Солнце, его строение и влияние на процессы, происходящие в географической оболочке Земли. Солнечные затмения.



Естество

Знание

(Землеведение)


Современное представление о составе и строении Вселенной. Галактика и место в ней Солнечной системы. Звезды, астероиды, кометы, метеориты.

Земля - одно из бесчисленных тел Вселенной или космоса. Процессы, которые на ней происходят, во многом определяются космическими причинами. Формы материи Вселенной разнообразны: электромагнитная радиация, твердое, сверхтвердое, жидкое, газообразное, плазменное вещество. Наибольшая часть материи Вселенной (98%) сосредоточена в массивных телах - звездах, планетах, их спутниках, кометах.Эти космические тела группируются в различные системы, в которых они связаны силами взаимного тяготения и отталкивания.

Каждая система входит в систему более высокого порядка. Так, планеты бывают окружены спутниками (планетные системы); вращающиеся вокруг звезды Солнца планеты и планетные системы образуют Солнечную систему. Совокупность звезд образует звездные системы. Наше Солнце является частью звездной системы Галактики, которая состоит из звезд различных типов, звездных скоплений, туманностей, а также заполняющих межзвездное пространство частиц и атомов.

Галактика (от греч.galaktikos – молочный, млечный) – звездная система, образованная звездами различных типов, звездными скоплениями. Помимо звезд в состав галактик могут входить газовые, пылевые туманности и др. Разным галактикам соответствуют различные, но вполне определенные элементы. Состав галактик зависит от ее возраста и условий развития. Полагают, что среднее расстояние между галактиками 2млн.свет.лет, а типичная скорость движения галактик около 1000км/с. Согласно расчетам, для прохождения расстояния до ближайшей соседки требуется около 1млрд. лет и возможность столкновения с себе подобной не исключена.

Звезды, в т.ч. и Солнце, - гигантские раскаленные самосветящиеся шары с температурой ядер в среднем от 10 до 30 млн. градусов. Звездное вещество - ионизированный газ - плазма. По современным представлениям, основным источником звездной энергии являются ядерные реакции, протекающие в недрах звезд и сопровождающиеся выделением огромного количества энергии. Главную роль здесь играет превращение самого распространенного элемента Вселенной водорода в гелий (H2 - 80% He - 18% вещества Метагалактики.Метагалактикой называется доступная изучению часть Вселенной). В Метагалактику, кроме Галактики, входит множество других галактик, удаленных от нас на сотни тысяч и миллиарды световых лет.

Известному советскому ученому академику В.А. Амбарцумяну принадлежит открытие взрывных процессов в ядрах галактик. Другой советский ученый А.А. Фридман предсказал расширение Вселенной, американский ученый Э.Хаббл подтвердил, что галактики удаляются друг от друга. Вся Вселенная расширяется, следовательно, раньше галактики находились ближе друг к другу. Более того, было время, когда не существовало ни звезд, ни галактик, и все вещество было сжато до огромной плотности и имело высокую температуру. Этому состоянию должны были предшествовать другие состояния все возрастающей плотности и температуры. Исходное состояние с которого “все началось” названо “сингулярным” (особым), т.к. известные законы физики пока не позволяют понять его физическую природу, свойства. Однако, предполагают, что первичная скорость выхода из сингулярного состояния была “Большим взрывом” (около 15-20 млрд. лет назад). Возраст Вселенной оценивается примерно в 15 млрд. лет.

В течение первых миллионов лет существования Вселенной по мере расширения температура падала, плазма превращалась в нейтральный газ, бурные процессы превращения которого привели к образованию галактик и звезд.

Образуются звезды и в настоящее время в результате длительного процесса конденсации газово-пылевой материи: возникают “глобулы” - сгущения сферической формы, газовое давление в которых меньше сил взаимного тяготения, в силу чего они сжимаются, уплотняются, разогреваются.

Звезды находятся в разных стадиях эволюции и в постоянном движении. Они отличаются по объему, массе и плотности. Существуют звезды-гиганты, объем которых в миллиард раз превышает объем Солнца (красные звезды). Наряду с ними выделяются звезды, объем которых в десятки миллионов раз меньше объема Солнца (белые звезды). Однако по массе звезды не очень сильно отличаются друг от друга.

