Aplūkojot zvaigzni, kas ir sasilusi un apgaismojusi mūsu planētu miljardiem gadu, daži no mums saprot, ka mums ir darba dabiskais kodolreaktors. Šāds milzīgs un biedējošs salīdzinājums ir saistīts ar Saules dabu, kas pēc savas izcelsmes un sastāva ir tipiska mūsu galaktikas zvaigzne. Neskatoties uz to, ka Saulē notiekošie procesi nevar tikt saukti par dzīvību, šī zvaigzne dod mums dzīvību.
Kas ir saule?
Kāpēc Saule, zvaigzne, kas atgādina miljardiem citu Piena ceļa galaktikā, ir ieinteresēta astrofizikā un kodolzinātnēs? Fakts ir tāds, ka šī ir mūsu tuvākā zvaigzne, pateicoties kurai mēs varam saprast procesos, kas Visumā sāk nolaupīt no dzimšanas brīža. Pētot Sauli, mēs sapratīsim, kādas ir zvaigznes, kā viņi dzīvo un kā beidzas šī spoža skatiena. Citas zvaigznes, pateicoties to ievērojamam attālumam no mūsu Saules sistēmas, nevar parādīt mums to izskatu īpatnības.
Mūsu zvaigzne ir saules sistēmas galvenais objekts, ap kuru orbītā rotējas astoņas planētas, asteroīdi un rūķīšu planētas, komētas un citi kosmosa objekti. Saule pieder G klases zvaigznēm saskaņā ar Harvard klasifikāciju. Saskaņā ar Angelo Secchi klasifikāciju Saule, tāpat kā Arcturus un Capella, ir dzeltens punduris no II šķiras. Atšķirībā no citām zvaigznēm, kas atrodas desmitiem simtiem gaismas gadu no mūsu planētas, mūsu zvaigzne atrodas gandrīz blakus. Zeme tiek atdalīta no Saules 150 miljoni km - neliels attālums salīdzinājumā ar milzīgajiem attālumiem, kas dominē Visumā.
Tuvākā Saule zvaigzne, Proxima Centauri, sarkanā pundurzvaigzne, ir 4 gaismas gadu attālumā. Mēs esam tālu no miglājiem un zvaigžņu kopām, kas ir vislielākās galaktikas zonas. Šāda kārtība nodrošina klusu Saules kustību tās orbītā 14 miljardu gadu laikā, jo izveidojās Piena ceļa galaktika un mūsu Visums kopumā. Zvaigznes ātrums orbītā ap galaktikas centru ir 200 km sekundē.
Pēc zemes standartiem 150 miljoni kilometru ir garš attālums. Tomēr pat šādā attālumā mēs pilnībā izjūtam no saules izstaroto siltumu. Mūsu zvaigznes gaisma mums nāk uz 8 sekundēm un turpina sildīt un apgaismot mūsu planētu. Tas viss ir par mūsu zvaigznes lielumu. Neskatoties uz to, ka mūsu zvaigzne pieder pie normālām zvaigznēm ar vidējo masu, tā masa pārsniedz 700 reizes vairāk par visu Saules sistēmas debess ķermeņu masu. Šodien ir noteikts saules diska izmērs un tas ir 1 miljons 392 tūkstoši 20 km. Tas ir 109 reizes lielāks par Zemes diametru.
Saules izcelsme, tā dzīve un nāve
Mūsu zvaigzne piedzima kopā ar citām zvaigznēm pirms vairāk nekā 4-5 miljardiem gadu. Gāzes mākonis, kas veidojās milzīga mēroga kosmisko kataklizmu rezultātā, kļuva par Saules dzimšanas namu. Saskaņā ar vienu versiju Lielā sprādziena rezultātā, kas krata telpu, parādījās gāzes mākoņi. Gāzes un putekļu mākoņi sastāvā bija 99% no ūdeņraža atomiem. Tikai 1% bija no hēlija atomiem un citiem elementiem. Visu elementu kopums gravitācijas spēku darbībā saņēma nepieciešamo impulsu un sāka cieši saspiest vienu vielu.
Jo ātrāk masa pieauga, jo ātrāks bija rotācijas ātrums. Atomi tika apvienoti, veidojot lielus savienojumus, veidojot molekulāro ūdeņradi un hēliju. Fizisko procesu un ātras rotācijas rezultātā mākoņa centrā izveidojās sfērisks veidojums. Parādījās protostārs - vecākā forma, kas seko pilnas pilnas zvaigznes veidošanai. Sākotnējais kosmiskās gāzes daudzums pārsniedza mūsu Saules sistēmas pašreizējo lielumu. Nākotnē gravitācijas spēku ietekmē zvaigžņu materiāls sāka sarukt cieši, palielinot nākotnes zvaigznes masu.
Kopā ar protostāra izmēra samazināšanos palielinājās spiediens zvaigžņu saturā. Tas savukārt izraisīja strauju temperatūras paaugstināšanos gāzes veidošanā. Liels blīvums un temperatūra 100 miljoni Kelvina uzsāka ūdeņraža kodolsintēzes procesu.
