быстрее, чем поверхность.

Связанный: Огромные магнитные «веревки» приводят к мощным солнечным взрывам

Эти искажения создают особенности, начиная от солнечных пятен и заканчивая впечатляющими извержениями, известными как вспышки , и выбросами корональной массы. Вспышки — самые сильные извержения в Солнечной системе, в то время как выбросы корональной массы (открывается в новой вкладке) менее сильны, но связаны с огромным количеством материи — один выброс может выбросить в космос примерно 20 миллиардов тонн (18 миллиардов метрических тонн) вещества. .

Химический состав Солнца

Как и большинство других звезд, Солнце состоит в основном из водорода, за которым следует гелий. Почти все оставшееся вещество состоит из семи других элементов — кислорода, углерода, неона, азота, магния, железа и кремния. На каждый миллион атомов водорода на Солнце приходится 98 000 гелия, 850 кислорода, 360 углерода, 120 неона, 110 азота, 40 магния, 35 железа и 35 кремния. Тем не менее, водород — самый легкий из всех элементов, поэтому на его долю приходится примерно 72% массы Солнца, а на гелий — около 26%.

Связанный: Из чего сделано солнце? (открывается в новой вкладке)

Посмотрите, как работают солнечные вспышки, солнечные бури и мощные солнечные извержения, в этой инфографике SPACE.com. Посмотреть полную инфографику солнечной бури можно здесь. (Изображение предоставлено Karl Tate/SPACE.com)

Солнечные пятна и солнечные циклы

Солнечные пятна — это относительно холодные темные образования на поверхности Солнца, которые часто имеют примерно круглую форму. Они появляются там, где плотные пучки силовых линий магнитного поля из недр Солнца прорываются через поверхность.

Количество солнечных пятен меняется в зависимости от солнечной магнитной активности — изменение этого числа от минимального нуля до максимального примерно в 250 солнечных пятен или скоплений солнечных пятен, а затем обратно до минимума известно как солнечный цикл (открывает в новой вкладке) и составляет в среднем около 11 лет. В конце цикла магнитное поле быстро меняет полярность.

  Похожие: Крупнейшее солнечное пятно за последние 24 года поражает ученых, но также сбивает с толку

История наблюдения за солнцем

Солнечный орбитальный аппарат ESA-NASA и солнечный зонд NASA Parker в настоящее время изучают солнце с беспрецедентно подробного расстояния, чем любой космический корабль до него. (Изображение предоставлено: Solar Orbiter: ESA/ATG medialab; Parker Solar Probe: NASA/Johns Hopkins APL). и наблюдения за затмениями. Многие считали, что Солнце вращается вокруг Земли, а древнегреческий ученый Птолемей формализовал эту «геоцентрическую» модель в 150 г. до н.э. Затем, в 1543 году, Николай Коперник описал гелиоцентрическую (солнцецентрированную) модель Солнечной системы, а в 1610 году открытие Галилео Галилеем спутников Юпитера подтвердило, что не все небесные тела тела кружили вокруг Земли.

Чтобы узнать больше о том, как устроены Солнце и другие звезды, после первых наблюдений с помощью ракет ученые начали изучать Солнце с околоземной орбиты. НАСА запустило серию из восьми орбитальных обсерваторий, известную как Орбитальная солнечная обсерватория в период с 1962 по 1971 год. Семь из них были успешными, они проанализировали солнце в ультрафиолетовом и рентгеновском диапазонах и сфотографировали сверхгорячую корону. среди прочих достижений.

В 1990 году НАСА и Европейское космическое агентство запустили зонд «Улисс» , чтобы провести первые наблюдения за его полярными регионами. В 2004 году космический корабль НАСА «Генезис» доставил образцы солнечного ветра на Землю для изучения. В 2007 году миссия НАСА с двумя космическими аппаратами Солнечно-земных отношений (STEREO) вернула первые трехмерные изображения Солнца. НАСА потеряло связь со STEREO-B в 2014 году, который оставался вне связи, за исключением короткого периода в 2016 году. STEREO-A остается полностью функциональным.

Солнечная и гелиосферная обсерватория (SOHO), которая в прошлом году отпраздновала 25-летие пребывания в космосе, стала одной из самых важных миссий на сегодняшний день. Разработанный для изучения солнечного ветра, а также внешних слоев и внутренней структуры Солнца, он показал структуру солнечных пятен под поверхностью, измерил ускорение солнечного ветра, обнаружил корональные волны и солнечные торнадо, обнаружил более 1000 комет. и произвел революцию в нашей способности прогнозировать космическую погоду.

Обсерватория солнечной динамики (SDO), запущенная в 2010 году, вернула невиданные ранее детали материала, выходящего наружу и прочь от солнечных пятен, а также очень крупные планы активности на поверхности Солнца. и первые измерения солнечных вспышек с высоким разрешением в широком диапазоне длин волн экстремального ультрафиолета.

Новейшим дополнением к флоту наблюдения за Солнцем являются солнечный зонд NASA Parker , запущенный в 2018 году, и Solar Orbiter ESA/NASA , запущенный в 2020 году. Оба этих космических корабля вращаются вокруг солнце ближе, чем любой космический корабль до него, проводя дополнительные измерения окружающей среды в окрестностях звезды.

Во время своего близкого прохода солнечный зонд Parker погружается во внешнюю атмосферу Солнца, корону, выдерживая температуру выше одного миллиона градусов по Фаренгейту. В ближайшем будущем солнечный зонд Parker пролетит всего 4 миллиона миль (6,5 миллиона километров) до поверхности Солнца (расстояние между Солнцем и Землей составляет 93 миллиона миль (150 миллионов километров)). Измерения, которые он производит, помогают ученым узнать больше о том, как энергия течет через солнце, о структуре солнечного ветра и о том, как энергетические частицы ускоряются и переносятся.

Связанный: NASA Parker Solar Probe приближается к солнцу, поскольку цикл космической погоды ускоряется с высокотехнологичными камерами и телескопами, которые делают снимки поверхности Солнца с самого близкого расстояния. Технически для солнечного зонда Parker было невозможно нести камеру, которая смотрела бы прямо на поверхность солнца.

