Солнце - ближайшая к нам звезда

ОГЛАВЛЕНИЕ

Введение                                                                                                                   3

1. Солнце – ближайшая к нам звезда                                                               4
2. Общие сведения                                                                                             5
3. Вращение Солнца                                                                                          8
4. Расположение Солнца в нашей галактике                                                  9
5. Внутренние строение Солнца                                                                    11

Список используемых источников                                                                      13

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ВВЕДЕНИЕ

Солнце имеет огромное значение для Земли. 
В прошлом человек не знал причин, порождающих различные явления природы, не умел использовать её силы в своих интересах. Находясь во власти суеверий и ложных религиозных представлений, он искал объяснения различных природных явлений в религии. 
Из года в год, от поколения к поколению люди наблюдали, как весной под действием солнечных лучей природа постепенно оживает, а осенью и зимой как бы замирает. Замечая эти изменения в природе, люди давно поняли, что Солнце играет очень большую роль в жизни Земли, но, не зная физической природы Солнца, они не могли правильно оценить его значение. Отсюда произошло обожествление Солнца почти у всех народов. У большинства народов древности Солнце было одним из главных богов. 
В его честь воздвигали величественные храмы, сочиняли и пели хвалебные гимны; Солнцу поклонялись, ему приносили обильные жертвы. 
Теперь все эти религиозные, антинаучные представления о Солнце ушли в прошлое. 
Итак, солнце - ближайшая к нам звезда.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1.СОЛНЦЕ  - БЛИЖАЙШАЯ К НАМ ЗВЕЗДА

Солнце - это одна из звезд. Каждая звезда, которую 
мы видим на небе - это огромное космическое тело, подобное нашему Солнцу. 
Солнце находится от нас на таком расстоянии, что луч света, идущий от него со скоростью 300 тысяч километров в секунду, доходит до Земли через восемь с половиной минут. Все же другие звёзды находятся от нас значительно дальше, поэтому они и кажутся нам маленькими мерцающими точками. Расстояние между Землёй и ближайшей к нам звездой Проксима в созвездии Центавра в 270 тысяч раз превышает расстояние между Землёй и Солнцем. Луч света от этой звезды доходит до нас только через четыре года и три месяца. 
В астрономии расстояния измеряются в световых годах и парсеках: Световым годом называется расстояние, которое луч света проходит за год; парсек равен 3,26 светового года. Один световой год равен немного более девяти с половиной триллионов километров (точнее, 9 540 000 000 000 километров). Следовательно, расстояние от Земли до звезды Проксима Центавра более 40 триллионов километров. 
Если бы наше Солнце находилось на месте Проксима Центавра, оно выглядело бы яркой звездой. А если бы оно было расположено на расстоянии 50 световых лет, то казалось бы нам слабой, едва заметной звёздочкой. 
Звёзды, которые мы видим невооружённым глазом, находятся от нас на расстоянии от 10 до 1000 световых лет. 
В наиболее мощные телескопы астрономы могут наблюдать звёздные образования, находящиеся на расстоянии до нескольких сот миллионов световых лет.

 

 

 

 

 

 

 

 

