Анатомия солнца
Наше любимое солнышко…
Что бы мы без него делали? Оно и светит, и греет, и радует. Интересно, почему так происходит? И вообще, из чего состоит Солнце?
Если коротко ответить, из каких веществ состоит Солнце, то основными элементами являются водород и гелий. Водород занимает 74% , гелий — 24%. Оставшиеся проценты занимают кислород (1%) и множество других элементов (еще 1%).
То, что мы рассмотрели, называют химическим составом Солнца. Но чаще всего многих людей интересует не то, из каких веществ состоит наше светило, а строение Солнца.
Содержание
Из чего состоит наше Солнце
Солнце можно себе представить огромным раскаленным шаром, который состоит из нескольких слоев.
- Глубоко внутри, в самом центре Солнца находится его ядро. Оно занимает приблизительно 20%. Там происходят самые важные ядерные реакции.
- Следующий слой — радиационная зона. Занимает 50%.
- Еще один слой — это конвективная зона.
- И наконец, слой, который можно увидеть с земли, — это фотосфера.
Что же происходит внутри Солнца? Людей всегда интересовало, из чего состоит Солнце, как оно греет. Но у людей в древности не было тех приспособлений, которые есть у современных астрономов для наблюдения и исследования космоса. Поэтому часто они выдвигали неверные суждения.
Например, первые астрономы думали, что Солнце горит и дает тепло так же, как и любой другой огонь. Это должно было означать, что для горения Солнцу понадобилось бы топливо. Но те ученые даже не представляли себе масштабы Солнца и количество энергии, которое оно дает!
Современные ученые посчитали, что Солнце производит около 380 млн мВт. А энергии, производимой Солнцем всего лишь за 1 секунду, хватило бы для всей цивилизации Земли. Но наша звезда существует, возможно, миллионы лет. За такое время любые запасы топлива давно бы сошли на нет. Но Солнце все же продолжает существовать и производить тепло. А все потому, что в его ядре проходят удивительные процессы преобразования одного элемента в другой.
Термоядерный синтез в солнечном ядре
Сначала рассмотрим, что же происходит в ядре. Солнце состоит в основном из водорода и гелия. Причем водород превращается в гелий. Как такое возможно? Для начала попробуем представить себе, как выглядит солнечное ядро. Ученые вычислили, что температура в ядре составляет более чем 15 млн градусов.
Еще там огромное давление, а атомы движутся с невероятно высокой скоростью. Теперь подумаем, что обычно бывает, когда какие-то предметы движутся очень быстро и в хаотичном порядке. В какой-то момент они неизбежно сталкиваются. Что-то похожее происходит и в ядре с атомами водорода.
Сталкиваясь при невероятном давлении и на необычайной скорости, атомы водорода сливаются и превращаются в атомы гелия.
При этом полученный атом гелия немного уступает по массе атомам водорода, из которых он был получен. Возникает вопрос, куда девалась часть массы? На самом деле, она не исчезла, а превратилась в энергию. Именно эта энергия в виде фотонов высвобождается из ядра и проходит через следующие слои к поверхности Солнца.
Радиационная зона, или зона лучистого переноса, также имеет большую плотность. Здесь высокая концентрация атомов водорода и гелия, поэтому фотон, попавший из ядра в эту зону, неизбежно сталкивается и с этими атомами. Они поглощают его, затем выпускают, причем такой процесс может происходить миллионы раз, пока фотоны не попадут в конвективную зону.
Все больше удаляясь от ядра, фотоны постепенно теряют свою энергию при столкновениях. Далее они попадают в конвективную зону. Что собой представляет конвекция? Приведем пример. Конвекция — это процесс, похожий на поведение молекул воды в кипящем чайнике. Горячая вода поднимается, удаляясь от источника тепла, а охлажденная опускается ближе к огню. И так по кругу.
Так и в конвективной зоне происходит перемешивание горячего вещества из радиационной зоны и более холодного из фотосферы. И, наподобие кипящей воды в чайнике, вещество кипит и бурлит, образуя множество своеобразных пузырьков, называемых гранулами.
Так мы дошли до поверхности Солнца. Здесь можно выделить 3 слоя:
- Фотосферой называют тонкий слой, находящийся на самой поверхности Солнца. Это единственный слой, который может увидеть земной наблюдатель. Именно из фотосферы до нас доходит основная часть видимого излучения.
- Хромосфера — это оболочка красноватого цвета. Она не такая яркая, как фотосфера, поэтому ее с Земли не видно в обычных условиях. Чтоб ее увидеть, нужно дождаться полного солнечного затмения. Тогда она будет подсвечиваться красным цветом в виде кольца.
- При полном затмении Солнца можно наблюдать также и солнечную корону. В обычных условиях она не видна. Здесь температура очень высокая и достигает миллионов градусов. Корона в основном состоит из протуберанцев и других извержений. Еще это место зарождения солнечного ветра.
Солнечным ветром называют поток заряженных частиц, движущийся с огромной скоростью. Достигая магнитного поля Земли и взаимодействуя с ним, он порождает уникальные по своей красоте явления. Речь идет о полярном сиянии, наблюдаемом недалеко от полюсов Земли. Этот и другие примеры показывают, что Солнце играет большую роль в существовании нашей планеты.
Важность Солнца для Земли
- Термоядерные процессы, что происходят внутри Солнца, способствуют выделению колоссального количества энергии.
- Энергия, которую дает Солнце, поддерживает все формы жизни на нашей планете. Без этой энергии не могли бы происходить биохимические процессы на Земле.
- Солнце излучает видимый свет. С его помощью мы можем видеть и воспринимать мир во всем разнообразии красок.
- Благодаря гравитационной силе Солнца наша Земля обладает постоянной орбитой, а двигаясь вокруг Солнца, мы вместе с ним перемещаемся по галактике на высочайшей скорости.
Многие тайны раскрыты, но в то же время остается еще немало вопросов, требующих ответа.