В ближайшее время Solar Orbiter пройдет на расстоянии около 26 миллионов миль (43 миллиона километров) от звезды — примерно на 25% ближе, чем Меркурий . Во время своего первого перигелия, точки на его эллиптической орбите, ближайшей к Солнцу, космический корабль приблизился к Солнцу примерно на половину расстояния от Земли. Изображения, полученные во время первого перигелия, опубликованные в июне прошлого года, были самыми близкими изображениями Солнца из когда-либо сделанных и выявили ранее невиданные особенности на поверхности звезды — миниатюрные вспышки, получившие название костров. (откроется в новой вкладке)

После того, как Solar Orbiter совершит несколько близких проходов, диспетчеры миссии начнут поднимать его орбиту из плоскости эклиптики, в которой вращаются планеты, чтобы дать возможность камерам космического корабля сделать первые в истории снимки полюсов Солнца крупным планом. Картирование активности в полярных регионах поможет ученым лучше понять магнитное поле Солнца, которое определяет 11-летний солнечный цикл.

Эта статья была обновлена ​​9 июня 2021 года старшим автором Space.com Терезой Пултаровой.

Присоединяйтесь к нашим космическим форумам, чтобы продолжать обсуждать последние миссии, ночное небо и многое другое! А если у вас есть новость, исправление или комментарий, сообщите нам об этом по адресу: [email protected]

Чарльз К. Чой — автор статей для Space.com и Live Science. Он охватывает все, что связано с человеческим происхождением и астрономией, а также физику, животных и общие научные темы. Чарльз имеет степень магистра гуманитарных наук Университета Миссури-Колумбия, Школу журналистики и степень бакалавра гуманитарных наук Университета Южной Флориды. Чарльз побывал на всех континентах Земли, пил прогорклый чай с маслом яка в Лхасе, плавал с морскими львами на Галапагосских островах и даже взбирался на айсберг в Антарктиде. Посетите его на http://www.sciwriter.us

Земное солнце: Факты о возрасте, размерах и истории Солнца

Космос поддерживается своей аудиторией. Когда вы покупаете по ссылкам на нашем сайте, мы можем получать партнерскую комиссию. Вот почему вы можете доверять нам.

Одно из первых изображений, сделанных солнечным орбитальным аппаратом ЕКА/НАСА во время его первого близкого прохождения к Солнцу в 2020 году. (Изображение предоставлено: Solar Orbiter/EUI Team/ESA & NASA; CSL, IAS, MPS, PMOD/WRC, ROB, UCL/MSSL)

Солнце находится в центре Солнечной системы, где оно является самым большим объектом. Вмещает 99,8% массы Солнечной системы и примерно в 109 раз больше диаметра Земли — внутри Солнца может поместиться около миллиона Земель.

Поверхность Солнца нагревается примерно до 10 000 градусов по Фаренгейту (5 500 градусов по Цельсию), а температура в ядре достигает более 27 миллионов F (15 миллионов C) из-за ядерных реакций. По данным НАСА, нужно было бы взрывать 100 миллиардов тонн динамита каждую секунду, чтобы соответствовать энергии, производимой солнцем .

Солнце — одна из более чем 100 миллиардов звезд Млечного Пути . Она вращается на расстоянии около 25 000 световых лет от галактического ядра, совершая один оборот каждые 250 миллионов лет или около того. Солнце относительно молодо и входит в поколение звезд, известных как Население I, которые относительно богаты элементами тяжелее гелия. Старшее поколение звезд называется Населением II, и, возможно, существовало более раннее поколение Населения III, хотя о членах этого поколения пока ничего не известно.

  Связанный: Насколько горячо солнце?

Как образовалось солнце

Солнце родилось около 4,6 миллиарда лет назад. Многие ученые считают, что Солнце и остальная часть Солнечной системы образовались из гигантского вращающегося облака газа и пыли, известного как солнечная туманность. Когда туманность схлопывалась из-за гравитации, она вращалась быстрее и сплющивалась в диск. Большая часть материала была стянута к центру, чтобы сформировать солнце.

Связанные: Как образовалось солнце?

У Солнца достаточно ядерного топлива, чтобы оставаться таким, как сейчас, еще 5 миллиардов лет. После этого он раздуется и станет красным гигантом (откроется в новой вкладке). В конце концов, он сбросит свои внешние слои, а оставшееся ядро ​​разрушится и превратится в белого карлика (откроется в новой вкладке). Медленно белый карлик исчезнет и войдет в свою заключительную фазу как тусклый, холодный теоретический объект, иногда известный как черный карлик (откроется в новой вкладке).

Связанный: Когда солнце умрет?

Схема, показывающая солнце в центре нашей Солнечной системы (не в масштабе). (Изображение предоставлено NASA/JPL-Caltech)

(открывается в новой вкладке)

Внутренняя структура и атмосфера Солнца

Солнце и атмосфера Солнца (открывается в новой вкладке) разделены на несколько зон и слоев. Внутреннее пространство Солнца изнутри наружу состоит из ядра, радиационной зоны и конвективной зоны. Солнечная атмосфера над ней состоит из фотосферы, хромосферы, переходной области и короны. Дальше — солнечный ветер , истечение газа из короны.

Ядро простирается от центра Солнца примерно на четверть пути к его поверхности. Хотя он составляет всего около 2% объема Солнца, его плотность почти в 15 раз превышает плотность свинца, и он содержит почти половину массы Солнца. Далее следует радиационная зона, которая простирается от ядра до 70 % пути до поверхности Солнца, составляя 32 % объема Солнца и 48 % его массы. Свет от ядра рассеивается в этой зоне, так что для прохождения одного фотона часто может потребоваться миллион лет.

Зона конвекции достигает поверхности Солнца и составляет 66% объема Солнца, но лишь немногим более 2% его массы. В этой зоне преобладают бурлящие «конвекционные ячейки» газа. Существуют два основных типа ячеек солнечной конвекции — ячейки грануляции шириной около 600 миль (1000 километров) и ячейки супергрануляции диаметром около 20 000 миль (30 000 км).