2.ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

Солнце – ближайшая к нам звезда. Расстояние до него по астрономическим меркам невелико: лишь 8 минут идет свет от Солнца до Земли.  
Солнце – это не заурядный желтый карлик, как раньше было принято говорить. Это звезда, около которой есть планеты, содержащие много тяжелых элементов. Это звезда, которая образовалась после взрывов сверхновых, она богата железом и другими элементами. Около которой смогла сформироваться такая планетная система, на третьей планете которой – Земле – возникла жизнь. 
Пять миллиардов лет – возраст нашего Солнца. За счет чего оно светит? Какова структура и дальнейшая эволюция Солнца? Какое влияние оказывает Солнце на Землю? 
Солнце – звезда, вокруг которой обращается наша планета. Среднее расстояние от Земли до Солнца, то есть большая полуось орбиты Земли, составляет 149,6 млн. км = 1 а. е. (астрономическая единица). 
Солнце является центром нашей планетной системы, в которую кроме него входят 9 больших планет, несколько десятков спутников планет, несколько тысяч астероидов (малых планет), кометы, метеорные тела, межпланетные пыль и газ. 
Солнце – звезда, которая светит достаточно равномерно на протяжении миллионов лет, что доказано современными биологическими исследованиями остатков сине-зеленых водорослей. Если бы температура поверхности Солнца изменилась всего на 10 %, жизнь на Земле, вероятно, была бы уничтожена. Наша звезда ровно и спокойно излучает энергию, столь необходимую для поддержания жизни на Земле. 
Эта роль Солнца была замечена еще в древности. В религиях всех народов мира, мифах и сказках Солнце занимало всегда главное место. Наши предки славяне поклонялись Яриле или Купале — богу солнечных лучей, света и тепла, весны и плодородия. В честь бога Ярилы в древней Руси устраивались праздники в самый длинный день года — в день летнего солнцестояния (около 22 июня). Это почитание Солнца находило своё отражение в старинных свадебных обрядах и песнях.  
Три с половиной тысячи лет назад египтяне пели гимн В честь бога Солнца Атона: «Как прекрасен твой восход на горизонте, о, Атон предвечный! Ты восходишь на восточном горизонте, ты наполняешь мир своими красотами. Ты прекрасен, велик, лучезарен, высок над всей Землёй; лучи твои обнимают все страны, которые ты сотворил. Ты далеко, а лучи твои на Земле...». 
Древние греки покланялись богу Солнца Гелиосу, а римляне поклонялись Аполлону. У финикиян солнечным богом был Молох. Тысячу лет назад народы Перу (Южная Америка) встречали восход Солнца молитвами и песнопениями. 
Цари древности, чтобы возвеличить себя и свой род, утверждали, что они происходят от бога Солнца. «Сынами Солнца» величали себя китайские властители — богдыханы. «Внучатами могучего Даждь-бога» называются русские князья в «Слове о полку Игореве». От Солнца зависела жизнь человека, его благосостояние. Именно Солнце приносило тепло, давало хороший урожай.  
Тысячелетиями Солнце представлялось чем–то незыблемым, совершенным, могущественным и было скорее предметом поклонения, чем исследования. Только с началом наблюдений в телескоп Галилей доказал, что на Солнце есть пятна, что Солнце вращается, установил период вращения нашей звезды.  
Русский ученый-энциклопедист Михаил Ломоносов высказал в оде «Рассуждения по случаю полярного сияния» в 1743 году мнения о Солнце, очень близкие к современным научным представлениям:

«Там огненны валы стремятся  И не находят берегов,  Там вихри пламенны крутятся,  Борющись множество веков;  Там камни как вода кипят,  Горящи там дожди шумят».

 

Общие сведения о Солнце:

Масса 2∙1030 кг Радиус 696 000 км Средняя плотность 1 400 кг/м3 Среднее расстояние от Земли 149,6 млн. км Период вращения 25,380 суток Светимость 3,86∙1026 Вт Видимая звездная величина –26,75m Спектральный класс G2 V Эффективная температура  поверхности 5 780 К Возраст около 5 млрд. лет

Размеры Солнца очень велики. Так, радиус Солнца в 109 раз, а масса – в 330 000 раз больше радиуса и массы Земли. А вот средняя плотность нашего светила невелика – всего в 1,4 раза больше плотности воды. 
Впервые вращение Солнца наблюдал Галилей по движению пятен по поверхности. Различные зоны Солнца вращаются вокруг оси с различными периодами. Так точки на экваторе имеют период около 25 суток, на широте 40° период вращения равен 27 суток, а вблизи полюсов – 30 суток. Это доказывает, что Солнце вращается не как твердое тело, скорость вращения точек на поверхности Солнца уменьшается от экватора к полюсам. 
Полное количество энергии, излучаемой Солнцем, составляет L  = 3,86∙10³³ эрг/с = 3,86∙10²⁶ Вт. Это соответствует 6,5 кВт с каждого квадратного сантиметра его поверхности! Лишь одну двухмиллиардную часть этой энергии получает Земля.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Для того чтобы понять строение такой гигантской звезды, как Солнце, нужно представить себе огромную массу газа, которая сконцентрировалась в определенном месте Вселенной. Солнце на 72% процента состоит из водорода, а остальную часть в основном составляет гелий. Эти два газа очень  легкие, но если вспомнить, что Солнце весит столько же, сколько весили бы 333000 наших планет, то можно себе представить, какова их концентрация. Температура внешней оболочки Солнца составляет 5900°. Внутри же она составляет 15 миллионов градусов.

