Солнце - это звезда или планета? Характеристики Солнца

Восход Солнца - завораживающее зрелище. Словно назло всем силам тьмы, алый диск медленно и величественно выплывает из-за горизонта. Солнце - это свет, тепло, жизнь!

Тысячи имен одного божества

В подавляющем числе культур дневное светило всегда занимало центральное место. Солнце - это олицетворение живительной и созидательной энергии. Пантеон древнеегипетских богов возглавлял Бог Солнца Ра, изображаемый как человек с соколиной головой. Он имел влияние на все происходившее на земле Египта: смену времен года, дня и ночи, природные и погодные изменения, повседневную жизнь народа. Власть древнеегипетских фараонов считалась незыблемой, потому что они были "детьми Солнца". Древнегреческий поэт Гомер в своих гимнах восхвалял ослепительного Бога Солнца Гелиоса и его огненную колесницу, дарующую свет всему живому.

У каждой народности для божественного светила существовали свои имена, свои мифы, сказания и легенды о нем, пронизанные глубоким почитанием и искренней любовью.

Солнце - это звезда или планета?

В V веке до н. э. был обвинен в осквернении богов и, чудом избежав смертной казни, с позором изгнан из Афин философ Анаксагор, утверждающий, что Солнце - раскаленная глыба. Аристарх Самосский (310-230 гг. до н. э.) впервые предположил, что планеты и Земля вращаются вокруг Солнца. Но почти на тысячу лет утвердилась картина мира, предложенная Гиппархом Никейским (190-126 гг. до н. э.). На заре тысячелетия она была математически обоснована в труде "Альмагест" Птолемеем (100-170 гг.) и получила его имя. Согласно птолемеевской системе, в центре мироздания, вокруг которого вращаются небесные сферы, располагается Земля. Вообще, борьба между гео- и гелиоцентризмом - отдельный разговор! Только факты: привычное нам описание мироустройства сформулировал польский астроном Н. Коперник в 16 веке (труд издан в 1543 г.), но окончательное подтверждение эта система получила только в 1687 году благодаря сэру Ньютону и его теории.

Солнце - это звезда или планета? Поскольку "планета" в переводе с древнегреческого - "блуждающая звезда", астрономы того времени и считали светило одним из семи известных, меняющих свое положение среди звезд, небесных тел, т. е. планетой. Предположения, что Солнце - это обычная звезда, высказывались различными учеными неоднократно. Точку в дискуссиях поставил немецкий физик Й. Фраунгофер, в 1824 году сравнив спектральные данные некоторых звезд и Солнца.

Одна из многих. Основные параметры

Так что такое Солнце в современном представлении? Это единственная звезда, расположенная в центре нашей планетной системы и составляющая 99,86% от ее суммарной массы. Среднее расстояние от Земли до Солнца - 149450 тыс. км. Диаметр светила более чем в 100 раз превышает диаметр нашей планеты и составляет 1390,6 тыс. км (больше орбиты Луны). Среднее значение плотности Солнца лишь немного превосходит плотность воды и равно 1,41 г/см³. Сила тяжести в 28 раз превышает земную.

На водород приходится 73% всей массы звезды, 25% - на гелий. Содержание остальных элементов - около 2%.

Спектральные характеристики Солнца идентифицируют наше светило как звезду класса G2V (в популярной литературе эту группу называют желтыми или оранжевыми карликами).

Как устроены звезды?

По мнению ученых, внутреннюю структуру Солнца, по мере удаления от центра, можно условно разделить на четыре области:

1. Ядро - основная область генерации излучаемой энергии. Распространяется почти на треть радиуса раскаленного газового шара (0-0,3R). Здесь плотность газа огромна - 150 г/см³. Температура составляет около 15×10⁶ ˚К, давление - 2×10⁸ Па.
2. Зона лучистого переноса энергии (0.3-0.7R). Вся сгенерированная энергия передается во внешние слои посредством лучистого теплообмена (повторяющимися процессами поглощения, отражения, испускания, переноса энергии). При этом температура постепенно понижается (до 2×10⁶ К˚), а длина волны излучения увеличивается. Время, затраченное на проход этой зоны, у кванта электромагнитного излучения, фотона, занимает до 170 тыс. лет.
3. Зона конвекции. Простирается до поверхности. Передача энергии осуществляется путем перемешивания газов. Снижение температуры происходит более интенсивно и к поверхности достигает 5800˚К.

Внешние слои атмосферы

Как определить, где границы тела, состоящего из газа и атмосферы? У звезд под атмосферой понимается область, из которой излучение беспрепятственно может уходить в пространство. Первый внешний слой - фотосфера (300-400 км). Именно ее мы воспринимаем как видимую поверхность солнечного диска. Под большим увеличением легко заметить ее ячеистую структуру. Ячейки или гранулы - это и есть выходы конвекционных потоков. Иногда концентрированные магнитные поля тормозят вертикальные потоки ионизированного газа, перемешивание замедляется, и на видимой поверхности формируются области с пониженной температурой (4500˚К) и яркостью. Так образуются "пятна". Самые большие из них можно увидеть даже невооруженным глазом (через светофильтр, конечно). По пятнам можно отследить вращения Солнца вокруг своей оси. Угловые скорости на разных широтах различны. Для экваториальных областей период составляет 25 суток.

Верхние слои атмосферы (хроносферу и солнечную корону) можно увидеть только в моменты полного солнечного затмения или с помощью специальных инструментов.

Источник энергии Солнца

Современная гелиосейсмология определяет возраст нашего светила в 4,6 млрд лет. Какие источники столь продолжительного существования скрывают огненные недра? Что такое Солнце как источник энергии?

Ежесекундно Солнце излучает в мировое пространство энергии в 100 тыс. раз больше, чем человечество выработало за все время своего существования. Если бы весь объем нашей звезды заполнял каменный уголь, то такого запаса топлива, при излучении с обычной интенсивностью, едва хватило на 5 тыс. лет. Химические процессы и гравитационные взаимодействия тоже не годятся на роль "долгопериодического" источника энергии.

И только с открытием атомного распада и синтеза американский астрофизик Х. Бете предположил, что Солнце - это природный термоядерный реактор. Суть процесса сводится к образованию ядра гелия из четырех ядер водорода (протонов) с выделением энергии (Нобелевская премия по физике, 1967 год).

Гори, гори, моя звезда!

А когда израсходуется весь водород, что будет с Землей? Человечеству не стоит беспокоиться о планете. Солнце находится в середине своего звездного жизненного цикла. По мере выгорания водорода интенсивность излучения будет постепенно нарастать, но минимум миллиард лет комфортного существования людям обеспечен. Описание апокалиптических картин последующего расширения светила не является целью данной статьи.

Наблюдая ежедневный восход Солнца, давайте будем наслаждаться его светом и теплом, ценить жизнь, любить и беречь друг друга.