Фотосфера — самый нижний слой солнечной атмосферы, излучающий свет, который мы видим. Его толщина составляет около 300 миль (500 км), хотя большая часть света исходит из его нижней трети. Температура в фотосфере колеблется от 11 000 F (6 125 C) внизу до 7 460 F (4 125 C) наверху. Далее идет хромосфера, которая более горячая, до 35 500 F (19,725 C) и, по-видимому, полностью состоит из остроконечных структур, известных как спикулы, обычно около 600 миль (1000 км) в поперечнике и до 6000 миль (10 000 км) в высоту.

После этого находится переходная область толщиной от нескольких сотен до нескольких тысяч миль, которая нагревается короной над ней и излучает большую часть своего света в виде ультрафиолетовых лучей. Вверху находится сверхгорячая корона, состоящая из таких структур, как петли и потоки ионизированного газа. Температура короны обычно колеблется от 900 000 F (500 000 C) до 10,8 миллионов F (6 миллионов C) и даже может достигать десятков миллионов градусов, когда происходит солнечная вспышка. Материя короны сдувается солнечным ветром.

Связанный: Космическая погода: Солнечные пятна, солнечные вспышки и выбросы корональной массы

Магнитное поле Солнца

Магнитное поле Солнца обычно примерно в два раза сильнее магнитного поля Земли. Однако на небольших участках он сильно концентрируется, достигая в 3000 раз большей силы, чем обычно. Эти перегибы и завихрения в магнитном поле возникают из-за того, что Солнце вращается быстрее на экваторе, чем в более высоких широтах, и потому, что внутренние части Солнца вращаются быстрее, чем поверхность.

Связанный: Огромные магнитные «веревки» приводят к мощным солнечным взрывам

Эти искажения создают особенности, начиная от солнечных пятен и заканчивая впечатляющими извержениями, известными как вспышки , и выбросами корональной массы. Вспышки — самые сильные извержения в Солнечной системе, в то время как выбросы корональной массы (открывается в новой вкладке) менее сильны, но связаны с огромным количеством материи — один выброс может выбросить в космос примерно 20 миллиардов тонн (18 миллиардов метрических тонн) вещества. .

Химический состав Солнца

Как и большинство других звезд, Солнце состоит в основном из водорода, за которым следует гелий. Почти все оставшееся вещество состоит из семи других элементов — кислорода, углерода, неона, азота, магния, железа и кремния. На каждый миллион атомов водорода на Солнце приходится 98 000 гелия, 850 кислорода, 360 углерода, 120 неона, 110 азота, 40 магния, 35 железа и 35 кремния. Тем не менее, водород — самый легкий из всех элементов, поэтому на его долю приходится примерно 72% массы Солнца, а на гелий — около 26%.

Связанный: Из чего сделано солнце? (открывается в новой вкладке)

Посмотрите, как работают солнечные вспышки, солнечные бури и мощные солнечные извержения, в этой инфографике SPACE.com. Посмотреть полную инфографику солнечной бури можно здесь. (Изображение предоставлено Karl Tate/SPACE.com)

Солнечные пятна и солнечные циклы

Солнечные пятна — это относительно холодные темные образования на поверхности Солнца, которые часто имеют примерно круглую форму. Они появляются там, где плотные пучки силовых линий магнитного поля из недр Солнца прорываются через поверхность.

Количество солнечных пятен меняется в зависимости от солнечной магнитной активности — изменение этого числа от минимального нуля до максимального примерно в 250 солнечных пятен или скоплений солнечных пятен, а затем обратно до минимума известно как солнечный цикл (открывает в новой вкладке) и составляет в среднем около 11 лет. В конце цикла магнитное поле быстро меняет полярность.

  Похожие: Крупнейшее солнечное пятно за последние 24 года поражает ученых, но также сбивает с толку

История наблюдения за солнцем

Солнечный орбитальный аппарат ESA-NASA и солнечный зонд NASA Parker в настоящее время изучают солнце с беспрецедентно подробного расстояния, чем любой космический корабль до него. (Изображение предоставлено: Solar Orbiter: ESA/ATG medialab; Parker Solar Probe: NASA/Johns Hopkins APL). и наблюдения за затмениями. Многие считали, что Солнце вращается вокруг Земли, а древнегреческий ученый Птолемей формализовал эту «геоцентрическую» модель в 150 г. до н.э. Затем, в 1543 году, Николай Коперник описал гелиоцентрическую (солнцецентрированную) модель Солнечной системы, а в 1610 году открытие Галилео Галилеем спутников Юпитера подтвердило, что не все небесные тела тела кружили вокруг Земли.

Чтобы узнать больше о том, как устроены Солнце и другие звезды, после первых наблюдений с помощью ракет ученые начали изучать Солнце с околоземной орбиты. НАСА запустило серию из восьми орбитальных обсерваторий, известную как Орбитальная солнечная обсерватория в период с 1962 по 1971 год. Семь из них были успешными, они проанализировали солнце в ультрафиолетовом и рентгеновском диапазонах и сфотографировали сверхгорячую корону. среди прочих достижений.

В 1990 году НАСА и Европейское космическое агентство запустили зонд «Улисс» , чтобы провести первые наблюдения за его полярными регионами. В 2004 году космический корабль НАСА «Генезис» доставил образцы солнечного ветра на Землю для изучения. В 2007 году миссия НАСА с двумя космическими аппаратами Солнечно-земных отношений (STEREO) вернула первые трехмерные изображения Солнца. НАСА потеряло связь со STEREO-B в 2014 году, который оставался вне связи, за исключением короткого периода в 2016 году. STEREO-A остается полностью функциональным.

Солнечная и гелиосферная обсерватория (SOHO), которая в прошлом году отпраздновала 25-летие пребывания в космосе, стала одной из самых важных миссий на сегодняшний день. Разработанный для изучения солнечного ветра, а также внешних слоев и внутренней структуры Солнца, он показал структуру солнечных пятен под поверхностью, измерил ускорение солнечного ветра, обнаружил корональные волны и солнечные торнадо, обнаружил более 1000 комет. и произвел революцию в нашей способности прогнозировать космическую погоду.

Обсерватория солнечной динамики (SDO), запущенная в 2010 году, вернула невиданные ранее детали материала, выходящего наружу и прочь от солнечных пятен, а также очень крупные планы активности на поверхности Солнца. и первые измерения солнечных вспышек с высоким разрешением в широком диапазоне длин волн экстремального ультрафиолета.