Диаметр Галактики составляет 85 тыс. световых лет. В нее входит более 100 млрд. звезд. В ядре отмечается скопление звезд. От него отходят спиралевидные ветви. Галактика вращается вокруг центра, делая полный оборот примерно за 200 млн. лет (галактический год).

Солнечная система имеет сложное строение. В ее состав входят 9 планет со спутниками, десятки тысяч астероидов, комет, метеорное вещество и единственная звезда - Солнце. Все планеты обращаются вокруг Солнца в одном направлении. В том же направлении происходит вращение вокруг оси всех планет, кроме Урана и Венеры. Путь каждой планеты - примерно окружность, по которой планета обходит Солнце. Чем ближе планета к Солнцу, тем меньше ее орбита, тем короче путь, который ей приходится пробегать.

Массы планет малы, но достаточны для удержания некоторых газов (атмосфер).

Солнце- раскаленный плазменный шар, который совершает оборот вокруг своей оси за 27 земных суток в экваториальной части и за 32 – у полюсов. Оно относится к звездам небольших размеров, типичный карлик, которые характеризуются невысокой светимостью. На нем обнаружено около 70 химических элементов, но преобладают водород (90%) и гелий (10%). Диаметр Солнца в 109 раз больше диаметра Земли, средняя плотность - 1,41 г/см3. Во внутренних частях его плотность достигает 100 г/см3.

В Солнце сосредоточено 99,86 % массы, температура на его поверхности достигает 6000° К, в центре - около 15°млн. К В ядре Солнца в результате термоядерных реакций происходит превращение водорода в гелий, сопровождающегося выделением огромного количества энергии, которая излучается в окружающее пространство. Излучение равно 3,8 1026Вт, что соответствует расходу массы в 4 млн.т /сек..

Излучающим внешним слоем Солнца является фотосфера - слой мощностью около 300 км. В фотосфере часто наблюдаются темные пятна и яркие образования - факелы. Фотосфера переходит в атмосферу, нижний слой которой носит название хромосферы, простирающейся на расстояние 15 тыс. км. В хромосфере наблюдаются сильные внезапные кратковременные хромосферные вспышки. Над хромосферой простирается солнечная корона, состоящая из очень разреженного газа. На фоне разреженного газа короны бывают, видны громадные “фонтаны” звездной материи - протуберанцы.

Совокупность названных физических изменений, происходящих на Солнце, называют солнечной активностью. Появление солнечных пятен, появление которых связывается с конвективным движением плазмы, хромосферных вспышек, протуберанцев - это проявление солнечной активности, которая подвержена циклическим изменениям. Основной период солнечной активности в среднем 11 лет. Существенное влияние солнечная активность оказывает на земные явления и процессы (полярные сияния, возмущения магнитного поля, изменение скорости роста деревьев, урожая сельскохозяйственных культур, размножения и миграции насекомых, эпидемии гриппа, тифа, холеры и т.п.).

В результате процессов, протекающих на Солнце, в мировое пространство направляется рентгеновское, ультрафиолетовое, световое, инфракрасное, радиоволновое излучение (солнечная радиация), выбрасываются потоки корпускул (протоны, электроны) - солнечный ветер.

Солнечная радиация обеспечивает возможность жизни на нашей планете. Теоретические подсчеты подсказывают, что через 5 млрд. лет ядро Солнце сожмется до плотности 105 г/см3, а диаметр его будет в 100 раз меньше нынешнего поперечника Солнца. Остальное вещество Солнца образует расширяющуюся и постепенно охлаждающуюся атмосферу, опутывающую сжавшееся ядро. Солнце превратится в красный гигант. За несколько десятков тысяч лет атмосфера его рассеется, а на месте Солнца останется сжавшееся ядро, т.е. белый карлик. Во время всех этих превращений температура на нашей планете сначала возрастет до 1000° К, а затем постепенно уменьшится до абсолютного нуля (-273° С). Такая судьба ожидает Солнце и Землю, если принимаемые сейчас теоретические модели развития звезд соответствуют действительности.

