Внешняя газовая оболочка Солнца, его атмосфера, состоит (в направлении от более глубоких слоев наружу) из фотосферы, хромосферы и короны.

Практически все видимое излучение Солнца исходит из очень тонкого слоя, называемого фотосферой. Толщина фотосферы не превышает 300 км. Вся фотосфера Солнца выглядит как совокупность ярких пятен — гранул, разделенных между собой узкими и менее яркими промежутками. Размер каждой из гранул — около 700 км. Температура гранул выше, чем деталей темных промежутков, примерно на 600 К. Эта система постоянно возникающих и исчезающих гранул в фотосфере называется грануляцией. Самые приметные объекты на Солнце — это темные пятна. Диаметр пятен иногда достигает 200 тыс. км. Совсем маленькие пятна называют порами.

Еще Галилео Галилей в 1610 г. заметил, что расположение пятен меняется. Ученый правильно объяснил это вращением Солнца вокруг своей оси. Систематические наблюдения солнечных пятен показывают, что Солнце вращается в направлении движения планет и скорость вращения Солнца убывает от экватора к полюсам. Период вращения Солнца изменяется от 25 суток на экваторе до 30 суток у полюсов.

Кроме пятен в фотосфере наблюдаются факелы — яркие образования, видимые в белом свете преимущественно вблизи края диска Солнца. Факелы имеют сложную волокнистую структуру, их температура на несколько сотен градусов превышает температуру фотосферы.

Обычно факелы появляются раньше пятен и существуют некоторое время после их исчезновения. Средняя продолжительность их существования — 15 суток, но может достигать почти трех месяцев.

Внешние слои атмосферы Солнца — хромосфера и расположенная выше солнечная корона хорошо видны во время полных солнечных затмений.

Над фотосферой простирается хромосфераСолнца. Общая протяженность хромосферы — 10-15 тыс. км. Температура в хромосфере с высотой не падает, а растет от 4500 К до нескольких десятков тысяч. Излучение хромосферы в сотни раз меньше фотосферного.

На краю солнечного диска хорошо видны протуберанцы— гигантские арки или выступы, как бы опирающиеся на хромосферу.

В хромосфере наблюдаются мощные и быстро развивающиеся процессы, называемые вспышками. Эти яркие образования существуют от нескольких минут до нескольких часов. Обычно солнечные вспышки проходят вблизи быстро развивающихся групп солнечных пятен. Они сопровождаются выбросами вещества.

Вспышки представляют собой взрывные процессы. Мощные вспышки за десять минут высвобождают энергию около 10²³ — 10²⁵ Дж.

Корона— внешняя разреженная и горячая оболочка Солнца, распространяющаяся от него на несколько солнечных радиусов и имеющая температуру плазмы до миллиона градусов. Яркость солнечной короны в миллион раз меньше, чем фотосферы. Поэтому наблюдать солнечную корону можно во время полных солнечных затмений или с помощью специальных телескопов-коронографов. Внешние слои атмосферы Солнца тянутся вплоть до орбиты Земли.

Совокупность нестационарных процессов, периодически возникающих в солнечной атмосфере, называется солнечной активностью. К таким структурным образованиям относятся пятна, факелы в фотосфере, протуберанцы, вспышки и выбросы вещества в хромосфере и короне. Места, где они возникают, называются активными областями. Все активные образования взаимосвязаны между собой одной общей причиной — изменяющими магнитными полями, всегда присутствующими в активных областях. Количество активных областей на Солнце со временем изменяется. Продолжительность цикла определяется по эпохам минимума солнечной активности. Средняя продолжительность цикла составляет примерно 11 лет.

Солнце обладает слабым общим магнитным полем (сопоставимым с магнитным полем Земли). В активных областях индукция магнитного поля увеличивается в сотни и тысячи раз!

Источник: studopedia.info

Кроссворд №1 по теме “Солнце”

Вопросы:

1. Ближайшая к Солнцу планета?
2. Греческий бог Солнца?
3. Общая энергия, изучаемая Солнцем в единицу времени или мощность его излучения?
4. Гигантские, яркие выступы или арки, как бы опирающиеся на хромосферу и врывающиеся в солнечную корону?
5. Узкие темные линии поглощения в солнечном спектре?
6. Верхний слой солнечной атмосферы?
7. Электрически заряженная частица, выбрасываемая в межпланетное пространство?
8. Специальный телескоп для наблюдения солнечных затмений?
9. Более светлые детали на поверхности Солнца?
10. Самый нижний слой в атмосфере Солнца?
11. Один из продуктов протон-протонного цикла?
12. В хромосфере наблюдаются самые мощные и быстро развивающиеся процессы?
13. Тёмные участки, видимые сквозь лёгкие облака?