Новейшим дополнением к флоту наблюдения за Солнцем являются солнечный зонд NASA Parker , запущенный в 2018 году, и Solar Orbiter ESA/NASA , запущенный в 2020 году. Оба этих космических корабля вращаются вокруг солнце ближе, чем любой космический корабль до него, проводя дополнительные измерения окружающей среды в окрестностях звезды.

Во время своего близкого прохода солнечный зонд Parker погружается во внешнюю атмосферу Солнца, корону, выдерживая температуру выше одного миллиона градусов по Фаренгейту. В ближайшем будущем солнечный зонд Parker пролетит всего 4 миллиона миль (6,5 миллиона километров) до поверхности Солнца (расстояние между Солнцем и Землей составляет 93 миллиона миль (150 миллионов километров)). Измерения, которые он производит, помогают ученым узнать больше о том, как энергия течет через солнце, о структуре солнечного ветра и о том, как энергетические частицы ускоряются и переносятся.

Связанный: NASA Parker Solar Probe приближается к солнцу, поскольку цикл космической погоды ускоряется с высокотехнологичными камерами и телескопами, которые делают снимки поверхности Солнца с самого близкого расстояния. Технически для солнечного зонда Parker было невозможно нести камеру, которая смотрела бы прямо на поверхность солнца.

В ближайшее время Solar Orbiter пройдет на расстоянии около 26 миллионов миль (43 миллиона километров) от звезды — примерно на 25% ближе, чем Меркурий . Во время своего первого перигелия, точки на его эллиптической орбите, ближайшей к Солнцу, космический корабль приблизился к Солнцу примерно на половину расстояния от Земли. Изображения, полученные во время первого перигелия, опубликованные в июне прошлого года, были самыми близкими изображениями Солнца из когда-либо сделанных и выявили ранее невиданные особенности на поверхности звезды — миниатюрные вспышки, получившие название костров. (откроется в новой вкладке)

После того, как Solar Orbiter совершит несколько близких проходов, диспетчеры миссии начнут поднимать его орбиту из плоскости эклиптики, в которой вращаются планеты, чтобы дать возможность камерам космического корабля сделать первые в истории снимки полюсов Солнца крупным планом. Картирование активности в полярных регионах поможет ученым лучше понять магнитное поле Солнца, которое определяет 11-летний солнечный цикл.

Эта статья была обновлена ​​9 июня 2021 года старшим автором Space.com Терезой Пултаровой.

Присоединяйтесь к нашим космическим форумам, чтобы продолжать обсуждать последние миссии, ночное небо и многое другое! А если у вас есть новость, исправление или комментарий, сообщите нам об этом по адресу: [email protected]

Чарльз К. Чой — автор статей для Space.com и Live Science. Он охватывает все, что связано с человеческим происхождением и астрономией, а также физику, животных и общие научные темы. Чарльз имеет степень магистра гуманитарных наук Университета Миссури-Колумбия, Школу журналистики и степень бакалавра гуманитарных наук Университета Южной Флориды. Чарльз побывал на всех континентах Земли, пил прогорклый чай с маслом яка в Лхасе, плавал с морскими львами на Галапагосских островах и даже взбирался на айсберг в Антарктиде. Посетите его на http://www.sciwriter.us

Земное солнце: Факты о возрасте, размерах и истории Солнца

Космос поддерживается своей аудиторией. Когда вы покупаете по ссылкам на нашем сайте, мы можем получать партнерскую комиссию. Вот почему вы можете доверять нам.

Одно из первых изображений, сделанных солнечным орбитальным аппаратом ЕКА/НАСА во время его первого близкого прохождения к Солнцу в 2020 году. (Изображение предоставлено: Solar Orbiter/EUI Team/ESA & NASA; CSL, IAS, MPS, PMOD/WRC, ROB, UCL/MSSL)

Солнце находится в центре Солнечной системы, где оно является самым большим объектом. Вмещает 99,8% массы Солнечной системы и примерно в 109 раз больше диаметра Земли — внутри Солнца может поместиться около миллиона Земель.

Поверхность Солнца нагревается примерно до 10 000 градусов по Фаренгейту (5 500 градусов по Цельсию), а температура в ядре достигает более 27 миллионов F (15 миллионов C) из-за ядерных реакций. По данным НАСА, нужно было бы взрывать 100 миллиардов тонн динамита каждую секунду, чтобы соответствовать энергии, производимой солнцем .

Солнце — одна из более чем 100 миллиардов звезд Млечного Пути . Она вращается на расстоянии около 25 000 световых лет от галактического ядра, совершая один оборот каждые 250 миллионов лет или около того. Солнце относительно молодо и входит в поколение звезд, известных как Население I, которые относительно богаты элементами тяжелее гелия. Старшее поколение звезд называется Населением II, и, возможно, существовало более раннее поколение Населения III, хотя о членах этого поколения пока ничего не известно.

  Связанный: Насколько горячо солнце?

Как образовалось солнце

Солнце родилось около 4,6 миллиарда лет назад. Многие ученые считают, что Солнце и остальная часть Солнечной системы образовались из гигантского вращающегося облака газа и пыли, известного как солнечная туманность. Когда туманность схлопывалась из-за гравитации, она вращалась быстрее и сплющивалась в диск. Большая часть материала была стянута к центру, чтобы сформировать солнце.

Связанные: Как образовалось солнце?

У Солнца достаточно ядерного топлива, чтобы оставаться таким, как сейчас, еще 5 миллиардов лет. После этого он раздуется и станет красным гигантом (откроется в новой вкладке). В конце концов, он сбросит свои внешние слои, а оставшееся ядро ​​разрушится и превратится в белого карлика (откроется в новой вкладке). Медленно белый карлик исчезнет и войдет в свою заключительную фазу как тусклый, холодный теоретический объект, иногда известный как черный карлик (откроется в новой вкладке).

Связанный: Когда солнце умрет?