Кометы, астероиды, метеорное вещество. Кроме больших планет вокруг С. вращаются малые планеты - астероиды. Это небольшие тела, образующие пояс астероидов между орбитами М. и Ю. Крупнейшая из этих планет, Паллада, имеет поперечник 770 км.

Кометы - имеют ничтожно малую массу. Количество комет в Солнечной системе составляет около сотни. Ядро кометы состоит изо льда с включением частиц металлов (железа, марганца). От ядра тянется хвост кометы, состоящий из атомов и молекул газов, из пыли, выделяющихся из ядра комет. Хвост располагается в стороне противоположной Солнца.

Помимо девяти крупных спутников (планет), Солнце имеет множество мелких спутников, называемых астероидами. Большинство из них находится в поясе астероидов, между орбитами Марса и Юпитера. Есть также группа астероидов (Троянцы и Греки), движущаяся вдоль орбиты Юпитера, и другие группы. Всего в астрономических ка­талогах зафиксировано более 6000 малых планет. Помимо астероидов, движущихся по орбитам, подобным орбитам планет, Солнечную систему пересекают ко­меты. Орбиты комет одним фаем приближены к Солнцу, другим удалены от него иногда на очень значительные расстояния. Например, удаленный край орбиты кометы Энке с периодом обращения 3,3 года не достигает орбиты Юпитера. Орбита кометы Галлея с периодом обращения 76 лет не достигает орбиты Плутона. Орбита кометы Когоутека с периодом обращения 75 000 лет выходит далеко за пределы орбиты Плутона. По современным гипотезам кометы представляют собой огромные глыбы из льда и камня, которые испаряются при подходе к Солнцу и образуют газовый и пылевой хвосты, направленные от Солнца. Со временем кометы рассыпаются, оставляя после себя облака пыли. Ежегодно в августе Земля проходит через полосу пыли, оставшуюся от кометы Свифта-Тутля, и в эти периоды можно наблюдать метеорные дожди, называемые «Персеидами». Землю ежесекундно бомбардируют тысячи метеори­тов – обломков космических тел. Однако большинство из них сгорают в атмосфере, не достигая поверхности Зем­ли. Крупные метеориты могут взрываться, оставляя кра­теры. Средние и мелкие метеориты, закаленные огнем и космическим пространством, часто служат объектами поклонения (священные камни) верующих.

Внешние и внутренние планеты Солнечной системы. Их поверхность, атмосфера, движение

Планеты -твердые и газообразные тела Солнечной системы, холодные - светят отраженным светом. Планета (с греч.) – блуждающая. Такое название эти небесные тела получили в древности за очень сложные видимые пути на звездном небе. Планет Солнечной системы - 9 (Меркурий, Венера, Земля, Марс -планеты группы “Земля”, Юпитер, Сатурн, Уран, Нептун - планеты-гиганты, и Плутон). Планеты движутся вокруг Солнца в одном направлении и примерно в одной плоскости, вращаясь вокруг своих осей. Движение планет происходит против часовой стрелки, если смотреть на них с Полярной звезды. В этом же направлении они вращаются вокруг своих осей, кроме Венеры, которая вращается в другом направлении и Урана, который вращается как бы лежа на боку.

Расстояние от Солнца до Меркурия - 58 млн. км, (Земля в 3 раза дальше - 150 млн. км), а до самой далекой планеты Плутона от Солнца - почти 6 млрд. км. И если Меркурий обегает Солнце за 88 земных суток, то Плутон это делает за 249 лет (земных).

Планеты группы “Земля” сложены твердым веществом, как и Земля (ср. плотность - около 5,5 г/см3), планеты-гиганты - огромные газовые шары с плотным, возможно металлическим (или железо-сисликатным) ядром. Плутон сложен замороженным газом-метаном. Поэтому особое внимание люди сосредоточили на изучении планет, похожих на нее, - это имеет большой теоретический и практический смысл. Изучение их поможет лучше понять историю и строение нашей планеты.

