Ce este atmosfera solară. Structura soarelui și atmosfera sa

Cea mai apropiată stea de noi este, desigur, Soarele. Distanța de la Pământ la acesta în ceea ce privește parametrii cosmici este foarte mică: de la Soare la Pământ lumina soarelui durează doar 8 minute.

Soarele nu este o pitică galbenă obișnuită, așa cum se credea anterior. Acesta este corpul central al sistemului solar, în jurul căruia se învârt planetele, cu cantitate mare elemente grele. Aceasta este o stea formată după mai multe explozii de supernove, în jurul căreia sistem planetar. Datorită locației sale aproape de conditii ideale, viața a apărut pe a treia planetă Pământ. Soarele are deja cinci miliarde de ani. Dar să vedem de ce strălucește? Care este structura Soarelui și care sunt caracteristicile acestuia? Ce îl așteaptă în viitor? Cât de semnificativ este impactul său asupra Pământului și a locuitorilor săi? Soarele este steaua în jurul căreia se învârt toate cele 9 planete ale sistemului solar, inclusiv a noastră. 1 a.u. ( unitate astronomică) = 150 milioane km - aceeași este distanța medie de la Pământ la Soare. Sistemul solar conține nouă planete majore, aproximativ o sută de sateliți, multe comete, zeci de mii de asteroizi (planete minore), meteoriți și gaz și praf interplanetar. În centrul tuturor acestor lucruri se află Soarele nostru.

Soarele strălucește de milioane de ani, ceea ce este confirmat de modern cercetare biologică obtinut din resturile de alge albastre-verde-albastre. Schimbați temperatura suprafeței Soarelui cu cel puțin 10%, iar pe Pământ, toată viața ar muri. Prin urmare, este bine ca steaua noastră să radieze uniform energia necesară pentru prosperitatea omenirii și a altor creaturi de pe Pământ. În religiile și miturile popoarelor lumii, Soarele a ocupat întotdeauna locul principal. Aproape toate popoarele din antichitate, Soarele era cea mai importantă zeitate: Helios - printre grecii antici, Ra - zeul Soarelui al vechilor egipteni și Yarilo printre slavi. Soarele aducea căldură, recolta, toată lumea îl venera, pentru că fără el nu ar exista viață pe Pământ. Dimensiunea Soarelui este impresionantă. De exemplu, masa Soarelui este de 330.000 de ori mai multa masa Pământul, iar raza sa este de 109 ori mai mare. Dar densitatea corpului nostru stelar este mică - de 1,4 ori mai mare decât densitatea apei. Mișcarea petelor de la suprafață a fost observată chiar de Galileo Galilei, dovedind astfel că Soarele nu stă nemișcat, ci se rotește.

zona convectivă a soarelui

Zona radioactivă este de aproximativ 2/3 din diametrul interior al Soarelui, iar raza este de aproximativ 140 mii km. Îndepărtându-se de centru, fotonii își pierd energia sub influența coliziunii. Acest fenomen se numește fenomen de convecție. Acest lucru este similar cu procesul care are loc într-un fierbător de fierbere: energia care vine de la elementul de încălzire este mult în plus cantitatea de căldură îndepărtată prin conducție. Apa fierbinte, situată în vecinătatea incendiului, se ridică, iar cea mai rece cade. Acest proces se numește convenție. Sensul convecției este că un gaz mai dens este distribuit pe suprafață, se răcește și merge din nou în centru. Procesul de amestecare în zona convectiva Soarele este asigurat continuu. Privind printr-un telescop la suprafața Soarelui, puteți vedea structura granulară a acestuia - granulații. Senzația este că este format din granule! Acest lucru se datorează convecției care are loc sub fotosferă.

fotosfera soarelui

Un strat subțire (400 km) - fotosfera Soarelui, este situat direct în spatele zonei convective și reprezintă „suprafața solară reală” vizibilă de pe Pământ. Pentru prima dată, granulele de pe fotosferă au fost fotografiate de francezul Janssen în 1885. O granulă medie are o dimensiune de 1000 km, se mișcă cu o viteză de 1 km/sec și există aproximativ 15 minute. Formațiunile întunecate pe fotosferă pot fi observate în partea ecuatorială și apoi se deplasează. Cele mai puternice câmpuri magnetice sunt un semn distinctiv al unor astfel de pete. DAR culoare inchisa obtinut datorita temperaturii mai scazute fata de fotosfera din jur.