 

 

3.ВРАЩЕНИЕ СОЛНЦА

Вращение солнца обладает одной замечательной особенностью – его угловая скорость убывает  с удалением от экватора (рис. слева). То есть различные пояса солнца вращаются  с различной скоростью, быстрее  всего солнце вращается у экватора (один оборот за 27 суток), а медленнее  всего у полюсов (один оборот за 32 суток). Следует отметить, что выше речь шла о той скорости вращения, которую мы видим с Земли – сидерический период, но так как наша планета двигается в космическом пространстве по своей орбите вокруг солнца вращение последнего кажется нам несколько замедленным, а истинное значение периода вращения Солнца относительно звезд (синодический период) составляет у экватора 25суток, у полюсов 30 суток. Так как Солнце вращается с различными скоростями, мы не можем связать систему гелиографических координат со всеми точками его поверхности. Условно гелиографические меридианы связывают с точками, имеющими широты ±16º. Для этой широты сидерический период составляет 25,38 суток, а синодический 27,38 суток.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4. ПОЛОЖЕНИЕ СОЛНЦА  В ГАЛАКТИКЕ

В окрестностях Солнца удается  проследить участки двух спиральных ветвей, удаленных от нас примерно на 3 000 световых лет. По созвездиям, где  обнаруживаются эти участки, их, называют рукавом Стрельца и рукавом Персея. Солнце находится почти посередине между этими спиральными ветвями. Правда, сравнительно близко (по галактическим  меркам) от нас, в созвездии Ориона, проходит еще одно, не столь явно выраженная ветвь, считающаяся ответвлением одного из основных спиральных рукавов  Галактики. Расстояние от Солнца до центра Галактики составляет 23 – 28 тысяч  световых лет, что составляет примерно 7 – 9 тысяч парсек. Это говорит  о том, что Солнце располагается  между центром и краем диска  Галактики. Вместе со всеми близкими звездами Солнце вращается вокруг центра Галактики со скоростью 200 – 220 километров в секунду, совершая один оборот примерно за 200 миллионов лет. Значит, за все  время своего существования Земля  облетела вокруг центра Галактики не более 30 раз. Скорость вращения Солнца вокруг центра Галактики практически  совпадает с той скоростью, с  которой в данном районе движется волна уплотнения, формирующая спиральный рукав. Такая ситуация в общем  неординарна для Галактики: спиральные ветви вращаются с постоянной угловой скоростью, как спицы  колеса, а движение звезд подчиняется  совершенно иной закономерности. Поэтому  почти все звездное население  диска то попадает внутрь спиральных ветвей, то выходит из них. Единственное место, где скорости звезд и рукавов  совпадают, – это так называемая коротационная окружность. Именно вблизи нее и располагается Солнце. Для Земли это обстоятельство крайне благоприятно. Ведь в спиральных ветвях происходят бурные процессы, порождающие мощное излучение, губительное для всего живого. И никакая атмосфера не могла бы от него защитить. Но наша планета существует в относительно спокойном месте Галактики и в течении сотен миллионов и миллиардов лет не испытывала катастрофического влияния космических катаклизмов. Может быть, именно поэтому на Земле могла сохраниться жизнь. Долгое время положение Солнца среди звезд считалось самым заурядным. Сегодня мы знаем, что это не так: в известном смысле оно привилегированное. И это нужно учитывать, рассуждая о возможности существования жизни в других частях нашей Галактики. Солнце (и Солнечная система) движется со скоростью 20 км/с в направлении к границе созвездий Лиры и Геркулеса. Это объясняется местным движением внутри ближайших звезд. Эта точка называется апексом движения Солнца, ее координаты α ≈ 18h, δ ≈ +30°. Точка на небесной сфере, противоположная апексу, называется антиапекс. В этой точке пересекаются направления собственных скоростей ближайших к Солнцу звезд. Движения ближайших к Солнцу звезд происходят с небольшой скоростью, это не мешает им участвовать в обращении вокруг галактического центра. Солнечная система участвует во вращении вокруг центра Галактики со скоростью около 220 км/с. Это движение происходит в направлении созвездия Лебедя. Период обращения Солнца вокруг галактического центра около 220 млн. лет.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5.  ВНУТРЕННЕЕ СТРОЕНИЕ СОЛНЦА

