Žvelgiant į žvaigždę, kuri šilta ir apšviesta mūsų planetą milijardus metų, nedaugelis iš mūsų supranta, kad turime veikiantį gamtinį termobranduolinį reaktorių. Toks didžiulis ir bauginantis palyginimas yra susijęs su Saulės prigimtimi, kuri pagal savo kilmę ir sudėtį yra tipiška mūsų galaktikos žvaigždė. Nepaisant to, kad Saulėje vykstantys procesai negali būti vadinami gyvenimu, ši žvaigždė mums duoda gyvybę.
Kas yra saulė?
Kodėl saulė, žvaigždė, panaši į milijardus kitų Paukščių tako galaktikoje, domisi astrofizikais ir branduoliniais mokslininkais? Faktas yra tai, kad tai yra artimiausia mūsų žvaigždė, kurios dėka mes galime suprasti procesų, kurie visame amžiuje siautėjo nuo jo gimimo, esmę. Ištyrę Saulę, mes suprasime, kas yra žvaigždės, kaip jie gyvena ir kaip baigiasi šis puikus spektaklis. Kitos žvaigždės, dėl jų didelio atstumo nuo mūsų saulės sistemos, negali parodyti jų išvaizdos ypatumų.
Mūsų žvaigždė yra pagrindinis saulės sistemos objektas, kurio aplinkoje orbitoje sukasi aštuonios planetos, asteroidai ir nykštukinės planetos, kometos ir kiti kosminiai objektai. Saulė priklauso G klasės žvaigždėms pagal Harvardo klasifikaciją. Pagal Angelo Secchi klasifikaciją Saulė, kaip ir Arcturus ir Capella, yra geltona II klasės nykštukė. Skirtingai nuo kitų žvaigždžių, esančių dešimtyje šimtų šviesos metų nuo mūsų planetos, mūsų žvaigždė yra beveik šalia durų. Žemė yra atskirta nuo Saulės 150 mln. Km - nedidelis atstumas, palyginti su milžiniškais atstumais, kurie vyrauja visatoje.
Artimiausia Saulės žvaigždė Proxima Centauri, raudona nykštukė, yra 4 šviesmečių. Mes toli nuo miglotų ir žvaigždžių klasterių, kurie yra labiausiai neramūs galaktikos rajonai. Toks susitarimas suteikia ramiam Saulės judėjimui savo orbitoje 14 milijardų metų, nes buvo suformuota Paukščių Tako galaktika ir mūsų Visata. Žvaigždžių greitis orbitoje aplink galaktinį centrą yra 200 km per sekundę.
Pagal žemės standartus 150 mln. Kilometrų atstumas yra ilgas. Tačiau net ir tokiu atstumu, mes visiškai jaučiame šilumą, kuris spinduliuoja iš saulės. Mūsų žvaigždės šviesa ateina pas mus 8 sekundes ir toliau šildo ir apšviečia mūsų planetą. Viskas apie mūsų žvaigždės dydį. Nepaisant to, kad mūsų žvaigždė priklauso normalioms žvaigždėms, kurių vidutinė masė, jos masė viršija 700 kartų didesnę nei visų Saulės sistemos dangaus kūnų masę. Saulės diskų dydis šiandien yra nustatytas ir siekia 1 mln. 392 tūkst. 20 km. Tai yra 109 kartų didesnis už Žemės skersmenį.
Saulės kilmė, jo gyvenimas ir mirtis
Mūsų žvaigždė gimė kartu su kitomis žvaigždėmis daugiau nei prieš 4–5 milijardus metų. Dujų debesis, susidaręs dėl didžiulio masto kosminių kataklizmų, tapo Saulės gimimo namu. Pagal vieną versiją, debesys, atsiradę dėl didelio sprogimo, sukrėtė erdvę. Savo sudėtyje dujų ir dulkių debesys sudarė 99% vandenilio atomų. Tik 1% buvo iš helio atomų ir kitų elementų. Visas elementų rinkinys pagal gravitacinių jėgų veiksmą gavo reikiamą impulsą ir pradėjo glaudžiai suspausti į vieną medžiagą.
Kuo greičiau masė augo, tuo greičiau pasisukė rotacijos greitis. Atomai buvo sujungti, kad susidarytų dideli junginiai, sudarantys molekulinį vandenilį ir helį. Dėl fizinių procesų ir greito sukimosi, debesies centre susidarė sferinė formacija. Atsirado protostaras - seniausia forma, prieš kurią atsirado pilnavertė žvaigždė. Pradinis kosminės dujų kiekis viršijo dabartinį mūsų saulės sistemos dydį. Ateityje, esant gravitacinėms jėgoms, žvaigždžių medžiaga pradėjo susitraukti, didindama būsimos žvaigždės masę.
Kartu su sumažėjusiu protostaro dydžiu padidėjo slėgis žvaigždžių medžiagoje. Tai savo ruožtu lėmė spartų dujų susidarymo temperatūros padidėjimą. Didelis tankumas ir temperatūra 100 mln. Kelvinas pradėjo vandenilio branduolinės sintezės procesą.