 Кроссворд №2 по теме “Солнце”

Подготовила ученица 11 класса Колыбельской средней общеобразовательной школы Краснозерского района Зубарева Кристина, 2000 год

Вопросы:

1. Электрически заряженные частицы выбрасываемые в межпланетное пространство?
2. Самый распространенный химический элемент на Солнце?
3. Яркие участки, расположенные над пятнами?
4. Гигантские, яркие выступы и арки на Солнце?
5. Один из продуктов протон-протонного цикла?
6. Состояние, в котором находится вещество на Солнце?
7. Греческий бог Солнца?
8. Выброс вещества в хромосферу?
9. Изменчивые детали фотосферы?
10. Поля вокруг солнечных пятен?

Кроссворд №3 по теме “Солнце”

Подготовила ученица 11 класса Колыбельской средней общеобразовательной школы Краснозерского района Меняйлова Вера, 1997 год

Вопросы:

1. Самый низший слой атмосферы Солнца?
2. Античастица?
3. Светлые участки образующие при выбросе вещества в хромосферу?
4. Специальный телескоп для наблюдения внутренней области короны?
5. Гигантские яркие выступы в хромосфере?
6. Розовая часть солнечной атмосферы?

Кроссворд №4 по теме “Солнце”

Подготовила ученица 11 класса Колыбельской средней общеобразовательной школы Краснозерского района Меняйлова Вера, 1997 год

Вопросы:

1. Самые мощные и быстроразвивающиеся процессы наблюдаемые в хромосфере?
2. Электрически заряженные частицы?
3. Как называется пятно в группе пятен, расположенное первым?
4. Частица “Рождённая” внутри Солнца?
5. Процесс переноса энергии внутри Солнца?
6. Во что превращается водород при выгорании?

Кроссворд №5 по теме “Солнце”

Подготовила ученица 11 класса Колыбельской средней общеобразовательной школы Краснозерского района Мамонтова Татьяна, 2000 год

Вопросы:

1. Бог Солнца у Римлян?
2. Область атмосферы Солнца, которая хорошо видна в моменты солнечных затмений?
3. Поверхность Солнца доступная непосредственному наблюдателю?
4. Один из продуктов протон-протонного цикла?
5. Электрически заряженная частица?
6. Магнитное воздействие на Землю активности Солнца.
7. “Солнечный” химический элемент?
8. Центральная часть пятна?
9. Бог Солнца у Персов?
10. Газ образованный в результате фотохимической реакции в земной атмосфере?
11. Светлый участок на поверхности Солнца?
12. Раскалённый плазменный шар?

Кроссворд № 6 по теме «Солнце»

Подготовил ученика 11 класса Колыбельской средней общеобразовательной школы Краснозерского района Новикова Настя, 2000 год

Вопросы:

1. Древнегреческий астроном?
2. Узкие, тёмные линии поглощения, пересекающие спектр Солнца?
3. Нижний слой атмосферы Земли?
4. Энергия, излучаемая солнцем в единицу времени?
5. Серебристо-жемчужная поверхность атмосферы Солнца?
6. Электрически заряженные частицы, выбрасывающиеся в межпланетное пространство?
7. Светящаяся поверхность Солнца?
8. Светлые пятна на Солнце?
9. Зёрна в фотосфере?
10. Состояние, в котором находится вещество на Солнце?