Cromosfera Soarelui

Cromosfera Soarelui (sfera colorată) - strat dens(10.000 km) din atmosfera solară, care se află chiar în spatele fotosferei. Este destul de problematic să observați cromosfera, din cauza locației sale apropiate de fotosferă. Cel mai bine se vede atunci când Luna închide fotosfera, adică. pe parcursul eclipsele de soare.

Proeminențele solare sunt emisii uriașe de hidrogen care seamănă cu filamente lungi strălucitoare. Proeminențele se ridică la distanțe mari, atingând diametrul Soarelui (1,4 mln km), se deplasează cu o viteză de aproximativ 300 km/sec, iar temperatura atinge în același timp și 10.000 de grade.

Corona solară este straturile exterioare și extinse ale atmosferei Soarelui, care își au originea deasupra cromosferei. Lungime coroana solara este foarte lung și atinge valori de mai multe diametre ale Soarelui. La întrebarea unde exact se termină, oamenii de știință nu au primit încă un răspuns cert.

Compoziția coroanei solare este o plasmă rarefiată, puternic ionizată. Conține ioni grei, electroni cu nucleu de heliu și protoni. Temperatura coroanei ajunge de la 1 la 2 milioane de grade K, în raport cu suprafața Soarelui.

Vântul solar este un flux continuu de materie (plasmă) din învelișul exterior al atmosferei solare. Contine protoni, nuclee atomiceși electroni. Viteză vântul solar poate varia de la 300 km/sec la 1500 km/sec, în conformitate cu procesele care au loc pe Soare. Vântul solar se propagă în tot sistemul solar și, interacționând cu camp magnetic Pământ, apeluri diverse fenomene dintre care una este aurora boreală.

Caracteristicile Soarelui

Masa Soarelui: 2∙1030 kg (332.946 mase Pământului)
Diametru: 1.392.000 km
Raza: 696.000 km
Densitate medie: 1 400 kg/mc
Înclinare axială: 7,25° (față de planul eclipticii)
Temperatura suprafeței: 5.780 K
Temperatura în centrul Soarelui: 15 milioane de grade
Clasa spectrală: G2V
Distanța medie față de Pământ: 150 milioane km
Vârsta: 5 miliarde de ani
Perioada de rotatie: 25.380 zile
Luminozitate: 3,86∙1026W
Vizibil magnitudinea: 26,75 m

Stelele sunt făcute în întregime din gaz. Dar straturile lor exterioare sunt numite și atmosferă.

Atmosfera Soarelui începe la 200-300 km. Mai adânc marginea vizibilă disc solar. Aceste straturi cele mai profunde ale atmosferei se numesc fotosfera. Deoarece grosimea lor nu este mai mare de o trei miimi din raza solară, fotosfera este uneori numită condiționat suprafața Soarelui. Densitatea gazului în fotosferă este aproximativ aceeași ca în stratosfera Pământului și de sute de ori mai mică decât la suprafața Pământului. Temperatura fotosferei scade la 8000 K la o adâncime de 300 km. până la 4000 K în straturile superioare. Cu un telescop crestere mare se pot observa detalii fine ale fotosferei: totul pare a fi presărat cu mici granule strălucitoare - granule, separate printr-o rețea de căi înguste și întunecate. Granularea este rezultatul amestecării fluxurilor de gaz mai calde în creștere și a celor mai reci descrescătoare. Diferența de temperatură dintre ele în straturile exterioare este relativ mică, dar mai profundă, în zona convectivă, este mai mare, iar amestecarea are loc mult mai intens. Convecția în straturile exterioare ale Soarelui joacă rol uriaș, definind structura de ansamblu atmosfera. În cele din urmă, este convecție ca rezultat interacțiune complexă cu câmpuri magnetice solare este cauza tuturor manifestărilor diverse activitatea solară. Fotosfera trece treptat în straturi exterioare mai rarefiate ale atmosferei solare - cromosfera și coroana.