Меркурий (“посланец богов”, бог торговли и мошенничества) - такое название планета получила за большую скорость движения по орбите вокруг Солнца - 54 км/с. Это планета спринтер (для сравнения, скорость Земли - 30 км/с). Свою короткую орбиту Меркурий пробегает за 88 земных суток, зато очень медленно вращается вокруг оси, делая один оборот за 176 суток, т.е. год Меркурия в два раза короче суток.

До 1974 г. сведений о планете было мало: наблюдать ее в телескоп было неудобно. Она мала - диаметр 4840 км, почти в 3 раза меньше земного. Предполагалось, что на поверхности Меркурия очень высокая температура - планета близко находится к Солнцу, даже предполагались “озера из свинца”. 1974 год - “урожайный” в исследованиях планет. В этот год люди впервые увидели изображение поверхности Меркурия на снимках, полученных американской станцией “Маринер-10”.

Фотоизображения поверхности и радиолокация показали, что Меркурий имеет большое сходство с Луной: множество кратеров, наблюдается излияния лав. Обнаружены эскарпы - обрывы высотой 2-3 км, длиной до - тысяч км., нередко пересекающие кратеры. Предполагается, что в центре Меркурия находится ядро, сложенное металлами (вероятно железом), над ним - оболочка толщиной около 600 км.

Возраст планеты - 4,4 - 4,6 млрд. лет. Меркурий всегда повернут к Солнцу одной стороной поэтому температура действительно, очень высокая на освещенной стороне: 345°-420°, на ночной наоборот - очень низкая: - 140°, -180°. Это мир жары и холода.

Атмосферы почти нет (очень немного газа гелия), слабое магнитное поле.

Венера (в честь богини красоты). Называется еще Утренней (на востоке) и Вечерней (на западе) звездой - яркая, белая планета. Венера очень похожа на Землю по размерам (диаметр - 12100 км, у Земли - 12740 км), по массе (0,81 массы Земли). Среднее расстояние от солнца - 108 млн. км. Белый видимый цвет Венеры связан с наличием постоянного слоя облаков в атмосфере, открытой еще М.В. Ломоносовым в 1761 г. До 1974-1975 гг. об этой планете тоже было мало известно, из-за облачного покрова она недоступна наземным наблюдениям в телескопы.

Только межпланетные автоматические станции и радиолокация обогатили науку сведениями о ней. Венера изучалась межпланетными станциями СССР. Были изготовлены Венера - 4,5,6,7,8, запущены и исследовали ее, но только Венера - 9 и 10 (в октябре 1975 г.) передали первые ценные сведения о ней с поверхности планеты.

Оказалось, что у Венеры почти нет магнитного поля, что на поверхности ее очень высокая температура: + 470°, с перепадом около 1° и очень высокое атмосферное давление: 90 кг/см2 (на Земле - 1 кг 33 г.). Такая высокая температура связана с парниковым эффектом атмосферы планеты, состоящей на 97% из углекислого газа (СО2), который как стекло парника пропускает к поверхности планеты солнечное тепло и не выпускает в межпланетное пространство. На Земле такой эффект тоже есть, благодаря которому у нас на несколько десятков градусов теплее, чем было бы без него. Но у Земли, по сравнению с Венерой, мало СО2.

Первые аппараты, запущенные на Венеру не выдерживали такой температуры и давления, только Венера - 9 и -10 , изготовленные с запасом прочности (могли выдержать давление 100-120 кг/см2), смогли работать в условиях этой планеты, и даже они только в течение часа смогли передавать информацию. Свет на планете рассеянный, Солнца никогда не видно, небо имеет желтый цвет. Ветры 1-2 м/су поверхности, а на высоте 50 км имеют ураганную силу. Породы на поверхности рыхлые, с обломками кристаллических пород разных размеров, цвет кирпично-желтый, кирпично-красный, вследствие сильного химического разложения пород. Цветное фото доставили автоматические станции Венера -13 и 14 в марте 1982 г. Облака атмосферы Венеры содержат капельки серной кислоты.

Марс (“бог войны”) - такое название получил за постоянный красноватый цвет. Среднее расстояние от Солнца - 228 млн. км, диаметр - 6788 км ( в 2 раза меньше земного), сутки Марса - 23 часа 37 минут, т.е. такие же почти, как и земные, год - 687 земных суток.