Termobranduolinė reakcija sukuria didžiulį šilumos ir šviesos energijos kiekį, kuris plinta nuo saulės vidinių regionų iki jo paviršiaus. Kiekvieną sekundę nuo jos paviršiaus daugiau nei 4 mln. Tonų išgaruoja į atvirą erdvę. Atsižvelgiant į tai, kad mūsų žvaigždė gyvena daugiau nei milijardą metų ir toliau spindi be matomų ir reikšmingų pokyčių, galime daryti išvadą, kad mūsų Saulės vandenilio rezervai yra milžiniški. Kai šis rezervas yra išnaudotas, jis lieka tik atspėti, atliekant matematinius skaičiavimus. Remiantis mokslininkų skaičiavimais, Saulė vis dar šilta ir šviečia dešimtis milijardų metų, kol baigsis termobranduolinio kuro atsargos.
Išnykęs termobranduolinių procesų intensyvumas, prasideda galutinis žvaigždės gyvenimo etapas. Žvaigždės tankis sumažės, tačiau jo dydis žymiai padidės. Vietoj geltono nykštuko saulė taps Raudonąja milžine. Pasiekęs šį etapą, mūsų žvaigždė paliks pagrindinę seką ir ramiai laukia jo mirties. Žmonija negali laukti šio dramos galutinio, nes gigantiška Raudonoji Saulė su ugnimi sunaikins praktiškai visą mūsų planetos gyvenimą. Didžiojo raudonojo disko paviršius gali būti šildomas iki 5800 K temperatūros. Saulės spindulys taps 250 kartų didesnis už dabartines vertes.
Palaipsniui paviršiaus temperatūra sumažės, o žvaigždė padidės. Jos ryškumas taip pat pastebimai padidės - iki 2 700 kartų didesnis už dabartinį ryškumą. Pirmasis išnyksta - gyvsidabris ir Venera. Planeta Žemė neišvengiamai išnyks dešimtys milijardų metų. Planetos atmosfera išnyks po saulės vėjo poveikiu, vanduo išgaruos ir planetos paviršius virs karštu akmeniniu bloku.
Šiame etape mūsų žvaigždė išliks keliolika milijonų metų. Kai temperatūra saulės šerdies centre pasiekia 100 mln. Kelvino, prasidės helio ir anglies degimo procesas. Naujas grandininių reakcijų turas galiausiai išleidžia saulę. Labai sumažėjusi žvaigždės masė negalės laikyti išorinio apvalkalo, kuris pulsuojantis termobranduolinis procesas išsklaidys erdvę. Vietoj raudonojo milžino formuojasi planetiniai miglotai, kurių centre išliks buvusios žvaigždės, balto nykštuko, šerdis. Kitaip tariant, dešimtys milijardų metų mūsų svetinga žvaigždė taps nedideliu tankiu ir karštu mūsų planetos dydžiu. Šioje būsenoje žvaigždė išliks gana ilgai, lėtai miršta ir smirdanti.
Saulės struktūra ir struktūra
Saulės artumas leidžia jums sužinoti apie jos struktūrą ir struktūrą, gauti informaciją apie tai, kaip veikia šis natūralus sintezės reaktorius ir kokie procesai vyksta jame. Tai bus įdomu išardyti struktūrą, kurią sudaro šie komponentai:
- šerdis;
- spinduliavimo energijos zona;
- konvekcinė zona;
- tachokline
Tada pradėkite saulės atmosferos sluoksnius:
- fotosfera;
- chromosfera;
- pranašumai.
Žvaigždė nėra kieta, nes susiduriame su karšta dujomis, glaudžiai suspaustomis į sferinį regioną. Tokiomis temperatūromis bet kokios medžiagos, esančios kietoje formoje, egzistavimas yra fiziškai neįmanomas. Ryški šviesa ir saulės spinduliuojama šiluma yra tie patys procesai, kuriuos žmogus susidūrė kurdamas atominę bombą. Ty didelės temperatūros įtaka ir aukšta temperatūra virsta energija. Pagrindinis kuras yra vandenilis, kuris saulėje yra 73,5-75%, todėl pagrindinis šilumos šaltinis yra vandenilio branduolio sintezės procesas, daugiausia koncentruotas į centrinę žvaigždės dalį.
Saulės šerdis yra maždaug 0,2 saulės spindulio. Būtent čia vyksta pagrindiniai procesai, dėl kurių Saulė gyvena ir aprūpina aplinkinę erdvę šviesos ir kinetine energija. Spinduliavimo energijos perdavimo procesas iš žvaigždės centro į viršutinius sluoksnius atliekamas spinduliavimo perdavimo zonoje. Čia fotonai, nukreipiantys iš branduolio į paviršių, sumaišomi su jonizuotų dujų dalelėmis (plazma). Dėl to keičiasi energija. Šioje saulės pasaulio dalyje yra speciali zona - tachokline, kuri yra atsakinga už mūsų žvaigždės magnetinio lauko formavimąsi.