Cromosfera (greacă pentru „sfera luminii”) este numită așa pentru culoarea sa roșiatică-violet. Este vizibil în timpul eclipselor totale de soare ca un inel strălucitor zdrențuit în jurul discului negru al Lunii, care tocmai a eclipsat Soarele. Cromosfera este foarte eterogenă și este formată în principal din limbi alungite alungite (spicule), dându-i aspectul de iarbă arzătoare. Temperatura acestor jeturi cromosferice este de 2-3 ori mai mare decât în ​​fotosferă, iar densitatea este de sute de mii de ori mai mică. Lungime totală cromosferă - 10-15 mii km. Creșterea temperaturii în cromosferă se explică prin propagarea undelor și a câmpurilor magnetice care pătrund în ea din zona convectivă. Substanța se încălzește în același mod ca și cum s-ar întâmpla într-un gigant cuptor cu microunde. Viteza de mișcare termică a particulelor crește, ciocnirile între ele devin mai frecvente, iar atomii își pierd electronii exteriori: materia devine plasma ionizata fierbinte. Acestea la fel procese fizice menține temperatura neobișnuit de ridicată a straturilor cele mai exterioare ale atmosferei solare, care sunt situate deasupra cromosferei. Adesea, în timpul eclipselor deasupra suprafeței de soare, se pot observa „fântâni”, „nori”, „pâlnie”, „tufișuri”, „arcade” și alte formațiuni puternic luminoase din substanța cromosferică. Acestea sunt cele mai grandioase formațiuni ale atmosferei solare - proeminențe. Au aproximativ aceeași densitate și temperatură ca și cromosfera. Dar ele sunt deasupra lui și sunt înconjurate de straturi superioare superioare, foarte rarefiate, ale atmosferei solare. Proeminențele nu cad în cromosferă deoarece materia lor este susținută de câmpuri magnetice regiuni active Soare. Unele proeminențe, fiind perioadă lungă de timp fără modificări vizibile, brusc, parcă, explodează, iar substanța lor este aruncată în spațiul interplanetar cu o viteză de sute de kilometri pe secundă.

Spre deosebire de cromosferă și fotosferă, partea cea mai exterioară a atmosferei Soarelui - coroana - are o întindere uriașă: se întinde pe milioane de kilometri, ceea ce corespunde mai multor raze solare. Densitatea materiei din coroana solară scade odată cu înălțimea mult mai lent decât densitatea aerului din atmosfera pământului. Corona este cel mai bine observată în timpul faza completă eclipsă de soare. Caracteristica principală coroana este o structură radiantă. Razele coronale au o mare varietate de forme: uneori sunt scurte, alteori lungi, alteori razele sunt drepte, iar uneori sunt puternic curbate. Forma generală corona solară se modifică periodic. Este legat de ciclu de unsprezece ani activitatea solară. Atât luminozitatea generală, cât și forma coroanei solare se schimbă. În epoca maximului pete solare are o formă relativ rotunjită. Când există puține pete, forma coroanei devine alungită, în timp ce luminozitatea generală a coroanei scade. Deci, coroana Soarelui este partea cea mai exterioară a atmosferei sale, cea mai rarefiată și cea mai fierbinte. Adăugăm că este și cel mai apropiat de noi: se dovedește că se extinde departe de Soare sub forma unui flux de plasmă care se mișcă constant din acesta - vântul solar. De fapt, trăim înconjurați de coroana solară, deși protejați de radiația ei pătrunzătoare printr-o barieră de încredere sub forma câmpului magnetic al pământului.

Soarele, în ciuda faptului că este listat « pitic galben» atât de mare încât nici nu ne putem imagina. Când spunem că masa lui Jupiter este de 318 mase Pământului, pare incredibil. Dar când aflăm că 99,8% din masa întregii materie se află în Soare, acest lucru este pur și simplu dincolo de înțelegere.

În ultimii ani, am învățat multe despre cum funcționează steaua „noastră”. Deși omenirea nu a inventat (și este puțin probabil să inventeze vreodată) o sondă de cercetare capabilă să se apropie fizic de Soare și să preleve mostre din materia sa, suntem deja destul de conștienți de compoziția sa.

Cunoștințele de fizică și posibilități ne oferă capacitatea de a spune exact din ce este făcut Soarele: 70% din masa sa este hidrogen, 27% - heliu, alte elemente (carbon, oxigen, azot, fier, magneziu și altele) - 2,5%.

Cu toate acestea, numai această statistică uscată, cunoștințele noastre, din fericire, nu sunt limitate.