Солнце – раскаленный  газовый шар, температура в центре которого очень высока, настолько, что  там могут происходить ядерные  реакции. В центре Солнца температура  достигает 15 миллионов градусов, а давление в 200 миллиардов раз выше, чем у поверхности Земли. Газ сжат здесь до плотности около 1,5∙10⁵ кг/м³ (тяжелее железа). 
Солнце – сферически симметричное тело, находящееся в равновесии. Плотность и давление быстро нарастают вглубь; рост давления объясняется весом всех вышележащих слоев. В каждой внутренней точке Солнца выполняется условие гидростатического равновесия. Это означает, что давление на любом расстоянии от центра уравновешивается гравитационным притяжением. 
В центральной области с радиусом примерно в треть солнечного – ядре – происходят ядерные реакции. Затем через зону лучистого переноса энергия излучением переносится из внутренних областей Солнца к поверхности. И фотоны, и нейтрино рождаются в зоне ядерных реакций в центре Солнца. Но если нейтрино очень слабо взаимодействуют с веществом и мгновенно свободно покидают Солнце, то фотоны многократно поглощаются и рассеиваются до тех пор, пока не достигнут внешних, более прозрачных слоев атмосферы Солнца, которую называют фотосферой. Пока температура высока – больше 2 миллионов градусов, – энергия переносится лучистой теплопроводностью, то есть фотонами. Зона непрозрачности, обусловленная рассеянием фотонов на электронах, простирается примерно до расстояния 
2/3R радиуса Солнца. При понижении температуры непрозрачность сильно возрастает, и диффузия фотонов длится около миллиона лет.  
Примерно с расстоянии 2/3R находится конвективная зона. В этих слоях непрозрачность вещества становится настолько большой, что возникают крупномасштабные конвективные движения. Здесь начинается конвекция, то есть перемешивание горячих и холодных слоев вещества. Аналогичный процесс происходит в кипящей воде. Время подъема конвективной ячейки сравнительно невелико – несколько десятков лет. 
Исследование глубинных слоев Солнца в последнее время продвинулось вперед за счет гелиосейсмологии (наука, которая изучает колебания Солнца).

 

Излучающая  поверхность Солнца называется фотосферой. Фотосфера имеет зернистую структуру, называемую грануляцией. Каждое такое "зерно" размером почти с Германию и представляет собой поднявшийся  на поверхность поток горячего вещества. На фотосфере часто можно увидеть  относительно небольшие темные области - солнечные пятна. Они на 1500˚ холоднее окружающей их фотосферы, температура  которой достигает 5800˚. Из-за разницы  температур с фотосферой эти пятна  и кажутся при наблюдении в  телескоп совершенно черными. Над фотосферой расположен следующий, более разряженный  слой, называемый хромосферой, то есть "окрашенной сферой". Такое название хромосфера получила благодаря своему красному цвету. И наконец, самая внешняя, самая разреженная и самая горячая часть солнечной атмосферы - корона. Она прослеживается от солнечного лимба до расстояний в десятки солнечных радиусов. Несмотря на сильное гравитационное поле Солнца, это возможно благодаря огромным скоростям движения частиц, составляющих корону. Корона имеет температуру около миллиона градусов.