Марс самая удивительная планета, и она давно привлекала к себе особое внимание, вызывала особый интерес, предполагалось обитаемой. На ее поверхности 100 лет назад итальянскими учеными были открыты ”каналы”, которые зарисовали, фотографировали, считали (насчитали 97 каналов). Это привело к тому, что Марс оказался изученным лучше других планет. ”Каналы” даже считали делом рук разумных существ. На маленьком оранжевом диске в телескопы наблюдали примечательные детали: белые полярные шапки, оранжевые и темно-зеленые области. Предполагали, что полярные шапки - это образования льда и снега, наподобие земных, темно-зеленые области - это растительность, оранжевые - пустыни.

Оказалось, что действительно, полярные шапки - это лед толщиной около 1 км, но не только из воды, но и сухой лед (СО2). Температура очень низкая - на полюсах -70° С, -125° С, на экваторе -20° С, -25° С (у Земли на полюсах: -23° С на северном, -33° С на южном, на экваторе +25° С).

Доставленные фотоснимки показали: что поверхность Марса очень неровная, изрытая кратерами, древними (возникшими миллиарды лет назад) и молодыми. Выделяются низкие равнины (равнина Эллада), которые лежат на 4-6 км ниже окружающей местности, диаметром около 2000 км, а также плоскогорья высотой 2-3 км. Но особо интересны огромные вулканические конусы (настоящие чудеса света). Самый высокий конус г. Олимп высотой 27,5 км, его диаметр у основания - 600 км. Вулкан Арзия имеет кратер диаметром 130 км, у Олимпа он - 70 км. Лава Олимпа была жидкой, растекалась на многие километры. Сейчас вулканы потухшие.

Обнаружены также другие удивительные формы рельефа: каньоны, эскарпы, трещины, овраги. Каньон - долина Маринера - имеет длину 3600 км, ширину - 200 км, глубину - 5-7 км. Его склоны изрыты оврагами до 300 км в устьевой части. По размерам они несоизмеримы с земными. Каньоны расширяются - обнаруживаются на склонах осыпи, оползни. Как возникают каньоны и овраги - неясно: тектоническим, эрозионным путем или сыпучим грунтом?

Трещины тоже гигантских размеров (наподобие такыров), только глубина достигает 2 км и длина до 30 км.

Но самым удивительным открытием последних лет марсианской поверхности является обнаружение долиной сети. Обнаружены сухие извилистые русла разной длины, разветвленные, с притоками, впадающие в огромные депрессии. Например, р. Ниргал (400 км длины) впадает в огромное водохранилище Узбой - депрессия с системой кратеров, соединенных протоками; р. Маадим имеет длину 700 км. Это почти неопровержимое свидетельство о том, что жидкая вода еще сравнительно недавно была на Марсе. Значит, Марс не всегда был таким, как сейчас.

Сейчас же вода на этой планете не может существовать в жидком виде: при “нормальном” атмосферном давлении в 6 мб (на Земле - 1013 мб) она кипит при температуре 2°С, т.е. или выкипит или замерзнет при существующих температурах. На Марсе замерзшая вода, кроме полярных шапок, находится также в породах, т.е. обнаружена многолетняя мерзлота.

Откуда вода взялась на Марсе? Из недр при дифференциации первичного вещества, как и на Земле. Куда исчезла? Ведь в современной атмосфере ее очень и очень мало. Современные легкие облака в буквальном смысле, погоды не делают. Лед полярных шапок и мерзлоты горных пород не тает. Исчезнуть могла при расщеплении ее молекул и потерей водорода. Даже Земля ежесуточно теряет около 100 т водорода. В период потепления марсианского климата вода могла быть жидкой на поверхности и в атмосфере (давление, по предположениям, могло быть 100-1000 мб). Воды могло быть много, она могла бы составить сплошной слой в несколько метров.

Удивительное явление на Марсе представляют собой также пылевые бури.