Схема, показывающая солнце в центре нашей Солнечной системы (не в масштабе). (Изображение предоставлено NASA/JPL-Caltech)

(открывается в новой вкладке)

Внутренняя структура и атмосфера Солнца

Солнце и атмосфера Солнца (открывается в новой вкладке) разделены на несколько зон и слоев. Внутреннее пространство Солнца изнутри наружу состоит из ядра, радиационной зоны и конвективной зоны. Солнечная атмосфера над ней состоит из фотосферы, хромосферы, переходной области и короны. Дальше — солнечный ветер , истечение газа из короны.

Ядро простирается от центра Солнца примерно на четверть пути к его поверхности. Хотя он составляет всего около 2% объема Солнца, его плотность почти в 15 раз превышает плотность свинца, и он содержит почти половину массы Солнца. Далее следует радиационная зона, которая простирается от ядра до 70 % пути до поверхности Солнца, составляя 32 % объема Солнца и 48 % его массы. Свет от ядра рассеивается в этой зоне, так что для прохождения одного фотона часто может потребоваться миллион лет.

Зона конвекции достигает поверхности Солнца и составляет 66% объема Солнца, но лишь немногим более 2% его массы. В этой зоне преобладают бурлящие «конвекционные ячейки» газа. Существуют два основных типа ячеек солнечной конвекции — ячейки грануляции шириной около 600 миль (1000 километров) и ячейки супергрануляции диаметром около 20 000 миль (30 000 км).

Фотосфера — самый нижний слой солнечной атмосферы, излучающий свет, который мы видим. Его толщина составляет около 300 миль (500 км), хотя большая часть света исходит из его нижней трети. Температура в фотосфере колеблется от 11 000 F (6 125 C) внизу до 7 460 F (4 125 C) наверху. Далее идет хромосфера, которая более горячая, до 35 500 F (19,725 C) и, по-видимому, полностью состоит из остроконечных структур, известных как спикулы, обычно около 600 миль (1000 км) в поперечнике и до 6000 миль (10 000 км) в высоту.

После этого находится переходная область толщиной от нескольких сотен до нескольких тысяч миль, которая нагревается короной над ней и излучает большую часть своего света в виде ультрафиолетовых лучей. Вверху находится сверхгорячая корона, состоящая из таких структур, как петли и потоки ионизированного газа. Температура короны обычно колеблется от 900 000 F (500 000 C) до 10,8 миллионов F (6 миллионов C) и даже может достигать десятков миллионов градусов, когда происходит солнечная вспышка. Материя короны сдувается солнечным ветром.

Связанный: Космическая погода: Солнечные пятна, солнечные вспышки и выбросы корональной массы

Магнитное поле Солнца

Магнитное поле Солнца обычно примерно в два раза сильнее магнитного поля Земли. Однако на небольших участках он сильно концентрируется, достигая в 3000 раз большей силы, чем обычно. Эти перегибы и завихрения в магнитном поле возникают из-за того, что Солнце вращается быстрее на экваторе, чем в более высоких широтах, и потому, что внутренние части Солнца вращаются быстрее, чем поверхность.

Связанный: Огромные магнитные «веревки» приводят к мощным солнечным взрывам

Эти искажения создают особенности, начиная от солнечных пятен и заканчивая впечатляющими извержениями, известными как вспышки , и выбросами корональной массы. Вспышки — самые сильные извержения в Солнечной системе, в то время как выбросы корональной массы (открывается в новой вкладке) менее сильны, но связаны с огромным количеством материи — один выброс может выбросить в космос примерно 20 миллиардов тонн (18 миллиардов метрических тонн) вещества. .

Химический состав Солнца

Как и большинство других звезд, Солнце состоит в основном из водорода, за которым следует гелий. Почти все оставшееся вещество состоит из семи других элементов — кислорода, углерода, неона, азота, магния, железа и кремния. На каждый миллион атомов водорода на Солнце приходится 98 000 гелия, 850 кислорода, 360 углерода, 120 неона, 110 азота, 40 магния, 35 железа и 35 кремния. Тем не менее, водород — самый легкий из всех элементов, поэтому на его долю приходится примерно 72% массы Солнца, а на гелий — около 26%.

Связанный: Из чего сделано солнце? (открывается в новой вкладке)

Посмотрите, как работают солнечные вспышки, солнечные бури и мощные солнечные извержения, в этой инфографике SPACE.com. Посмотреть полную инфографику солнечной бури можно здесь. (Изображение предоставлено Karl Tate/SPACE.com)

Солнечные пятна и солнечные циклы

Солнечные пятна — это относительно холодные темные образования на поверхности Солнца, которые часто имеют примерно круглую форму. Они появляются там, где плотные пучки силовых линий магнитного поля из недр Солнца прорываются через поверхность.

Количество солнечных пятен меняется в зависимости от солнечной магнитной активности — изменение этого числа от минимального нуля до максимального примерно в 250 солнечных пятен или скоплений солнечных пятен, а затем обратно до минимума известно как солнечный цикл (открывает в новой вкладке) и составляет в среднем около 11 лет. В конце цикла магнитное поле быстро меняет полярность.

  Похожие: Крупнейшее солнечное пятно за последние 24 года поражает ученых, но также сбивает с толку

История наблюдения за солнцем

Солнечный орбитальный аппарат ESA-NASA и солнечный зонд NASA Parker в настоящее время изучают солнце с беспрецедентно подробного расстояния, чем любой космический корабль до него. (Изображение предоставлено: Solar Orbiter: ESA/ATG medialab; Parker Solar Probe: NASA/Johns Hopkins APL). и наблюдения за затмениями. Многие считали, что Солнце вращается вокруг Земли, а древнегреческий ученый Птолемей формализовал эту «геоцентрическую» модель в 150 г. до н.э. Затем, в 1543 году, Николай Коперник описал гелиоцентрическую (солнцецентрированную) модель Солнечной системы, а в 1610 году открытие Галилео Галилеем спутников Юпитера подтвердило, что не все небесные тела тела кружили вокруг Земли.

Чтобы узнать больше о том, как устроены Солнце и другие звезды, после первых наблюдений с помощью ракет ученые начали изучать Солнце с околоземной орбиты. НАСА запустило серию из восьми орбитальных обсерваторий, известную как Орбитальная солнечная обсерватория в период с 1962 по 1971 год. Семь из них были успешными, они проанализировали солнце в ультрафиолетовом и рентгеновском диапазонах и сфотографировали сверхгорячую корону. среди прочих достижений.

