Факты о Солнце

Солнце - это наше всё! Это свет, это тепло и многое другое. Без Солнца на Земле не зародилась бы жизнь. Поэтому очень хочется посвятить этот материал нашему светилу.

Солнце светит в синем небе

Солнце является единственной звездой, находящейся в центре нашей Солнечной системы и от него зависит климат Земли и погодные условия.

По галактическим меркам, наша звезда малозаметна, даже в ближайшем в космосе. Солнце является лишь одной из звезд среднего размера и массы, среди 100 миллиардов звезд, находящихся только лишь в нашей Галактике, Млечном Пути.

Наша звезда состоит из 70% водорода и 28% гелия. Остальные 2% занимают, испускаемые в пространство частицы и новые элементы синтезированные самим светилом.

Горячие газы, которые сформировали Солнце - в основном водород и гелий - существуют в невероятно горячем наэлектризованном состоянии, которое называется плазмой.

Солнце - раскалённый газовый шар

Мощность энергии Солнца составляет порядка 386 миллиардов мегаватт и производится в процессе слияния ядер водорода, который принято называть термоядерным синтезом.

В далёком-далёком прошлом, Солнце светило слабее чем сейчас. Непрерывные наблюдения за максимумами излучения на протяжении нескольких десятилетий позволили учёным сделать вывод, что увеличение светимости Солнца, продолжается и в наше время. Так, всего лишь за несколько последних циклов, полная светимость Солнца возросла приблизительно на 0,1 %. Подобные изменения оказывают огромное влияние на нашу жизнь.

Помимо тепловой энергии и видимого нам света, Солнце испускает в пространство гигантский поток заряженных частиц, называемый солнечным ветром. Он движется сквозь Солнечную систему со скоростью примерно в 450 километров в секунду.

Возраст Солнца по расчётам ученых составляет порядка 4,6 миллиардов лет. Это даёт высокую вероятность предположить, что оно продолжит существовать в своем нынешнем виде ещё в течение ближайших 5 миллиардов лет. В конце концов, Солнце поглотит Землю. Когда весь водород выгорит, Солнце просуществует ещё около 130 миллионов лет, сжигая гелий. В течение этого периода она будет расширяться до такой степени, что поглотит Меркурий, Венеру и Землю. На этом этапе его можно будет назвать красным гигантом.

Солнечному свету требуется примерно 8 минут, чтобы достичь поверхности Земли. При среднем расстоянии 150 миллионов километров до Земли и света, распространяющегося в 300 000 километров в секунду, простое деление одного числа за другое (расстояние на скорость) дает нам приблизительное время в 500 секунд, или 8 минут и 20 секунд. Частицам, которые достигают Земли в течение этих нескольких минут, требуется миллионы лет, чтобы проделать путь от ядра Солнца до его поверхности.

Солнце по своей орбите движется со скоростью 220 километров в секунду. Солнце расположено почти на окраине Млечного пути в 24000-26000 световых лет от центра галактики, и поэтому ему требуется 225-250 миллионов лет, чтобы сделать один полный оборот по орбите вокруг центра Млечного Пути.

Расстояние от Солнца до Земли меняется в течение всего года. Поскольку Земля движется по эллиптической орбите вокруг Солнца, расстояние между этими небесными телами варьируется от 147 до 152 миллионов километров. Среднее расстояние между Землей и Солнцем, называется астрономической единицей (а.е.).

Давление в ядре Солнца в 340 миллиардов раз больше атмосферного давления у поверхности Земли.

Диаметр Солнца эквивалентен 109 диаметрам Земли.

Площадь поверхности Солнца эквивалентна 11990 поверхностям Земли.

Если бы Солнце было размером с мяч для футбола, Юпитер был бы размером как мяч для гольфа, а Земля была бы размером с горошину.

Сила тяжести на поверхности Солнца в 28 раз больше чем на Земле. Поэтому человек, который весит на Земле 60 кг, будет весить 1680 кг на Солнце. Попросту говоря, мы будем раздавлены собственным весом.

Свет от Солнца достигает поверхности Плутона за 5,5 часов.

Ближайшая соседка Солнца - звезда Проксима Центавра. Она расположена на расстоянии 4,3 световых лет.

Приблизительно триллион солнечных нейтрино проходит через Ваше тело, пока вы читаете это предложение.

Яркость Солнца эквивалентна яркости 4 триллионам триллионов лампочек мощностью 100 ватт.

Область поверхности Солнца размером с почтовую марку светит как 1,5 миллиона свечей.

Количество энергии, достигающей поверхности нашей планеты, в 6000 раз больше потребности в энергии, людей всего мира.

Земля получает 94 миллиарда мегаватт энергии от Солнца. Это в 40 000 раз больше годовой потребности Соединенных Штатов.