Юпитер (бог богов) величайшая из планет, его масса в 318 раз превосходит массу Земли. Юпитер очень быстро вращается вокруг своей оси (за 10 час.), поэтому сильно сплющен с полюсов, нет смены времен года. На желтоватом диске планеты видны сероватые полосы - облачные образования. Среди атмосферных образований примечательно так называемое Красное пятно (35000 км по долготе и 14000 км по широте). Близкий полет космических аппаратов (“Пионер - II” и “Вояджер - I”) подтвердил вихревую природу пятна. В атмосфере Юпитера наблюдаются многочисленные гигантские молнии и вероятно грохочут раскаты грома, которое не вынесло бы ни одно земное ухо, так что имя бога-громовержца выбрано для этой планеты удачно.

Атмосфера Юпитера на 77% состоит из водорода и почти на 23% из гелия. Если внутри планеты соотношение гелия и водорода такое же, как и у Солнца , т.е. 10% гелия и около 90% водорода, то давление в центре Юпитера достигает 5 млн. Гпа, а температура 25000° К, температура внешних слоев атмосферы (-130). Под газовым внешним слоем планеты, состоящим из водорода и гелия, идет очень мощный слой (около 10000 км) жидкого молекулярного водорода. Центральные области Юпитера заняты твердым железосиликатным ядром.

У Юпитера очень мощное магнитное поле с радиационными поясами, которые примерно в 40000 раз интенсивнее земного. Спутников много, слабые кольца метеорного вещества. На спутнике Ио обнаружено вулканическое извержение.

Сатурн - самая эффектная из планет. Его масса в 95 раз больше земной, планета окружена яркими кольцами, состоящими из пыли и покрытых льдом камней, поперечник которых не превышает 10 м. Толщина всех колец С. не превышает 2 км. Магнитное поле гораздо слабее, чем у Ю., есть радиационный пояс, 17 спутников.

Толщина газовой атмосферы близка к 1000 км. Ниже расположен глобальный океан из смеси водорода с гелием, на глубине примерно в половину радиуса (60000 км) температура повышается до 10000° С, а давление до 3 тыс. Гпа. Ниже идет слой металлического водорода. В центре под огромным давлением при температуре 20000° находится расплавленное силикатно-металлическое ядро.

Уран и Нептун - планеты очень схожие по размерам и свойствам (гиганты-близнецы). Обе планеты быстро вращаются вокруг своих осей. Температура поверхности планет - 150 и - 170° К. Из недр поступает тепло к внешним зонам. Теоретически в центре Урана температура около - 10-12, у Нептуна около 12-14 тыс. градусов.

В отличие от Юпитера и Сатурна недра Урана и Нептуна лишь на 20% состоят из гелия и водорода, а остальное приходится на более тяжелые элементы, относящиеся к железосиликатам.

Плутон - это самая удаленная из планет и небольшая по размерам, сложена замороженным газом. Недавно у планеты обнаружен спутник - Харон, который в поперечнике всего в 2 раза меньше самой планеты, поэтому можно считать эту систему двойной планетой.

 

Солнце, его строение и влияние на процессы, происходящие в географической оболочке Земли. Солнечные затмения.

 

По современным представлениям, Солнце состоит из ряда концентрических сфер, или областей, каждая из которых обладает специфическими особенностями. Схематический разрез Солнца показывает его внешние особенности вместе с гипотетическим внутренним строением. Энергия, освобождаемая термоядерными реакциями в ядре Солнца, постепенно прокладывает путь к видимой поверхности светила. Она переносится посредством процессов, в ходе которых атомы поглощают, переизлучают и рассеивают излучение, т.е. лучевым способом. Пройдя около 80 процентов пути от ядра к поверхности, газ становится неустойчивым, и дальше энергия переносится уже конвекцией к видимой поверхности Солнца и в его атмосферу.

Внутреннее строение Солнца

Внутреннее строение Солнца слоистое, или оболочечное, оно состоит из ряда сфер, или областей. В центре находится ядро, затем область лучевого переноса энергии, далее конвективная зона и, наконец, атмосфера. К ней ряд исследователей относят три внешние области: фотосферу, хромосферу и корону. Правда, другие астрономы к солнечной атмосфере относят только хромосферу и корону. Остановимся кратко на особенностях названных сфер.