В 1990 году НАСА и Европейское космическое агентство запустили зонд «Улисс» , чтобы провести первые наблюдения за его полярными регионами. В 2004 году космический корабль НАСА «Генезис» доставил образцы солнечного ветра на Землю для изучения. В 2007 году миссия НАСА с двумя космическими аппаратами Солнечно-земных отношений (STEREO) вернула первые трехмерные изображения Солнца. НАСА потеряло связь со STEREO-B в 2014 году, который оставался вне связи, за исключением короткого периода в 2016 году. STEREO-A остается полностью функциональным.

Солнечная и гелиосферная обсерватория (SOHO), которая в прошлом году отпраздновала 25-летие пребывания в космосе, стала одной из самых важных миссий на сегодняшний день. Разработанный для изучения солнечного ветра, а также внешних слоев и внутренней структуры Солнца, он показал структуру солнечных пятен под поверхностью, измерил ускорение солнечного ветра, обнаружил корональные волны и солнечные торнадо, обнаружил более 1000 комет. и произвел революцию в нашей способности прогнозировать космическую погоду.

Обсерватория солнечной динамики (SDO), запущенная в 2010 году, вернула невиданные ранее детали материала, выходящего наружу и прочь от солнечных пятен, а также очень крупные планы активности на поверхности Солнца. и первые измерения солнечных вспышек с высоким разрешением в широком диапазоне длин волн экстремального ультрафиолета.

Новейшим дополнением к флоту наблюдения за Солнцем являются солнечный зонд NASA Parker , запущенный в 2018 году, и Solar Orbiter ESA/NASA , запущенный в 2020 году. Оба этих космических корабля вращаются вокруг солнце ближе, чем любой космический корабль до него, проводя дополнительные измерения окружающей среды в окрестностях звезды.

Во время своего близкого прохода солнечный зонд Parker погружается во внешнюю атмосферу Солнца, корону, выдерживая температуру выше одного миллиона градусов по Фаренгейту. В ближайшем будущем солнечный зонд Parker пролетит всего 4 миллиона миль (6,5 миллиона километров) до поверхности Солнца (расстояние между Солнцем и Землей составляет 93 миллиона миль (150 миллионов километров)). Измерения, которые он производит, помогают ученым узнать больше о том, как энергия течет через солнце, о структуре солнечного ветра и о том, как энергетические частицы ускоряются и переносятся.

Связанный: NASA Parker Solar Probe приближается к солнцу, поскольку цикл космической погоды ускоряется с высокотехнологичными камерами и телескопами, которые делают снимки поверхности Солнца с самого близкого расстояния. Технически для солнечного зонда Parker было невозможно нести камеру, которая смотрела бы прямо на поверхность солнца.

В ближайшее время Solar Orbiter пройдет на расстоянии около 26 миллионов миль (43 миллиона километров) от звезды — примерно на 25% ближе, чем Меркурий . Во время своего первого перигелия, точки на его эллиптической орбите, ближайшей к Солнцу, космический корабль приблизился к Солнцу примерно на половину расстояния от Земли. Изображения, полученные во время первого перигелия, опубликованные в июне прошлого года, были самыми близкими изображениями Солнца из когда-либо сделанных и выявили ранее невиданные особенности на поверхности звезды — миниатюрные вспышки, получившие название костров. (откроется в новой вкладке)

После того, как Solar Orbiter совершит несколько близких проходов, диспетчеры миссии начнут поднимать его орбиту из плоскости эклиптики, в которой вращаются планеты, чтобы дать возможность камерам космического корабля сделать первые в истории снимки полюсов Солнца крупным планом. Картирование активности в полярных регионах поможет ученым лучше понять магнитное поле Солнца, которое определяет 11-летний солнечный цикл.

Эта статья была обновлена ​​9 июня 2021 года старшим автором Space.com Терезой Пултаровой.

Присоединяйтесь к нашим космическим форумам, чтобы продолжать обсуждать последние миссии, ночное небо и многое другое! А если у вас есть новость, исправление или комментарий, сообщите нам об этом по адресу: [email protected]

Чарльз К. Чой — автор статей для Space.com и Live Science. Он охватывает все, что связано с человеческим происхождением и астрономией, а также физику, животных и общие научные темы. Чарльз имеет степень магистра гуманитарных наук Университета Миссури-Колумбия, Школу журналистики и степень бакалавра гуманитарных наук Университета Южной Флориды. Чарльз побывал на всех континентах Земли, пил прогорклый чай с маслом яка в Лхасе, плавал с морскими львами на Галапагосских островах и даже взбирался на айсберг в Антарктиде. Посетите его на http://www.sciwriter.us

Земное солнце: Факты о возрасте, размерах и истории Солнца

Космос поддерживается своей аудиторией. Когда вы покупаете по ссылкам на нашем сайте, мы можем получать партнерскую комиссию. Вот почему вы можете доверять нам.

Одно из первых изображений, сделанных солнечным орбитальным аппаратом ЕКА/НАСА во время его первого близкого прохождения к Солнцу в 2020 году. (Изображение предоставлено: Solar Orbiter/EUI Team/ESA & NASA; CSL, IAS, MPS, PMOD/WRC, ROB, UCL/MSSL)

Солнце находится в центре Солнечной системы, где оно является самым большим объектом. Вмещает 99,8% массы Солнечной системы и примерно в 109 раз больше диаметра Земли — внутри Солнца может поместиться около миллиона Земель.

Поверхность Солнца нагревается примерно до 10 000 градусов по Фаренгейту (5 500 градусов по Цельсию), а температура в ядре достигает более 27 миллионов F (15 миллионов C) из-за ядерных реакций. По данным НАСА, нужно было бы взрывать 100 миллиардов тонн динамита каждую секунду, чтобы соответствовать энергии, производимой солнцем .