Ce este în interiorul soarelui

Conform calculelor moderne, temperatura din intestinele Soarelui ajunge la 15 - 20 de milioane de grade Celsius, densitatea materiei stelei ajunge la 1,5 grame pe centimetru cub.

Sursa de energie a Soarelui este o reacție nucleară în continuă desfășurare, care se desfășoară adânc sub suprafață, datorită căreia este menținută. temperatura ridicata luminari. Adânc sub suprafața Soarelui, hidrogenul este transformat în heliu printr-o reacție nucleară cu eliberarea de energie.
"Zona fuziune nucleară» Soarele se numeste miez solarși are o rază de aproximativ 150-175 mii km (până la 25% din raza Soarelui). Densitatea materiei din nucleul solar este de 150 de ori densitatea apei și de aproape 7 ori densitatea nucleului solar. materie densă pe Pământ: osmiu.

Oamenii de știință cunosc două tipuri reacții termonucleare curgând în interiorul stelelor: ciclul hidrogenuluiși ciclul carbonului. Mai ales pe Soare ciclul hidrogenului, care poate fi împărțit în trei etape:

  • nucleele de hidrogen sunt transformate în nuclee de deuteriu (un izotop al hidrogenului)
  • nucleele de hidrogen sunt transformate în nuclee ale izotopului instabil de heliu
  • produsele primei și celei de a doua reacții sunt asociate cu formarea unui izotop stabil de heliu (heliu-4).

În fiecare secundă, 4,26 milioane de tone de materie stelară sunt convertite în radiații, dar în comparație cu greutatea Soarelui, chiar și această valoare incredibilă este atât de mică încât poate fi neglijată.

Eliberarea de căldură din intestinele Soarelui se realizează prin absorbție radiatie electromagnetica venind de jos şi reradierea lui ulterioară.

Mai aproape de suprafața soarelui, energia radiată din interior este transferată în principal către zona de convecție Soare folosind proces convecție- amestecarea substantei ( pâraiele calde substanțele se ridică mai aproape de suprafață, cele reci se scufundă).
Zona de convecție se află la o adâncime de aproximativ 10% diametrul solarși ajunge aproape la suprafața stelei.

Atmosfera Soarelui

Deasupra zonei de convecție începe atmosfera Soarelui, în care transferul de energie are loc din nou cu ajutorul radiațiilor.

Fotosferă numit stratul inferior al atmosferei solare – suprafața vizibilă a soarelui. Grosimea sa corespunde grosimii optice de aproximativ 2/3 unități, iar în valori absolute fotosfera atinge o grosime de 100-400 km. Fotosfera este sursa radiatii vizibile Soare, temperatura variază de la 6600 K (la început) la 4400 K (la marginea superioară a fotosferei).

De fapt, Soarele arată ca un cerc perfect cu limite clare doar pentru că, la marginea fotosferei, luminozitatea sa scade de 100 de ori în mai puțin de o secundă a arcului. Din acest motiv, marginile discului solar sunt vizibil mai puțin luminoase decât centrul, luminozitatea lor este de doar 20% din luminozitatea centrului discului.

Cromosferă- al doilea stratul atmosferic soare, înveliș exterior stele, de aproximativ 2000 km grosime, înconjoară fotosfera. Temperatura cromosferei crește odată cu altitudinea de la 4.000 la 20.000 K. Când observăm Soarele de pe Pământ, nu vedem cromosfera din cauza densității sale scăzute. Poate fi observată doar în timpul eclipselor solare - o strălucire roșie intensă în jurul marginilor discului solar, aceasta este cromosfera stelei.

coroana solara- ultimul înveliș exterior al atmosferei solare. Corona este formată din proeminențe și erupții energetice, care erupe și erupe câteva sute de mii și chiar mai mult de un milion de kilometri în spațiu, formând vânt însorit. Temperatura coronală medie este de până la 2 milioane K, dar poate ajunge până la 20 milioane K. Cu toate acestea, ca și în cazul cromosferei, corona solară este vizibilă de pe pământ doar în timpul eclipselor. Prea mult densitate scazuta materialul coroanei solare nu permite observarea acestuia în condiții normale.

vânt însorit

vânt însorit- un flux de particule încărcate (protoni și electroni) emis de straturile exterioare încălzite ale atmosferei stelei, care se extinde până la granițele noastre sistem planetar. Lumina își pierde milioane de tone din masa în fiecare secundă, din cauza acestui fenomen.

