Навигация
9. Солнце – ближняя звезда
Солнце представляет собой сферически симметричное тело, находящееся в равновесии. Всюду на одинаковых расстояниях от центра этого шара физические условия одинаковы, но они заметно меняются по мере приближения к центру. Плотность и давление быстро нарастают в глубь, где газ сильнее сжат давлением вышележащих слоев. Следовательно, температура также растет по мере приближения к центру. В зависимости от изменения физических условий Солнце можно разделить на несколько концентрических слоев, постепенно переходящих друг в друга.
В центре Солнца температура составляет 15 млн. градусов, а давление превышает сотни миллиардов атмосфер. Газ сжат здесь до плотности около 1,5·105 кг/м3. Почти вся энергия Солнца генерируется в ядре - центральной области с радиусом примерно 1/3 солнечного.
Через слои, окружающие центральную часть, эта энергия передается наружу. Сначала энергия переносится излучением. Однако каждый фотон затрачивает миллионы лет для того, чтобы пройти зону излучения: свет многократно поглощается веществом и излучается вновь. Считается, что зона излучения простирается примерно на 1/3 радиуса Солнца.
На протяжении последней трети радиуса находится зона конвекции. Причина возникновения перемешивания (конвекции) в наружных слоях Солнца та же, что и в кипящем чайнике: количество энергии, поступающие от нагревателя, гораздо большее того, которое отводится теплопроводностью. Поэтому вещество вынуждено приходит в движение и начинает само переносить тепло.
Все рассмотренные выше слои Солнца фактически ненаблюдаемы. Об их существовании известно либо из теоретических расчетов, либо на основании косвенных данных.
Над конвективной зоной располагаются непосредственно наблюдаемые слои Солнца, называемые его атмосферой. Они лучше изучены, так как об их свойствах можно судить из наблюдений.
Солнечная атмосфера также состоит из нескольких различных слоев. Самый глубокий и тонкий из них - фотосфера, непосредственно наблюдаемая в видимом непрерывном спектре. Толщина фотосферы всего около 300 км. Чем глубже слои фотосферы, тем они горячее. Во внешних более холодных слоях фотосферы на фоне непрерывного спектра образуются фраунгоферовы линии поглощения.
Во время наибольшего спокойствия земной атмосферы в телескоп можно наблюдать характерную зернистую структуру фотосферы. Чередование маленьких светлых пятнышек - гранул - размером около 1000 км., окруженных темными промежутками, создает впечатление ячеистой структуры - грануляции. Возникновение грануляции связано с происходящей под фотосферой конвекцией. Отдельные гранулы на несколько сотен градусов горячее окружающего их газа, и в течении нескольких минут их распределение по диску Солнца меняется. Спектральные измерения свидетельствуют о движении газа в гранулах, похожих на конвективные: в гранулах газ поднимается, а между ними - опускается.
Распространяясь в верхние слои солнечной атмосферы, волны, возникшие в конвективной зоне и в фотосфере, передают им часть механической энергии конвективных движений и производят нагревание газов последующих слоев атмосферы - хромосферы и короны. В результате верхние слои фотосферы с температурой около 4500K оказываются самыми "холодными" на Солнце. Как вглубь, так и вверх от них температура газов быстро растет.
Расположенный над фотосферой слой, называемый хромосферой, во время полных солнечных затмений в те минуты, когда Луна полностью закрывает фотосферу, виден как розовое кольцо, окружающее темный диск. На краю хромосферы наблюдаются выступающие как бы язычки пламени - хромосферные спикулы, представляющие собою вытянутые столбики из уплотненного газа. Тогда же можно наблюдать и спектр хромосферы, так называемый спектр вспышки. Он состоит из ярких эмиссионных линий водорода, гелия, ионизированного кальция и других элементов, которые внезапно вспыхивают во время полной фазы затмения. Выделяя излучение Солнца в этих линиях, можно получить в них его изображение. Хромосфера отличается от фотосферы значительно более неправильной и неоднородной структурой. Заметно два типа неоднородностей - яркие и темные. По своим размерам они превышают фотосферные гранулы. В целом распределение неоднородностей образует так называемую хромосферную сетку, особенно хорошо заметную в линии ионизированного кальция. Как и грануляция, она является следствием движений газов в подфотосферной конвективной зоне, только происходящие в более крупных масштабах. Температура в хромосфере быстро растет, достигая в верхних ее слоях десятков тысяч градусов.
Список литературыАстрономическая картина мира и ее творцы / А. И. Еремеева.—М.: Недра, 1984.—224 с.
Естественнонаучные представления Древней Руси: Счисление лет. Символика чисел. "Отреченные" книги. Астрология. Минералогия / Под ред. Р.А.Симонова.—М.: Наука, 1988.—318 с.
Звездное небо: Предания и новейшие знания о созвездиях, звездах и планетах / Дж. Корнелиус.—М.: Б.и, 2000.—176 с.
История астрономии: Пер. с англ. / А. Панненкук.—М.: Наука, 1966.—592 с.: ил.
Концепции современного естествознания / В. М. Найдыш.—М.: Гардарики, 2000.—476 с.
Краткая история астрономии / А. Берри.—2-е изд.—М.: ОГИЗ, 1946.—363 с.
О системах галактики / М. Б. Сизов.—М.: Прометей, 1992.—16 с.
Происхождение и эволюция Земли и других планет Солнечной системы / А. А. Маракушев.—М.: Наука, 1992.—204 с.
Рождение звезд / В. Г. Сурдин.—М.: Эдиториал УРСС, 1999.—232 с.
Точные науки в древности: Пер. с англ. / О. Нейгебауер.—М.: Наука, 1968.—224 с.
Физическая модель Вселенной / Б. П. Иванов.—СПб.: Политехника, 2000.—312 с.
Эволюция солнечной системы: Пер. с англ. / Х. Альвен, Г. Аррениус.—М.: Мир, 1979.—51
Похожие работы
... достижений школьников на астрономических олимпиадах разного уровня. Здесь, конечно, не требуется никакое упрощение содержания астрономического образования. Крайне желательно, чтобы обзорно-мировоззренческий курс школьной астрономии изучался бы на пороге окончания школы – лучше всего в XI классе или, если это невозможно, несколько раньше. Только тогда можно будет максимально опираться на ранее ...
... сети наблюдений. Наблюдения, собранные Обществом, дали материал для целого ряда позднейших важных исследований. Деятельность Мангеймского общества завершила второй период развития метеорологии, начавшийся в эпоху возрождения наук и искусств и закончившийся в период большого промышленного переворота в конце XVIII в. Этот переворот дал невиданный толчок развитию физики и математики в начале XIX в. ...
... (геометрия Евклида и арифметика), астрономия (с астрологией), позднее — филология и некоторые др. Тем самым начался процесс дифференциации наук: сначала выделения в рамках философии различных дисциплин, а затем выделения их из философии как самостоятельных наук. В разные эпохи в разных философских учениях существовали различные точки зрения на структуру научного знания. Так, в эпоху эллинизма ...
... исследования, указывает на ту область, в которой он находится, но не выявляет специфических особенностей данного объекта. Поэтому, чтобы разобраться в том, что же представляет собой политология как наука, прежде всего необходимо более четко установить объект и предмет изучения политологии. В качестве объекта той или иной науки всегда выступает определенная область реальной действительности. В то ...
0 комментариев