Общее количество ископаемого топлива на планете Земля эквивалентно 30 солнечным дням.

Полное солнечное затмение длится максимум 7 минут и 40 секунд.

В год случается порядка 4-5 солнечных затмений.

Физические характеристики Солнца

Красивая симметричность полного солнечного затмения происходит потому, что Солнце в 400 раз больше, чем Луна, но также и в 400 раз дальше от Земли, что делает эти 2 тела одинаковыми в поперечнике по размерам в небе.

В полном объеме Солнца может быть размещено 1,3 миллиона планет размером с Землю.

99,86% от всей массы Солнечной системы сосредоточена в Солнце. Масса Солнца составляет 1 989 100 000 000 000 000 000 млрд. кг или в 333060 больше массы Земли.

Температура внутри Солнца может достигать 15 миллионов градусов по Цельсию. В ядре Солнца, энергия генерируется ядерного синтеза, как водород превращается в гелий. Так как горячие объекты, как правило, расширяются, Солнце взрывается как гигантская бомба, если бы не было его огромной гравитационной силы. Температура на поверхности Солнца ближе к 5600 градусов по Цельсию.

Земное ядро почти такое же горячее как поверхность Солнца, что составляет примерно 5600 градусов по Цельсию. Более холодными являются определенные зоны называемые солнечными пятнами (3,800° С) .

Различные части Солнца вращаются с разной скоростью. В отличие от обычных планет, Солнце является большим шаром, состоящим из невероятно горячего газообразного водорода. Из-за его подвижности, различные части Солнца вращаются с разной скоростью. Чтобы увидеть, как быстро вращается поверхность, необходимо наблюдать за движением солнечных пятен относительно его поверхности. Пятнам на экваторе требуется 25 земных суток, чтобы сделать один оборот, в то время как пятна на полюсах делают оборот за 36 дней.

Внешняя атмосфера Солнца горячее, чем его поверхность. Поверхность Солнца достигает температуры 6000 градусов Кельвина. Но это на самом деле гораздо меньше, чем атмосфера Солнца. Над поверхностью Солнца является область атмосферы, называемой хромосферы, где температура может достигать 100000 Кельвин. Но это ничего не значит. Там в еще более отдаленной регион, называемый коронный, который простирается до объема, даже больше, чем само Солнце. Температура в короне может достигать 1 млн. Кельвин.

Внутри Солнца, где происходят термоядерные реакции температура достигает немыслимых 15 миллионов градусов.

Солнце является почти идеальной сферой с разницей всего в 10 км в диаметре между полюсами и экватором. Средний радиус Солнца составляет 695 508 км (109,2 х земного радиуса).

По типу звездной величины оно относится к желтому карлику (G2V).

Диаметр Солнца составляет 1 392 684 километров.

Солнце имеет очень сильное магнитное поле. Солнечные вспышки происходят, когда энергетические потоки заряженных частиц высвобождаются Солнцем во время магнитных бурь, которые мы видим, как солнечные пятна. В солнечных пятнах, магнитные линии скручены и они вращаются, так же, как торнадо на Земле.

Существует ли вода на Солнце? Довольно странный вопрос... Ведь мы знаем, что водорода на Солнце, основное элемента воды, очень много, но чтобы была вода ещё нужен и такой химический элемент как кислород. Не так давно, международная группа ученых обнаружила, что Солнце есть вода (в частности, водяной пар).

Солнце в истории

Древние культуры возводили каменные памятники или дорабатывали скалы, чтобы отмечать движения Солнца и Луны, смену времен года, создавали календари и вычислять затмения.

Несмотря на правильные размышления некоторых древнегреческих мыслителей, многие считали, что Солнце вращается вокруг Земли, начиная с древнегреческого ученого Птолемея представившего "геоцентрическую" модель в 150 г. до н.э.

Лишь, в 1543 году, Николай Коперник описал гелиоцентрическую, солнце-ориентированную модель Солнечной системы, и в 1610 году, открытие Галилео Галилеем лун Юпитера показали, что не все небесные тела вращаются вокруг Земли.

Исследования Солнца

В 1990 году НАСА и Европейского космического агентства запустили зонд Ulysses, чтобы сделать первые изображения полярных регионов Солнца. В 2004 году космический аппарат НАСА, Genesis собрал для анализа образцы солнечного ветра на Землю для изучения.

Самым известным космическим аппаратом (запущен в декабре 1995 года) который наблюдает за Солнцем является солнечная и гелиосферная обсерватория SOHO, построенная НАСА и ЕКА, и непрерывно наблюдает за светилом присылая на Землю бесчисленные фотоснимки. Она была создана для изучения солнечного ветра, а также внешних слоёв Солнца и его внутреннего строения. Она изображается структура солнечных пятен ниже поверхности, измерили ускорение солнечного ветра, обнаружил корональных волн и солнечные торнадо, обнаружила более 1000 комет, и позволила более точно прогнозировать космическую погоду.