Кроссворд № 7 по теме «Солнце»

Подготовила ученица 11 класса Колыбельской средней общеобразовательной школы Краснозерского района Меньших Ольга, 2002 год

Вопросы:

1. Одиночные или групповые образования на Солнце.
2. Промежуточный слой солнечной атмосферы.
3. Центральная часть Солнца.
4. Видимая часть солнечной атмосферы.
5. Частицы, выбрасываемые Солнцем.
6. Сильное магнитное возмущение.
7. Один из основных химических элементов из которых состоит Солнце.
8. Верхний слой солнечной атмосферы.
9. Быстропротекающий процесс в активности Солнца.
10. Кому принадлежат слова:

Когда бы смертным только высоко
Возможно было возлететь
Чтоб к Солнцу гренно наше око
Могло приблизившись воззреть
Тогда б со всех открылся стран
Горящий вечно океан.
11.  Центральное тело Солнечной системы.
12.  Яркие участки, наблюдаемые в фотосфере.
Ключевое слово — гигантские яркие выступы (арки), наблюдаемые на краю Солнца.

Кроссворд № 8 по теме «Солнце»

Подготовила ученица 11 класса Колыбельской средней общеобразовательной школы Краснозерского района Ремнева Анюта, 2002 год

Вопросы:

1. Основное состояние вещества на Солнце.
2. Самый распространенный элемент на Солнце.
3. Специальный телескоп для наблюдения солнечной короны.
4. ">Энергия излучаемая Солнцем в единицу времени.


5. Зерна в фотосфере.
6. Кратковременное изменение магнитного поля Земли.
7. Продукт протон-протонного цикла.
8. Частицы излучаемые Солнцем.
9. Светлые участки на Солнце.
10. Верхний слой солнечной атмосферы.
11. Процесс переноса энергии в верхние слои Солнца.
12. Самые мощные процессы в хромосфере.
13. Центральная часть пятна.
14. Одна из причин равновесного состояния Солнца.
15. Периодичность солнечной активности.
16. Видимая поверхность Солнца.
17. Вид солнечного излучения.
18. Нижний слой земной атмосферы.
19. Вид свечения в земной атмосфере при солнечной активности.
20. Цвет, преобладающий в полярных сияниях.

Ключевые слова:
1. Гигантские выступы (арки) на Солнце.
2. Верхние слои земной атмосферы.

ответы

Источник: www.astro.websib.ru

Когда в последний раз вы смотрели вверх и удивлялись той таинственной, живительной силе, что дает Солнце?

Солнце согревает нашу планету каждый день, дает свет, благодаря которому мы видим и необходимо для жизни на Земле . Оно может поместить один миллион триста тысяч Земных шаров  внутри своей сферы. Она производит закаты, достойные стихотворений и энергию, равную взрыву одного триллиона мегатонных ядерных бомб каждую секунду.

Наше Солнце является обычной старой средней звездой, по всеобщим стандартам. Особое влияние на Землю оно оказывает потому, что расположено к ней довольно близко.

Итак, как близко наше Солнце?

Сколько места нужно, чтобы поместить 1300000 Земель?

Если солнце находится в космическом вакууме, то как оно горит?

Почему на Солнце возникают солнечные вспышки?

Погаснет ли когда-нибудь Солнце? И что тогда будет с Землей и ее жителями?

В этой статье мы рассмотрим увлекательный мир ближайшей к нам звезды. Мы будем смотреть на Солнце, узнаем, как оно создает свет и тепло, а также изучим его основные особенности.

Солнце начало гореть более чем 4,5 миллиардов лет назад. Это массовое скопление газа, в основном водорода и гелия. Оттого, что Солнце так массивно, оно имеет огромную гравитацию и достаточно гравитационной силы, чтобы не только держать весь этот водород и гелий вместе, но и удерживать все планеты Солнечной системы на своих орбитах вокруг Солнца.

Солнце это гигантский ядерный реактор.

Факты о Солнце

Среднее расстояние от Земли : 150 миллионов километров

Радиус : 696000 км

Масса : 1,99 х 10 ³⁰ кг (330 000 масс Земли)

Состав (по массе) : 74% водорода, 25% гелия, 1% других элементов

Средняя температура : 5800 градусов Кельвина (поверхность), 15500000 градусов Кельвина (ядро)

Средняя плотность : 1,41 грамма на см ³

Объем : 1,4 х 10 ²⁷ кубических метров

Период вращения : 25 дней (в центре) до 35 дней (полюса)

Расстояние от центра Млечного Пути : 25 000 световых лет

Орбитальная скорость / период : 230 километров в секунду / 200 миллионов лет

Части Солнца

Солнце является такой же звездой, как и другие звезды, которые мы видим ночью. Разница в расстоянии. Другие звезды, которые мы видим, находятся на многих световых лет от Земли, а наше Солнце находится всего в 8 минутах движения света — во много тысяч раз ближе.