Aproape de orbita planetei Pământ, viteza particulelor vântului solar atinge 400 de kilometri pe secundă (se mișcă de-a lungul sistem stelar cu viteză supersonică), iar densitatea vântului solar este de la câteva până la câteva zeci de particule ionizate pe centimetru cub.

Este vântul solar care „bate” fără milă atmosfera planetelor, „suflând” gazele conținute în el în spațiul cosmic, el este în mare parte responsabil pentru . Câmpul magnetic al planetei permite Pământului să reziste vântului solar, care servește ca o protecție invizibilă împotriva vântului solar și previne ieșirea atomilor atmosferici în spațiul cosmic. Când vântul solar se ciocnește de câmpul magnetic al planetei, fenomen optic pe care pe pământ îi numim Lumini polareînsoţită de furtuni magnetice.

Cu toate acestea, beneficiul vântului solar este de asemenea incontestabil - el este cel care „suflă” din sistem solarși radiații cosmice origine galactică - și, prin urmare, protejează sistemul nostru stelar de radiațiile galactice externe.

În căutarea frumuseții aurore, e greu de crezut că aceste fulgerări - semn vizibil vântul solar și magnetosfera Pământului

Un „pașaport” aparte al fiecărei stele, inclusiv al Soarelui, este spectrul acesteia. În spectrul solar au fost înregistrate peste 30.000 de linii aparținând a 72 de elemente chimice. Desigur, celelalte 20 de elemente sunt „prezente” pe Soare. Doar că liniile lor sunt foarte slabe și le observă fundal general nu este usor. Soarele este compus în prezent din aproximativ 75% hidrogen și 25% heliu din masă (92,1% hidrogen și 7,8% heliu din numărul de atomi); alte elemente chimice(așa-numitele „metale”) conțin doar 0,2% greutate totală. Acest raport se modifică lent în timp, pe măsură ce hidrogenul este transformat în heliu în miezul Soarelui.

Structura internă a Soarelui

Soarele este un corp sferic simetric aflat în echilibru. Peste tot la distanțe egale de centrul acestei sfere conditii fizice sunt la fel, dar se schimbă vizibil pe măsură ce se apropie de centru. . Soarele poate fi împărțit în mai multe straturi concentrice, trecând treptat unul în celălalt (Fig. 3). În centrul Soarelui, atinge temperatura și densitatea cele mai mari valori. Condițiile din nucleul solar (care ocupă aproximativ 25% din raza sa) sunt extrem de extreme. Temperatura ajunge la 15,6 milioane de grade Kelvin, iar presiunea ajunge la 250 de miliarde de atmosfere. Gazul din miez este de peste 150 de ori mai dens decât apa. Reacțiile nucleare și eliberarea de energie care le însoțește cel mai intens au loc chiar în apropierea centrului Soarelui. Pe măsură ce vă îndepărtați de centrul Soarelui, temperatura și densitatea devin mai mici, eliberarea de energie se oprește rapid și până la o distanță de 0,2-0,3 rază de centru. La o distanță de centru mai mare de 0,3 rază, temperatura devine mai mică de 5 milioane de grade. Ca urmare reactii nucleare nu se întâmplă aproape niciodată aici. Aceste straturi transmit doar spre exterior radiațiile care au provenit la o adâncime mai mare, absorbite și reemise de straturile de deasupra. În ultimele 20% din drumul până la suprafață, energia este transportată prin convecție, nu prin radiație. Convecția este mișcarea materiei în ansamblu, în fluxuri sau bule, similar cu modul în care se comportă apa în clocot. Fluxuri uriașe de gaz fierbinte se ridică, unde își degajă căldura mediu inconjurator, iar gazul solar răcit scade.

Atmosfera Soarelui

Toate straturile Soarelui considerate mai sus nu sunt de fapt observabile. Deasupra zonei convective sunt straturi direct observabile ale Soarelui, numite atmosfera lui. Atmosfera solară este formată și din mai multe straturi diferite. În structura straturilor exterioare ale Soarelui se disting fotosfera („sfera luminii”, tradus din greacă), cromosfera („sfera luminii”) și coroana.