Tada prasideda didžiausias Saulės regionas - konvekcinė zona. Ši sritis yra beveik 2/3 saulės skersmens. Tik konvekcinės zonos spindulys beveik lygus mūsų planetos skersmeniui - 140 tūkst. Kilometrų. Konvekcija yra procesas, kuriame tanki ir šildoma dujos tolygiai pasiskirsto per visą vidinį žvaigždės tūrį į paviršių, o kitas sluoksnius išskiria šilumą. Šis procesas vyksta nuolat ir gali būti matomas stebint Saulės paviršių su galingu teleskopu.
Žvaigždžių vidinės struktūros ir atmosferos ribose yra fotosfera - plona, tik 400 km gylio, kevalas. Štai ką matome saulės stebėjimuose. Fotosfera susideda iš granulių ir jos struktūra yra nevienoda. Tamsios dėmės pakeičiamos šviesiomis vietomis. Toks nevienalytiškumas siejamas su skirtingais saulės paviršiaus aušinimo periodais. Kalbant apie nematomą mūsų šviestuvo paviršiaus spektro dalį, šiuo atveju mes susiduriame su chromosfera. Tai yra tankus saulės atmosferos sluoksnis ir gali būti matomas tik saulės užtemimo metu.
Įdomiausi saulės objektai stebėjimui yra pranašumai, kurie atrodo ilgais pluoštais, ir saulės korona. Šios formacijos yra milžiniškos vandenilio emisijos. Dideli greitis - 300 km / s, yra saulėlydžio paviršius. Šių kilpų temperatūra viršija 10 tūkst. Laipsnių ženklą. Saulės korona yra išoriniai atmosferos sluoksniai, kurie yra kelis kartus didesni už pačios žvaigždės skersmenį. Tiksli saulės korono riba nėra. Jo matoma siena yra tik šio didžiojo švietimo dalis.
Galutinis saulės aktyvumo etapas yra saulės vėjas. Šis procesas yra susijęs su natūraliu žvaigždžių medžiagos nutekėjimu per išorinius sluoksnius į aplinkinę erdvę. Saulės vėjas daugiausia susideda iš įkrautų elementarių dalelių - protonų ir elektronų. Priklausomai nuo saulės aktyvumo ciklo, saulės vėjo greitis gali svyruoti nuo 300 km per sekundę iki 1500 km / s. Ši medžiaga yra paskirstyta saulės sistemoje, veikianti visus mūsų artimosios erdvės dangaus kūnus.
Kitos žvaigždės pagrindinėje sekoje yra maždaug tokios pat struktūros. Kiti dangaus kūnai, kuriuos matome naktiniame danguje, gali turėti skirtingą struktūrą. Skirtumai gali būti tik žvaigždės masė, kuri šiuo atveju yra pagrindinis žvaigždžių aktyvumo veiksnys.
Mūsų žvaigždės ypatybės
Kaip ir visos įprastos žvaigždės, kurių dauguma visatoje, Saulė yra pagrindinis mūsų planetinės sistemos objektas. Didžiulė žvaigždės masė ir jos matmenys suteikia pusiausvyrą tarp gravitacinių jėgų, užtikrindamos tvarkingą dangaus kūnų judėjimą aplink jį. Iš pirmo žvilgsnio mūsų žvaigždė nėra ypatinga. Tačiau pastaraisiais metais buvo atlikta nemažai atradimų, leidžiančių įtvirtinti saulės unikalumą. Pavyzdžiui, saulė ultravioletinių spindulių diapazone gamina mažesnę spinduliuotę nei kitos tos pačios rūšies žvaigždės. Kitas bruožas yra mūsų žvaigždės būklė. Saulė priklauso kintamosioms žvaigždėms, tačiau, skirtingai nei erdvėje esančios seserys, kurios skiriasi intensyvumu ir šviesumu, mūsų žvaigždė ir toliau šviečia lygia šviesa.
Ji taip pat išleidžia didžiulį energijos kiekį, o tik 48% šios sumos matoma. Nematomas žmogaus akies infraraudonųjų spindulių spinduliavimas sudaro 45% saulės energijos. Iš visų milžiniškų saulės spindulių mūsų planetos gauna visiškai trupinius, apie pusę milijardo dalies akcijos, tačiau tai yra pakankamai, kad išlaikytume Žemėje sukurtų sąlygų pusiausvyrą.
Išvada
Apskaičiuojant iki šiol gautus duomenis apie Saulę, negalima teigti, kad mes kruopščiai žinome mūsų žvaigždės prigimtį. Visos idėjos apie Saulės struktūrą ir struktūrą yra pagrįstos žmogaus sukurtais matematiniais ir fiziniais modeliais. Analizuojant procesus, vykstančius mūsų žvaigždėje ir jos paviršiuje, galima rasti mūsų planetoje vykstančių procesų ir reiškinių paaiškinimą. Saulė yra ne tik energijos generatorius, kuris šildo mūsų planetą, bet ir galingiausias radijo spindulių ir elektromagnetinių bangų šaltinis, veikiantis Žemės biosferą. Bet kokie Saulės veiklos pokyčiai iškart atspindi Žemės klimato ir mūsų gerovės būklę.