Официально, солнце классифицируется как звезда типа G2V желтый карлик, на основе спектра света, который оно излучает. Солнце является лишь одной из миллиардов звезд, которые вращаются вокруг центра нашей Галактики , состоит из того же вещества и компонентов.

Солнце состоит из газа, у которого нет твердой поверхности. Тем не менее, оно ​​имеет определенную структуру. Три основных структурных областей Солнца:

Ядро — центр Солнца, содержащей 25 процентов его радиуса.

Зона лучистого переноса — область, непосредственно окружающая ядро, содержащая 45 процентов его радиуса.

Конвективная зона — внешний слой Солнца, содержащий 30 процентов от его радиуса.

Над поверхностью Солнца расположена его атмосфера, которая состоит из трех частей:

Фотосфера — внутренняя часть атмосферы Солнца

Хромосфера — область между фотосферой и короной

Корона — самый верхний слой солнечной атмосферы, состоящий из солнечных вихрей — протуберанцев и энергетических извержений, создающих солнечный ветер.

Все основные особенности Солнца можно объяснить ядерными реакциями, которые производят энергию, магнитными полями, возникающими в результате движения газа и его огромной массой.

Солнечное ядро

Ядро находится в центре и занимает 25 процентов радиуса Солнца. Его температура превышает 15 миллионов градусов Кельвина. Сила гравитации создает сильное давление. Давление достаточно высокое, чтобы заставить атомы водорода соединяться вместе в реакции ядерного синтеза — то, что мы пытаемся воспроизвести здесь, на Земле. Два атома водорода объединяются для создания гелия-4 и энергии в несколько этапов:

1. Два протона в совокупности образуют атом дейтерия (атом водорода с одним нейтроном и одним протона), позитрон (по аналогии с электроном, но с положительным зарядом) и нейтрино.
2. Протон и атом дейтерия в совокупности образуют атом гелия-3 (два протона и один нейтрон) и гамма-лучи.
3. Два атома гелия-3 в совокупности образуют атом гелий-4 (два протона и два нейтрона) и два протона.

На эти реакции приходится 85 процентов энергии Солнца. Остальные 15 процентов поступают из следующих реакций:

1. Атомы гелия-3 и гелия-4 объединяются с образованием бериллия-7 (четыре протона и три нейтрона) и гамма-лучей.
2. Атом бериллия-7 захватывает электрон, чтобы стать атомом лития-7 (три протона и четыре нейтрона) и нейтрино.
3. Литий-7 соединяется с протоном с образованием двух атомов гелий-4.

Атомы гелия-4 менее массивны, чем два атома водорода, который запускает процесс, так что разница в массе преобразуется в энергию, как описано в теории относительности Эйнштейна (E=MC²). Энергия излучается в различных формах света: ультрафиолет, рентгеновские лучи, видимый свет, инфракрасный, микроволны и радиоволны.

Солнце также излучает заряженные частицы (нейтрино, протоны), входящие в состав солнечного ветра . Эта энергия достигает Земли, согревая  планету, управляет нашей погодой и обеспечивает энергию для жизни. Мы не пострадаем от солнечных излучений, пока атмосфера Земли защищает нас.

Зона лучистого переноса и конвективная зона

Зона лучистого переноса расположена снаружи от ядра и составляет 45 процентов радиуса Солнца. В этой зоне энергия от ядра передается наружу фотонами (частицами света). Фотон после появления путешествует около 1 микрона (1 миллионная часть метра), а затем поглощается молекулой газа. После этого поглощения молекула газа нагревается и повторно излучает другой фотон той же длины волны. Переизлученный фотон преодолевает  следующий микрон до поглощения следующей молекулой газа и цикл повторяется. Каждое взаимодействия фотонов и молекул газа для прохождения фотоном зоны лучистого переноса занимает много времени, вплоть до миллионов лет, но, в среднем, 170000 лет. Приблизительно 10 ²⁵ поглощений и повторных выбросов необходимо совершить для этого путешествия.