Солнце — одна из более чем 100 миллиардов звезд Млечного Пути . Она вращается на расстоянии около 25 000 световых лет от галактического ядра, совершая один оборот каждые 250 миллионов лет или около того. Солнце относительно молодо и входит в поколение звезд, известных как Население I, которые относительно богаты элементами тяжелее гелия. Старшее поколение звезд называется Населением II, и, возможно, существовало более раннее поколение Населения III, хотя о членах этого поколения пока ничего не известно.

  Связанный: Насколько горячо солнце?

Как образовалось солнце

Солнце родилось около 4,6 миллиарда лет назад. Многие ученые считают, что Солнце и остальная часть Солнечной системы образовались из гигантского вращающегося облака газа и пыли, известного как солнечная туманность. Когда туманность схлопывалась из-за гравитации, она вращалась быстрее и сплющивалась в диск. Большая часть материала была стянута к центру, чтобы сформировать солнце.

Связанные: Как образовалось солнце?

У Солнца достаточно ядерного топлива, чтобы оставаться таким, как сейчас, еще 5 миллиардов лет. После этого он раздуется и станет красным гигантом (откроется в новой вкладке). В конце концов, он сбросит свои внешние слои, а оставшееся ядро ​​разрушится и превратится в белого карлика (откроется в новой вкладке). Медленно белый карлик исчезнет и войдет в свою заключительную фазу как тусклый, холодный теоретический объект, иногда известный как черный карлик (откроется в новой вкладке).

Связанный: Когда солнце умрет?

Схема, показывающая солнце в центре нашей Солнечной системы (не в масштабе). (Изображение предоставлено NASA/JPL-Caltech)

(открывается в новой вкладке)

Внутренняя структура и атмосфера Солнца

Солнце и атмосфера Солнца (открывается в новой вкладке) разделены на несколько зон и слоев. Внутреннее пространство Солнца изнутри наружу состоит из ядра, радиационной зоны и конвективной зоны. Солнечная атмосфера над ней состоит из фотосферы, хромосферы, переходной области и короны. Дальше — солнечный ветер , истечение газа из короны.

Ядро простирается от центра Солнца примерно на четверть пути к его поверхности. Хотя он составляет всего около 2% объема Солнца, его плотность почти в 15 раз превышает плотность свинца, и он содержит почти половину массы Солнца. Далее следует радиационная зона, которая простирается от ядра до 70 % пути до поверхности Солнца, составляя 32 % объема Солнца и 48 % его массы. Свет от ядра рассеивается в этой зоне, так что для прохождения одного фотона часто может потребоваться миллион лет.

Зона конвекции достигает поверхности Солнца и составляет 66% объема Солнца, но лишь немногим более 2% его массы. В этой зоне преобладают бурлящие «конвекционные ячейки» газа. Существуют два основных типа ячеек солнечной конвекции — ячейки грануляции шириной около 600 миль (1000 километров) и ячейки супергрануляции диаметром около 20 000 миль (30 000 км).

Фотосфера — самый нижний слой солнечной атмосферы, излучающий свет, который мы видим. Его толщина составляет около 300 миль (500 км), хотя большая часть света исходит из его нижней трети. Температура в фотосфере колеблется от 11 000 F (6 125 C) внизу до 7 460 F (4 125 C) наверху. Далее идет хромосфера, которая более горячая, до 35 500 F (19,725 C) и, по-видимому, полностью состоит из остроконечных структур, известных как спикулы, обычно около 600 миль (1000 км) в поперечнике и до 6000 миль (10 000 км) в высоту.

После этого находится переходная область толщиной от нескольких сотен до нескольких тысяч миль, которая нагревается короной над ней и излучает большую часть своего света в виде ультрафиолетовых лучей. Вверху находится сверхгорячая корона, состоящая из таких структур, как петли и потоки ионизированного газа. Температура короны обычно колеблется от 900 000 F (500 000 C) до 10,8 миллионов F (6 миллионов C) и даже может достигать десятков миллионов градусов, когда происходит солнечная вспышка. Материя короны сдувается солнечным ветром.

Связанный: Космическая погода: Солнечные пятна, солнечные вспышки и выбросы корональной массы

Магнитное поле Солнца

Магнитное поле Солнца обычно примерно в два раза сильнее магнитного поля Земли. Однако на небольших участках он сильно концентрируется, достигая в 3000 раз большей силы, чем обычно. Эти перегибы и завихрения в магнитном поле возникают из-за того, что Солнце вращается быстрее на экваторе, чем в более высоких широтах, и потому, что внутренние части Солнца вращаются быстрее, чем поверхность.

Связанный: Огромные магнитные «веревки» приводят к мощным солнечным взрывам

Эти искажения создают особенности, начиная от солнечных пятен и заканчивая впечатляющими извержениями, известными как вспышки , и выбросами корональной массы. Вспышки — самые сильные извержения в Солнечной системе, в то время как выбросы корональной массы (открывается в новой вкладке) менее сильны, но связаны с огромным количеством материи — один выброс может выбросить в космос примерно 20 миллиардов тонн (18 миллиардов метрических тонн) вещества. .

Химический состав Солнца

Как и большинство других звезд, Солнце состоит в основном из водорода, за которым следует гелий. Почти все оставшееся вещество состоит из семи других элементов — кислорода, углерода, неона, азота, магния, железа и кремния. На каждый миллион атомов водорода на Солнце приходится 98 000 гелия, 850 кислорода, 360 углерода, 120 неона, 110 азота, 40 магния, 35 железа и 35 кремния. Тем не менее, водород — самый легкий из всех элементов, поэтому на его долю приходится примерно 72% массы Солнца, а на гелий — около 26%.

Связанный: Из чего сделано солнце? (открывается в новой вкладке)

Посмотрите, как работают солнечные вспышки, солнечные бури и мощные солнечные извержения, в этой инфографике SPACE.com. Посмотреть полную инфографику солнечной бури можно здесь. (Изображение предоставлено Karl Tate/SPACE.com)

Солнечные пятна и солнечные циклы

Солнечные пятна — это относительно холодные темные образования на поверхности Солнца, которые часто имеют примерно круглую форму. Они появляются там, где плотные пучки силовых линий магнитного поля из недр Солнца прорываются через поверхность.