Более поздняя миссия НАСА - космический корабль STEREO. Это два космических корабля, запущенные в октябре 2006 года. Они были разработаны, чтобы наблюдать за активностью на Солнце одновременно сразу с двух разных точек обзора, чтобы воссоздать трехмерную перспективу активности Солнца, что и позволяет астрономам лучше предсказывать космическую погоду.

Солнце вибрирует из-за набора акустических волн, как колокол. Если наше зрение было бы достаточно острым, мы видели, как колебания распространяются вдоль поверхности его диска, выписывая замысловатые узоры. Астрономы из Стэндфордского университета тщательно изучили движения на поверхности Солнца. Солнечные звуковые волны, как правило, имеют очень низкую частоту колебаний, которая не может быть обнаружена человеческим ухом. Для того, чтобы быть в состоянии услышать, ученые усилили их 42 000 раз и прессуют в течение нескольких секунд волн, измеренных в течение 40 дней.

Косовичев Александр, руководитель научной группы и член Стэндфордской команды по изучению солнечных колебаний, нашел простой способ преобразования данных из оборудования, измеряющего вертикальное перемещение поверхности Солнца в звук. Стивен Тейлор, профессор музыки в Университете штата Иллинойс, сочинял музыку на это видео со звуками.

Команда использовала новый метод для расчета спектра воды при температуре солнечных пятен. В своих исследованиях с 1995 года команда зарегистрировала наличие воды - конечно не в жидком виде, но в состоянии пара - в темных областях солнечных пятен. Ученые сравнили инфракрасный спектр горячей воды, с солнечными пятнами.

Вода в солнечных пятен, вызывает что-то вроде «звездного парникового эффекта» и влияет на сброс энергии от пятен. Молекулы горячей воды, кроме того наиболее сильно поглощают инфракрасного излучение в атмосфере холодных звезд.

Солнечные пятна и вспышки

С 1610 года, Галилео Галилей, первым в Европе стал вести наблюдения за Солнцем с помощью своего телескопа, тем самым заложив начало регулярным исследованиям солнечных пятен и солнечного цикла, которые продолжаются уже свыше четырёх столетий. Спустя 140 лет в 1749 году одна из старейших обсерваторий в Европе, расположенная в Швейцарском городе Цюрих, начала проводить ежедневные наблюдения пятен, сначала просто подсчитывая и зарисовывая их, а позже начав получать фотографии Солнца. В настоящее время множество солнечных станций непрерывно наблюдают и регистрируют все изменения на поверхности Солнца.

Самым известным периодом изменения Солнца является одиннадцатилетний солнечный цикл, на протяжении которого светило проходит через минимум и максимум своей активности.

Солнечный цикл чаще всего определяется количеством солнечных пятен на фотосфере, которое характеризуется специальным индексом - числом Вольфа. Этот индекс подсчитывается следующим образом. Сначала подсчитывается число групп солнечных пятен, затем это число умножается на 10 и к нему прибавляется число отдельных пятен. Коэффициент 10 примерно соответствует среднему числу пятен в одной группе; таким образом удается достаточно точно оценить число пятен на Солнце даже в тех случаях, когда плохие условия наблюдений не позволяют прямо посчитать все малые пятна. Ниже приведены результаты таких подсчетов за огромный период времени, начиная с 1749 года. На них хорошо видно, что число пятен на Солнце периодически меняется, формируя цикл солнечной активности с периодом около 11 лет.

В настоящее время существует как минимум 2 организации, которые независимо друг от друга ведут непрерывные наблюдения солнечного цикла и подсчёт числа пятен на Солнце. Первая - это Sunspot Index Data Center в Бельгии, где определяется так называемое международное число солнечных пятен (International Sunspot Number). Именно это число (и его среднеквадратичное отклонение DEV) показано в таблице, которая уже приводилась выше. Кроме этого подсчет числа пятен ведется в US National Oceanic and Atmospheric Administration. Число пятен, определяемое здесь, имеет название NOAA sunspot number.

Самые ранние наблюдения солнечных пятен в конце XVII века, то есть на заре эпохи их систематических исследований, показали, что Солнце в это время проходило через период чрезвычайно малой активности. Этот период, назвали минимумом Маундера, который продолжался чуть ли не столетие, с 1645 по 1715 год. Хотя наблюдения тех времен проводились не так тщательно и планомерно, как современные, тем не менее, прохождение солнечного цикла через очень глубокий минимум считается научным миром достоверно установленным. Период крайне низкой активности Солнца соответствует особому климатическому периоду в истории Земли, который получил название "Малый ледниковый период".