 Конвективная зона является наружным слоем и составляет 30 процентов радиуса Солнца. В ней преобладают конвекционные потоки, которые несут энергию наружу. Эти конвекционные потоки поднимают горячий газ на поверхность, в то время, как более холодное вещество фотосферы опускается в глубь конвективной зоны. В конвекционных потоках фотоны достигают поверхности быстрее, чем процесс переноса излучения, который происходит в зоне лучистого переноса.

Весь процесс движения занимает у фотона, примерно, 200000 лет, чтобы достичь поверхности Солнца.

Атмосфера Солнца

Мы наконец добрались до поверхности Солнца. Так же, как Земля , Солнце имеет атмосферу. Тем не менее, эта атмосфера состоит из фотосферы, хромосферы и короны .

Фотосфера является самым нижним регионом атмосферы Солнца и является областью, которую мы можем видеть. Выражение «Поверхность Солнца» обычно относится к фотосфере. Фотосфера имеет толщину от  100 до 400 километров и среднюю температуру 5800 градусов Кельвина.

 Хромосфера внешняя оболочка Солнца толщиной около 2000 километров. Температура хромосферы поднимается от 4500 градусов до 10000 градусов по Кельвину.Хромосфера, как полагают, нагревается посредством конвекции в нижележащей фотосфере. При этом возникают тонкие и длинные горячие выбросы, так называемые спикулы. Длина спикулы может достигать 5000 километров, а длительность «жизни» — несколько минут. Одновременно на поверхности Солнца можно видеть до 70000 спикул. Поэтому возникает визуальный эффект, похожий на горящую прерию.

Корона является последний слоем Солнца и простирается на несколько миллионов километров в пространство. Ее видно лучше всего во время солнечного затмения и на рентгеновских изображениях Солнца. Температура короны, в среднем, 2000000 градусов Кельвина. Хотя никто не знает, почему корона настолько горяча, это, как полагают, вызвано магнетизмом солнца. Корона имеет яркие области (горячие) и темные области, называемые корональными дырами. Корональные дыры являются относительно прохладными и из них исходит солнечный ветер.

Через телескоп мы видим несколько интересных особенностей на Солнце, которые могут иметь последствия на Земле. Давайте рассмотрим три из них: солнечные пятна, протуберанцы и солнечные вспышки.

Солнечные пятна, протуберанцы и солнечные вспышки

Темные, прохладные области, называемые солнечными пятнами появляются на фотосфере. Пятна на солнце всегда появляются парами и являются интенсивными магнитными полями (около 5000 раз мощнее, чем магнитное поле Земли), которые прорываются через поверхность. Силовые линии выходят через одно солнечное пятно и повторно входят через другое.

Солнечная активность происходит как часть 11-летнего цикла и называется солнечным циклом, где есть периоды максимальной и минимальной активности.

Не известно, что является причиной этого 11-летнего цикла, но две гипотезы были предложены:

1. Неравномерное вращение Солнца искажает и изгибы линий магнитного поля. Они прорываются через поверхность, образуя пары солнечных пятен. В конце концов, силовые линии разбиваются на части и солнечная активность снижается. Цикл начинается снова.

2. Огромные, трубчатой формы, круги газа изнутри Солнца появляются в высоких широтах и ​​начинают двигаться в сторону его экватора. Когда они катятся друг за другом, то образуют пятна. Когда они достигают экватора, то распадаются и пятна исчезают.

Иногда облака газов из хромосферы начинают расти и ориентироваться вдоль магнитных силовых линий от пар солнечных пятен. Эти арки газа называются солнечными протуберанцами .

Протуберанцы могут длиться два-три месяца и может достигать 50 000 километров или более над поверхностью Солнца. По достижении этой высоты, они могут вспыхнуть в течение от нескольких минут до нескольких часов и передавать большие объемы материала через корону и наружу в космос на скорости до 1000 километров в секунду. Эти извержения называют корональным выбросом массы.

Иногда в сложных группах пятен, происходят резкие, сильные взрывы. Они называются солнечными вспышками .

Солнечные вспышки, как считается, вызваны внезапным изменениям магнитного поля в области, где концентрируется магнитное поле Солнца. Они сопровождаются выделением газа, электронов, видимого света, ультрафиолетового света и рентгеновских лучей. Когда это излучение и эти частицы достигают магнитного поля Земли, они взаимодействуют с ним на ее магнитных полюсах получая сияния (Северное и Южное).