Количество солнечных пятен меняется в зависимости от солнечной магнитной активности — изменение этого числа от минимального нуля до максимального примерно в 250 солнечных пятен или скоплений солнечных пятен, а затем обратно до минимума известно как солнечный цикл (открывает в новой вкладке) и составляет в среднем около 11 лет. В конце цикла магнитное поле быстро меняет полярность.

  Похожие: Крупнейшее солнечное пятно за последние 24 года поражает ученых, но также сбивает с толку

История наблюдения за солнцем

Солнечный орбитальный аппарат ESA-NASA и солнечный зонд NASA Parker в настоящее время изучают солнце с беспрецедентно подробного расстояния, чем любой космический корабль до него. (Изображение предоставлено: Solar Orbiter: ESA/ATG medialab; Parker Solar Probe: NASA/Johns Hopkins APL). и наблюдения за затмениями. Многие считали, что Солнце вращается вокруг Земли, а древнегреческий ученый Птолемей формализовал эту «геоцентрическую» модель в 150 г. до н.э. Затем, в 1543 году, Николай Коперник описал гелиоцентрическую (солнцецентрированную) модель Солнечной системы, а в 1610 году открытие Галилео Галилеем спутников Юпитера подтвердило, что не все небесные тела тела кружили вокруг Земли.

Чтобы узнать больше о том, как устроены Солнце и другие звезды, после первых наблюдений с помощью ракет ученые начали изучать Солнце с околоземной орбиты. НАСА запустило серию из восьми орбитальных обсерваторий, известную как Орбитальная солнечная обсерватория в период с 1962 по 1971 год. Семь из них были успешными, они проанализировали солнце в ультрафиолетовом и рентгеновском диапазонах и сфотографировали сверхгорячую корону. среди прочих достижений.

В 1990 году НАСА и Европейское космическое агентство запустили зонд «Улисс» , чтобы провести первые наблюдения за его полярными регионами. В 2004 году космический корабль НАСА «Генезис» доставил образцы солнечного ветра на Землю для изучения. В 2007 году миссия НАСА с двумя космическими аппаратами Солнечно-земных отношений (STEREO) вернула первые трехмерные изображения Солнца. НАСА потеряло связь со STEREO-B в 2014 году, который оставался вне связи, за исключением короткого периода в 2016 году. STEREO-A остается полностью функциональным.

Солнечная и гелиосферная обсерватория (SOHO), которая в прошлом году отпраздновала 25-летие пребывания в космосе, стала одной из самых важных миссий на сегодняшний день. Разработанный для изучения солнечного ветра, а также внешних слоев и внутренней структуры Солнца, он показал структуру солнечных пятен под поверхностью, измерил ускорение солнечного ветра, обнаружил корональные волны и солнечные торнадо, обнаружил более 1000 комет. и произвел революцию в нашей способности прогнозировать космическую погоду.

Обсерватория солнечной динамики (SDO), запущенная в 2010 году, вернула невиданные ранее детали материала, выходящего наружу и прочь от солнечных пятен, а также очень крупные планы активности на поверхности Солнца. и первые измерения солнечных вспышек с высоким разрешением в широком диапазоне длин волн экстремального ультрафиолета.

Новейшим дополнением к флоту наблюдения за Солнцем являются солнечный зонд NASA Parker , запущенный в 2018 году, и Solar Orbiter ESA/NASA , запущенный в 2020 году. Оба этих космических корабля вращаются вокруг солнце ближе, чем любой космический корабль до него, проводя дополнительные измерения окружающей среды в окрестностях звезды.

Во время своего близкого прохода солнечный зонд Parker погружается во внешнюю атмосферу Солнца, корону, выдерживая температуру выше одного миллиона градусов по Фаренгейту. В ближайшем будущем солнечный зонд Parker пролетит всего 4 миллиона миль (6,5 миллиона километров) до поверхности Солнца (расстояние между Солнцем и Землей составляет 93 миллиона миль (150 миллионов километров)). Измерения, которые он производит, помогают ученым узнать больше о том, как энергия течет через солнце, о структуре солнечного ветра и о том, как энергетические частицы ускоряются и переносятся.

Связанный: NASA Parker Solar Probe приближается к солнцу, поскольку цикл космической погоды ускоряется с высокотехнологичными камерами и телескопами, которые делают снимки поверхности Солнца с самого близкого расстояния. Технически для солнечного зонда Parker было невозможно нести камеру, которая смотрела бы прямо на поверхность солнца.

В ближайшее время Solar Orbiter пройдет на расстоянии около 26 миллионов миль (43 миллиона километров) от звезды — примерно на 25% ближе, чем Меркурий . Во время своего первого перигелия, точки на его эллиптической орбите, ближайшей к Солнцу, космический корабль приблизился к Солнцу примерно на половину расстояния от Земли. Изображения, полученные во время первого перигелия, опубликованные в июне прошлого года, были самыми близкими изображениями Солнца из когда-либо сделанных и выявили ранее невиданные особенности на поверхности звезды — миниатюрные вспышки, получившие название костров. (откроется в новой вкладке)

После того, как Solar Orbiter совершит несколько близких проходов, диспетчеры миссии начнут поднимать его орбиту из плоскости эклиптики, в которой вращаются планеты, чтобы дать возможность камерам космического корабля сделать первые в истории снимки полюсов Солнца крупным планом. Картирование активности в полярных регионах поможет ученым лучше понять магнитное поле Солнца, которое определяет 11-летний солнечный цикл.

Эта статья была обновлена ​​9 июня 2021 года старшим автором Space.com Терезой Пултаровой.

Присоединяйтесь к нашим космическим форумам, чтобы продолжать обсуждать последние миссии, ночное небо и многое другое! А если у вас есть новость, исправление или комментарий, сообщите нам об этом по адресу: [email protected]

Чарльз К. Чой — автор статей для Space.com и Live Science. Он охватывает все, что связано с человеческим происхождением и астрономией, а также физику, животных и общие научные темы. Чарльз имеет степень магистра гуманитарных наук Университета Миссури-Колумбия, Школу журналистики и степень бакалавра гуманитарных наук Университета Южной Флориды. Чарльз побывал на всех континентах Земли, пил прогорклый чай с маслом яка в Лхасе, плавал с морскими львами на Галапагосских островах и даже взбирался на айсберг в Антарктиде.