Termomuklārā reakcija rada milzīgu siltuma un gaismas enerģiju, kas izplatās no Saules iekšējiem reģioniem līdz tās virsmai. Katru sekundi no tās virsmas vairāk nekā 4 miljoni tonnu iztvaiko atklātā telpā. Ņemot vērā, ka mūsu zvaigzne ir bijusi vairāk nekā miljarda gadu un turpina spīdēt bez redzamām un nozīmīgām izmaiņām, varam secināt, ka mūsu Saules ūdeņraža rezerves ir milzīgas. Kad šī rezerve ir izsmelta, tā ir tikai uzminēt, veicot matemātiskos aprēķinus. Spriežot pēc zinātnieku aprēķiniem, Saule joprojām būs silta un spīdēs duci miljardu gadu, līdz beidzas termoelektriskās degvielas krājumi.
Tā kā termoreaktīvo procesu intensitāte izzūd, sākas zvaigžņu dzīves pēdējais posms. Zvaigznes blīvums samazināsies, bet tā lielums ievērojami palielināsies. Dzeltena pundura vietā Saule kļūs par Red Giant. Pēc šī posma sasniegšanas mūsu zvaigzne atstās galveno secību un mierīgi gaidīs viņa nāvi. Cilvēce nevar gaidīt šīs drāmas galīgo, jo milzīgā Sarkanā Saule ar savu uguni iznīcinās praktiski visu dzīvi mūsu planētā. Liela sarkana diska virsmu var sildīt līdz 5800 K temperatūrai. Saules rādiuss kļūs par 250 reizēm lielāks nekā pašreizējās vērtības.
Pakāpeniski virsmas temperatūra pazemināsies, un zvaigzne palielināsies. Tās spilgtums arī ievērojami palielināsies - par 2 700 reizes lielāks par pašreizējo spilgtumu. Pirmais, kas pazūd, ir dzīvsudrabs un Venus. Planēta Zeme neizbēgami desmitiem miljardu gadu vairs nepastāvēs. Planētas atmosfēra izzudīs saules vēja ietekmē, ūdens iztvaiko un planētas virsma kļūs par karstu akmens bloku.
Šajā posmā mūsu zvaigzne paliks vairākiem desmitiem gadu. Pēc tam, kad temperatūra saules kodola centrā sasniedz 100 miljonus Kelvina, sāksies hēlija un oglekļa degšanas process. Jauna ķēdes reakciju kārta beidzot iztukšo sauli. Ļoti samazināta zvaigznes masa nespēs turēt ārējo apvalku, kas pulsējoši termo kodolprocesi izkliedēs telpā. Sarkanā giganta vietā veidojas planētu miglājs, kura centrā saglabāsies bijušās zvaigznes, balta pundura, kodols. Citiem vārdiem sakot, desmitiem miljardu gadu laikā mūsu viesmīlīgā zvaigzne kļūs par mazu blīvu un karstu objektu, kas ir mūsu planētas lielums. Šajā stāvoklī zvaigzne paliks diezgan ilgu laiku, lēnām mirst un smirdēs.
Saules struktūra un struktūra
Saules tuvums ļauj jums iegūt priekšstatu par tās struktūru un struktūru, iegūt informāciju par to, kā šis dabiskais kodolsintēzes reaktors darbojas un kādi procesi tajā notiek. Būs interesanti izjaukt struktūru, kas sastāv no šādiem komponentiem:
- kodols;
- starojuma enerģijas zona;
- konvektīvā zona;
- tachoklīns
Pēc tam sāciet saules atmosfēras slāņus:
- fotosfēra;
- hromosfēra;
- prominences.
Zvaigzne nav stabila, jo mēs nodarbojamies ar karstu gāzi, kas cieši saspiesta sfēriskā reģionā. Šādās temperatūrās jebkuras vielas, kas ir cietā veidā, esamība ir fiziski neiespējama. Saules spožā gaisma un siltums ir tādu pašu procesu rezultāts, ko cilvēks sastapās, veidojot atomu bumbu. Ti milzīga spiediena ietekmē un augstā temperatūra tiek pārveidota enerģijā. Galvenais kurināmais ir ūdeņradis, kas Saulē ir 73,5-75%, tāpēc galvenais siltuma avots ir ūdeņraža kodolsintēzes process, kas galvenokārt koncentrējas zvaigzne, galvenā zvaigzne.
Saules kodols ir aptuveni 0,2 saules rādiuss. Tieši šeit notiek galvenie procesi, kuru dēļ Saule dzīvo un piegādā apkārtējo telpu ar gaismas un kinētisko enerģiju. Starojuma enerģijas pārneses process no zvaigznes centra uz augšējiem slāņiem tiek veikts starojuma pārraides zonā. Šeit fotoni, kas tiecas no kodola uz virsmu, tiek sajaukti ar jonizētās gāzes (plazmas) daļiņām. Tādēļ tiek apmainīta enerģija. Šajā saules zemeslodes daļā ir īpaša zona - tahoklīns, kas ir atbildīgs par mūsu zvaigznes magnētiskā lauka veidošanos.