Ядро - центральная часть Солнца со сверхвысоким давлением и температурой, обеспечивающими течение ядерных реакций. Они выделяют огромное количество электромагнитной энергии в предельно коротких диапазонах волн.

Область лучистого переноса энергии - находится над ядром. Она образована практически неподвижным и невидимым сверхвысокотемпературным газом. Передача через нее энергии, генерируемой в ядре, к внешним сферам Солнца осуществляется лучевым способом, без перемещения газа. Этот процесс надо представлять себе примерно так. Из ядра в область лучевого переноса энергия поступает в предельно коротковолновых диапазонах - гамма излучения, а уходит в более длинноволновом рентгеновском, что связано с понижением температуры газа к периферической зоне.

Конвективная область Солнца

Конвективная область - располагается над предыдущей. Она образована также невидимым раскаленным газом, находящимся в состоянии конвективного перемешивания. Перемешивание обусловлено положением области между двумя средами, резко различающимися по господствующим в них давлению и температуре. Перенос тепла из солнечных недр к поверхности происходит в результате локальных поднятий сильно нагретых масс воздуха, находящихся под высоким давлением, к периферии светила, где температура газа меньше и где начинается световой диапазон излучения Солнца. Толщина конвективной области оценивается приблизительно в 1/10 часть солнечного радиуса.

Фотосфера

Фотосфера - это нижний из трех слоев атмосферы Солнца, расположенный непосредственно на плотной массе невидимого газа конвективной области. Фотосфера образована раскаленным ионизированным газом, температура которого у основания близка к 10000° К (т. е. абсолютная температура), а у верхней границы, расположенной примерно в 300 км выше, порядка 5000° К. Средняя температура фотосферы принимается в 5700° К. При такой температуре раскаленный газ излучает электромагнитную энергию преимущественно в оптическом диапазоне волн. Именно этот нижний слой атмосферы, видимый как желтовато-яркий диск, зрительно воспринимается нами как Солнце.

Через прозрачный воздух фотосферы в телескоп отчетливо просматривается ее основание - контакт с массой непрозрачного воздуха конвективной области. Поверхность раздела имеет зернистую структуру, называемую грануляцией . Зерна, или гранулы, имеют поперечники от 700 до 2000 км. Положение, конфигурация и размеры гранул меняются. Наблюдения показали, что каждая гранула в отдельности выражена лишь какое-то короткое время (около 5-10 мин.), а затем исчезает, заменяясь новой гранулой. На поверхности Солнца гранулы не остаются неподвижными, а совершают нерегулярные движения со скоростью примерно 2 км/сек. В совокупности светлые зерна (гранулы) занимают до 40 процентов поверхности солнечного диска.

 

Процесс грануляции представляется как наличие в самом нижнем слое фотосферы непрозрачного газа конвективной области - сложной системы вертикальных круговоротов. Светлая ячея - это поступающая из глубины порция более разогретого газа по сравнению с уже охлажденной на поверхности, а потому и менее яркой, компенсационно погружающейся вниз. Яркость гранул на 10-20 процентов больше окружающего фона указывает на различие их температур в 200-300° С.

Образно грануляцию на поверхности Солнца можно сравнить с кипением густой жидкости типа расплавленного гудрона, когда со светлыми восходящими струями появляются пузырьки воздуха, а более темные и плоские участки характеризуют погружающиеся порции жидкости.

Исследования механизма передачи энергии в газовом шаре Солнца от центральной области к поверхности и ее излучение в космическое пространство показали, что она переносится лучами. Даже в конвективной зоне, где передача энергии осуществляется движением газов, большая часть энергии переносится излучением.

Таким образом, поверхность Солнца, излучающая энергию в космическое пространство в световом диапазоне спектра электромагнитных волн, - это разреженный слой газов фотосферы и просматривающаяся сквозь нее гранулированная верхняя поверхность слоя непрозрачного газа конвективной области. В целом зернистая структура, или грануляция, признается свойственной фотосфере - нижнему слою солнечной атмосферы.