Солнечные вспышки могут также нарушать связь, навигационные системы и даже электросети. Излучения и частицы ионизируют атмосферу и предотвращают перемещения радиоволн между спутниками и землей или между землей и землей. Ионизированные частицы в атмосфере могут вызывать электрические токи в линиях электропередач и быть причиной скачков напряжения. Эти скачки напряжения могут привести к перегрузке энергосистемы и стать причиной отключений.

Вся эта бурная деятельность требует энергии, которая имеется в недостаточном количестве. В конце концов, у Солнце закончится топливо.

Судьба Солнца

Солнце светило в течение приблизительно 4,5 миллиарда лет. Размер Солнца является балансом между направленным наружу давлением, созданным высвобождением энергии ядерного синтеза и внутренним притяжением гравитации. За свою 4500000000 лет жизни, радиус Солнца стал на 6 процентов больше. Оно имеет достаточно водородного топлива, чтобы сжечь его в течение, примерно, 10 миллиардов лет, то есть в запасе еще имеется немного более 5 миллиардов лет и за это время Солнце будет продолжать расширяться с той же скоростью.

По мере того, как водородное топливо будет заканчиваться, яркость и температура Солнца будут расти. Примерно, через 1 миллиард лет Солнце станет настолько ярким и горячим, что жизнь на Земле останется только в океанах и на полюсах. Через 3,5 миллиарда лет температура на поверхности Земли станет такой же, как сейчас на Венере. Вода испарится и жизнь на поверхности Земли прекратится. Когда в ядре Солнца закончится водородное топливо, оно начнет сжиматься под тяжестью гравитации. Когда ядро сжимается, оно нагревается и это нагреет верхние слои, вызывая их расширение и запуская реакцию горения водорода в верхних слоях Солнца. Когда внешние слои расширятся, радиус Солнца увеличится и оно станет красным гигантом, пожилой звездой.

Радиус красного Солнца увеличится в 100 раз, достигнув земной орбиты, так что Земля погрузится в ядро красного гиганта и испарится. Через некоторое время после этого, ядро станет достаточно горячим, чтобы вызвать синтез углерода и кислорода из гелия. Радиус Солнца уменьшится.

Когда гелиевое топливо исчерпается, то ядро вновь ​​станет то расширяться, то сжиматься. Верхняя оболочка Солнца будет сорвана и превратятся в планетарную туманность, а само Солнце станет белым карликом размером с Землю.

В конце концов, Солнце будет постепенно охлаждаться до почти невидимого черного карлика. Весь этот процесс займет несколько миллиардов лет.

Так что, в течение следующего миллиарда лет для человечества Солнце является безопасным. О других опасностях, например, астероидных, можно только догадываться.

Источник: qriosity.ru

Фотосфера

Прямо над фотосферой, атмосфера простирается на несколько сотен тысяч километров. Давайте подробнее рассмотрим строение атмосферы Солнца.

Первый слой в атмосфере имеет минимальную температуру, и находится на расстоянии около 500 км над поверхностью фотосферы, с температурой около 4000 К. Для звезды это достаточно прохладно.

Хромосфера

Следующий слой известен как хромосфера. Она находится на расстоянии всего лишь около 10.000 км от поверхности. В верхней части хромосферы, температура может достигать 20000 К. Хромосфера невидима без специального оборудования, в котором используются узкополосные оптические фильтры. Гигантские солнечные протуберанцы могут подниматься в хромосфере на высоту 150.000 км.

Над хромосферой располагается переходный слой. Ниже этого слоя, гравитация является доминирующей силой. Над переходной областью, температура поднимается быстро, потому что гелий становится полностью ионизованным.

Солнечная корона

Следующий слой — корона, и она распространяется от Солнца на миллионы километров в космосе. Вы можете увидеть корону во время полного затмения, когда диск светила закрыт Луной. Температура короны примерно в 200 раз горячее поверхности.

В то время, как температура фотосферы всего 6000 K, у короны она может достигать 1-3 млн. градусов Кельвина. Ученые до сих пор до конца не знают, почему она настолько высока.

Источник: SpaceGid.com

Полезные статьи по теме:

Воздушные слои атмосферы Какой газ преобладает у верхней границы атмосферы Как называется пространство за пределами земной атмосферы Атмосфера определение График изменения состава атмосферы Толщина земной атмосферы