Tad sākas lielākais Saules reģions - konvektīvā zona. Šī platība ir gandrīz 2/3 no saules diametra. Tikai konvektīvās zonas rādiuss ir gandrīz vienāds ar mūsu planētas diametru - 140 tūkstoši kilometru. Konvekcija ir process, kurā blīva un apsildāma gāze vienmērīgi sadalās pa visu zvaigznes iekšējo tilpumu virsmas virsmas virzienā, izdalot siltumu nākamajiem slāņiem. Šis process notiek nepārtraukti un to var redzēt, novērojot Saules virsmu ar spēcīgu teleskopu.
Robeža no zvaigznes iekšējās struktūras un atmosfēras ir fotofēra - plāna, tikai 400 km dziļa, čaula. To mēs redzam saules novērojumos. Fotosfēra sastāv no granulām, un tās struktūra ir neviendabīga. Tumšas vietas tiek aizstātas ar gaišām vietām. Šāda neviendabība ir saistīta ar dažādiem saules virsmas atdzesēšanas periodiem. Kas attiecas uz neredzamo mūsu gaismu virsmas spektra daļu, šajā gadījumā mēs nodarbojamies ar hromosfēru. Tas ir blīvs saules atmosfēras slānis, un to var redzēt tikai saules aptumsuma laikā.
Visinteresantākie novērošanas saules objekti ir prominces, kas izskatās kā garās šķiedras, un saules korona. Šie veidojumi ir milzīgas ūdeņraža emisijas. Ar lielo ātrumu - 300 km / s, ir saulessargi un pārvietojas pa Saules virsmu. Šo cilpu temperatūra pārsniedz 10 tūkstošu grādu atzīmi. Saules korona ir atmosfēras ārējie slāņi, kas ir vairākas reizes lielāki par pašas zvaigznes diametru. Precīza saules korona robeža nav. Tās redzamā robeža ir tikai daļa no šīs lieliskās izglītības.
Saules aktivitātes pēdējais posms ir saules vējš. Šis process ir saistīts ar dabisko zvaigžņu izplūdi caur ārējiem slāņiem apkārtējā telpā. Saules vējš galvenokārt sastāv no lādētajām elementārajām daļiņām - protoniem un elektroniem. Atkarībā no saules aktivitātes cikla saules vēja ātrums var svārstīties no 300 km sekundē līdz 1500 km / s atzīmei. Šī viela tiek izplatīta visā Saules sistēmā, kas ietekmē visus mūsu tuvās telpas debess ķermeņus.
Citas zvaigznes galvenajā secībā ir aptuveni vienādas. Citiem debess ķermeņiem, ko mēs redzam nakts debesīs, var būt atšķirīga struktūra. Atšķirības var būt tikai zvaigznes masa, kas šajā gadījumā ir būtisks zvaigžņu aktivitātes faktors.
Mūsu zvaigznes iezīmes
Tāpat kā visas parastās zvaigznes, no kurām lielākā daļa ir Visumā, Saule ir mūsu planētas sistēmas galvenais mērķis. Lielā zvaigznes masa un tās izmēri nodrošina līdzsvaru starp gravitācijas spēkiem, nodrošinot ap to debesu ķermeņu pareizu kustību. No pirmā acu uzmetiena mūsu zvaigzne nav nekas īpašs. Tomēr pēdējos gados ir veikti vairāki atklājumi, kas ļauj apliecināt saules unikalitāti. Piemēram, Saule ultravioletajā diapazonā ražo mazāku radiāciju nekā citi tāda paša veida zvaigznes. Vēl viena iezīme ir mūsu zvaigznes stāvoklis. Saule pieder mainīgajām zvaigznēm, bet atšķirībā no telpās esošajām māsām, kas atšķiras no gaismas intensitātes un spilgtuma, mūsu zvaigzne turpina spīdēt ar vienmērīgu gaismu.
Tā arī izlaiž milzīgu enerģijas daudzumu, un tikai 48% no šīs summas ir redzama. Cilvēka acu infrasarkanais starojums neredzams veido 45% no saules enerģijas. No visām milzīgajām saules staru summām mūsu planēta saņem pilnīgi drupas, aptuveni pusmiljardu daļu no akcijas, taču tas ir pietiekami, lai saglabātu Zemes radīto apstākļu līdzsvaru.
Secinājums
Novērtējot līdz šim iegūtie dati par Sauli, nevar teikt, ka mēs rūpīgi pazīstam mūsu zvaigznes raksturu. Visas idejas par Saules struktūru un struktūru balstās uz cilvēka radītiem matemātiskiem un fiziskiem modeļiem. Analizējot procesus, kas notiek mūsu zvaigznē un uz tās virsmas, mēs varam atrast izskaidrojumu par procesiem un parādībām, kas notiek mūsu planētas. Saule ir ne tikai enerģijas ģenerators, kas sasilda mūsu planētu, bet arī visspēcīgākais radiācijas emisijas un elektromagnētisko viļņu avots, kas ietekmē Zemes biosfēru. Jebkuras izmaiņas Saules darbībā nekavējoties atspoguļo Zemes klimata stāvokli un mūsu labklājību.