Все, что происходит на Солнце сильно влияет на нашу планету и людей, однако есть два взрывоподобных солнечные события, которые влияют на нас больше всего. Одним из них являются солнечные вспышки, где через небольшую площадь на поверхности Солнца вдруг прорывается в десятки миллионов градусов волны излучения, которые могут вывести из строя телекоммуникации и спутники. Другой вид явлений коронарный выброс массы, где миллиарды тонн заряженных частиц энергии отделяться от солнечной короны со скоростью миллионы километров в час. Когда эти массивные облака попадают в защитную магнитосферу Земли, они сдавливают силовые линии магнитного поля и обрушивают миллионы триллионов ватт мощности в верхние слои атмосферы. Эта приводит к перегрузкам на линиях электропередач, в результате чего происходит отключения и повреждается все чувствительное оборудование и все расположенные объекты на орбите вокруг Земли.

Часто эти два явления происходят совместно, как это было в октябре 2003 года. Благодаря современным измерительным приборам, такое событие может быть обнаружено на ранней стадии и дает возможность принять необходимые меры.

Анализ данных СОХО и Yohkoh показали, что гигантские петли рентгеновских лучей в горячей солнечной короне обеспечивают важные магнитные связи между пятнами и магнитными полюсами Солнца. Эти гигантские петли длиной около 500 000 миль и заполнены 3,5 млн. F горячей, электрифицированного газа. Они появляются в фазе роста в 11-летнего цикла солнечных пятен и связанных с выделением энергии от пятен, что происходит через каждые 1-1,5 лет и вызывает циклическое реверсирование магнитных полюсов Солнца. Предполагается, что эти соединения играют важную роль в "солнечного динамо" - процесс, который производит сильные магнитные поля Солнца и является источником солнечных пятен, солнечных вспышек и сбросов масс, оказывающих влияние на Землю.

Активность пятен растет от минимума до максимума около 11 лет. Т.е. после 22 лет наступает новый цикл. За это время изменяется все магнитное поле Солнца - северный полюс становится южным и наоборот; затем снова поменяются местами в следующем цикле.

Солнечная поверхность покрыта пузырями размером со штат Техас. Гранулы - части плазмы с коротким временем жизни переносимого конвекцией тепла к поверхности, как пузырьки воды в кипящей поверхности воды. Взлет и падение пузырьков производит звуковые волны, которые заставляют излучать звуки каждые 5 минут.

Самой мощнейшей за всю историю наблюдений была геомагнитная буря 1859 года — Комплекс событий, включающий в себя как геомагнитную бурю, так и вызвавшие её мощные активные явления на Солнце, иногда называют «Событием Кэррингтона» который в литературе получил название «Солнечный супершторм».

Самая мощная магнитная буря наблюдалась человечеством в августе 1972 г. Он был быстр, интенсивный и большой, но самое главное, что превратили его в исторический феномен, был поляризация ее магнитного поля - напротив Земли. Когда его магнитное поле ударил магнитное поле Земли, два поля объединяются и направляются в верхний слои атмосферы огромного потока. Электрооборудование, телеграф, телекоммуникации были выведены из строя в значительной части Европы и Америки.

Протонный шторм был самым сильным в 1989 году. Она была особенно насыщенной с протонами высоким ускорением, покрытыми 100 миллионов электрон-вольт энергии. Такие протоны могут проникать на 11 см отверстие в воде.

Прочие факты о Солнце

Только 55% всех взрослых американцев знают, что Солнце является звездой.

Занятия спортом на солнце, увеличивают расход энергии и калорий.

Утренняя гимнастика на Солнце

Согласно пословице, рожденный на рассвете будет умным, но те, кто появился на свет на закате, будут ленивы.

Гелиотерапия - один из самых старых и доступных методов лечения человеческих недугов. Не удивительно, что говорят, что там, где солнце приходит, уходят болезни.

Согласно исследованиям, солнечные лучи действуют на специфические рецепторы в сетчатке глаза человека, который посылает сигнал в мозг, чтобы производить больше серотонина. И, как мы все знаем, это гормон счастья.

Всего 15 минут ежедневного пребывания на Солнце достаточно, чтобы заставить тело выработать необходимое количество витамина E, который имеет жизненно важное значение для нашего организма.

Пигментация кожи защищает более глубокие слои тела от воздействия ультрафиолетовых лучей.

Цвет неба зависит прежде всего от слоев загрязнения воздуха, как дым или пыль. Нормальный цвет неба голубого цвета из-за преломления солнечного света атмосферным водорода.

Красные закаты, вызваны сильным загрязнением в атмосфере. Когда солнечный свет проходит через атмосферу лучей слоев с более короткой длиной волны сохраняют и поглощают только лучи с большей длиной волны проходят через атмосферу, что красные, оранжевые и желтые лучи. Большие количества пыли и грязи и даже остановить желтый свет, и только красный крест.

Красное небо наблюдается особенно хорошо при вулканических извержениях.