Хромосфера солнца

Хромосфера. При полном солнечном затмении у самого края затемненного диска Солнца видно розовое сияние - это хромосфера. Она не имеет резких границ, а представляет собой сочетание множества ярких выступов или языков пламени, находящихся в непрерывном движении. Хромосферу сравнивают иногда с горящей степью. Языки хромосферы называют спикулами. Они имеют в поперечнике от 200 до 2000 км (иногда до 10000) и достигают в высоту нескольких тысяч километров. Их надо представлять себе как вырывающиеся из Солнца потоки плазмы (раскаленного ионизированного газа).

Установлено, что переход от фотосферы к хромосфере сопровождается скачкообразным повышением температуры от 5700 К до 8000 - 10000 К. К верхней же границе хромосферы, находящейся приблизительно на высоте 14000 км от поверхности солнца, температура повышается до 15000 - 20000 К. Плотность вещества на таких высотах составляет всего 10-12 г/см3, т. е. в сотни и даже тысячи раз меньше, чем плотность нижних слоев хромосферы.

Солнечная корона

Солнечная корона - внешняя атмосфера Солнца. Некоторые астрономы называют ее атмосферой Солнца. Она образована наиболее разреженным ионизированным газом. Простирается примерно на расстояние 5 диаметров Солнца, имеет лучистое строение, слабо светится. Ее можно наблюдать только во время полного солнечного затмения. Яркость солнечной короны примерно такая же, как у Луны в полнолуние, что составляет лишь около 5/1000000 долей яркости Солнца. Корональные газы в высокой степени ионизированы, что определяет их температуру примерно в 1 млн. градусов. Внешние слои короны излучают в космическое пространство корональный газ - солнечный ветер. Это второй энергетический (после лучистого электромагнитного) поток Солнца, получаемый планетами. Скорость удаления коронального газа от Солнца возрастает от нескольких километров в секунду у короны до 450 км/сек на уровне орбиты Земли, что связано с уменьшением силы притяжения Солнца при увеличении расстояния. Постепенно разреживаясь по мере удаления от Солнца, корональный газ заполняет все межпланетное пространство. Он воздействует на тела Солнечной системы как непосредственно, так и через магнитное поле, которое несет с собой. Оно взаимодействует с магнитными полями планет. Именно корональный газ (солнечный ветер) является основной причиной полярных сияний на Земле и активности других процессов магнитосферы.

"Затмение - астрономические явление, заключающееся в том, что земному наблюдателю Солнце, Луна, планета, спутник планеты или звезда перестают быть видимыми полностью или частично.

Затмения происходят вследствие того, что либо одно небесное тело закрывает другое, либо тень одного несамосветящегося тела падает на другое такое же тело. Затмение Солнца наблюдается тогда, когда его закрывает (заслоняет) Луна".* Солнечные затмения всегда происходят в Новолуние.

Солнечное затмение - каждый раз уникальное явление.

Какие бывают затмения?

Мы так привыкли к нашей луне, что даже не подозреваем как нам с ней повезло! А повезло нам с ней дважды. Первое, наша Луна не какой-нибудь бесформенный булыжник наподобие Фобоса или Деймоса, а аккуратненькая кругленькая мини-планета! Второе: Луна теперь достаточно далеко от Земли и нет ежедневных землетрясений и огромных волн, когда-то в прошлом вызываемых приливными силами Луны (в наше время Луна удаляется от Земли со скоростью 4 см в год - в ранние эпохи это происходило быстрее). Луна теперь настолько далеко, что ее видимый угловой размер близок к угловому размеру еще более далекого Солнца. А когда-то Луна была настолько близко к Земле что солнечные затмения случались каждое новолуние, правда смотреть на них в то время было еще некому...

Каждое солнечное затмение по-своему уникально, как именно затмение будет выглядеть для земного наблюдателя определяется 3 факторами (помимо погодных): видимыми из точки наблюдения угловыми диаметрами (размерами) Солнца α и Луны β и траекторией движения Луны относительно Солнца и звезд .


Дата добавления: 2018-04-15; просмотров: 1424; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:






Мы поможем в написании ваших работ!