Fotosferă

Vizibil suprafata insorita - fotosferă- Acesta este un strat de gaz cu o grosime de aproximativ 700 km, în care se formează radiația solară care vine pe Pământ. Prin mijlocul acestui strat este „desenată” suprafața condiționată a stelei noastre, care este folosită pentru diferite calcule, în special - citirea înălțimii (sus) și adâncimii (jos). În straturile exterioare, mai reci, rarefiate ale fotosferei, liniile de absorbție Fraunhofer apar pe fundalul unui spectru continuu. Analizând spectrul solar, care conține peste 300 de mii de linii de absorbție, se stabilește compoziție chimică nu fotosfera, ci straturile de deasupra ei. Propagându-se în straturile superioare ale atmosferei solare, undele care au apărut în zona convectivă și în fotosferă le transmit o parte din energie mecanică mișcări convective și produc încălzirea gazelor straturilor ulterioare ale atmosferei - cromosfera și coroana. Drept urmare, straturile superioare ale fotosferei cu o temperatură de aproximativ 4500 K se dovedesc a fi cele mai „rece” de pe Soare. Atât în ​​adâncul lor, cât și în sus, temperatura gazelor crește rapid.

parte din atmosfera soarelui

Descrieri alternative

Coafura, care este un simbol al puterii monarhice

atributul monarhului

În Rusia până în 1917 - un ornament prețios al capului conducătorului ca simbol al puterii princiare și regale

Încoronarea lui Cezar

Coifă asociată cu celebra descoperire a lui Arhimede

Insigna demnității regale

Unul dintre regaliile monarhice

Halo în jurul corpului ceresc

gluga regală

Coroana regală împodobită cu bijuterii

coafa regală

O parte din atmosfera unei vedete

Roman scriitor rus O. P. Smirnova „Nord...”

Ce este o tiara?

Simbol al puterii pe cap

„coroană” latină

Coifă monarh

Elusive a adus-o înapoi

Coroana Regelui

coroană regală

Rochie potrivită pentru un rege

încununează regele

Constelația de Sud...

coroana de Aur

Coroana (latină)

Coiful regelui

Cu ce ​​este ocupat șeful monarhului

coroană regală

Coifă regală cu bijuterii

Coroana Majestăţii Sale

coroana solara

Marca de ciocolată „regale”.

Diademă

Coifă solară

Subiectul culcării pe capul regelui

Simbol al puterii monarhice

. (koruna) decor zimțat deasupra coroanei icoanei

șapcă monarh

Ciocolata cu nume regal

Prețioasă coafură

Simbol al regalității

Coroana împăratului

bere mexicană

Ce este pe capul regelui?

Pălăria regelui

Coafura monarhilor

Coroana regală împodobită cu bijuterii

Prețioasă coafură, obiect al ceremonialului palatului

Halo în jurul corpului ceresc

G. ornament de cap din aur cu pietre scumpe; aceasta este una dintre regaliile, bunurile persoanelor suverane: o coroană, o margine de aur, reunite prin arce pe coroană, cu semne condiționate ale gradului de demnitate posesivă. Coroana papală se numește tiara. Coroana lombardă de fier, sfârșitul secolului al VI-lea. Carol cel Mare și Napoleon I au fost încoronați. Trezorerie, guvern. Oficial din coroană, nu prin alegeri. Ax coroană, parapet, militar. planul său superior. Coroana va detrage. decor, sub formă de coroană; olon. coafură de fată, panglică. Coroana, legată de coroană, de stat, de la trezorerie sau de stat. Încoronat, în formă de coroană, în formă de -, realizat sub formă de coroană. A încorona pe cine, pentru prima dată să pună o coroană pe capul unei persoane suverane, să săvârșească o ceremonie bisericească solemnă de întronare; încoronează regatul. -Xia, să fie încoronată; încoronează-te. Încoronarea cf. încoronare efectuarea acestui rit; în primul rând, în sens acțiuni; al doilea, în sensul evenimente și sărbători

„coroană” latină

Marca de ciocolată „regale”.

Romanul scriitorului rus O. P. Smirnov „Nord ...”

Coif solar

Ce este o tiara

Ce e pe capul regelui

Coroana Regelui

Călăuzire nepotrivită în republică

Ushanka - pentru un țăran, dar pentru un rege?