Солнце - ближайшая звезда

Солнце - ближайшая звезда

1. Энергия Солнца. Солнце - центральное и наймасивніше тело Солнечной системы. Его масса в 333 000 раз большая за массу Земли и в 750 раз превышает массу всех других планет, вместе взятых. Солнце - могущественный источник энергии, которую оно постоянно излучает во всех участках спектра электромагнитных волн - от рентгеновских и ультрафиолетовых лучей к радиоволнам. Это излучение оказывает большое влияние на все тела Солнечной системы: нагревает их, обозначается на атмосферах планет, дает свет и тепло, необходимые для жизни на Земле.

Вместе с тем Солнце - ближайшая к нам звезда, у которой в отличие от всех других звезд можно наблюдать диск и с помощью телескопа изучать на нем небольшие детали, размером даже до нескольких сотен километров. Это типичная звезда, поэтому ее изучение помогает понять природу звезд вообще.

Видимый угловой диаметр Солнца изменяется не на много через эллиптичность орбиты Земли. В среднему он составляет близко 32' или 1/107 радиана, т.е. диаметр Солнца равняется 1/107 а.о., или приблизительно 1 400 000 км, что в 109 раз превышает диаметр Земли.

На поверхность площадью 1 м2, перпендикулярную к солнечным лучам за пределами земной атмосферы, приходится 1,36 квт лучистой энергии Солнца. Помножив это число на площадь поверхности шара, радиус которой равняется расстоянию от Земли до Солнца, достанем мощность полного излучения Солнца (его светимость), что составляет близко 4 1023квт. Так излучает тело солнечных размеров, нагретое к температуре около 6000 К (эффективная температура Солнца). Земля получает от Солнца приблизительно 1/2000000000 часть излучаемой им энергии.

2. Строение Солнца. Как и все звезды, Солнце - накаленный газовый шар. В основному оно состоит из водорода с примесями 10 % (за количеством атомов) гелия. Количество атомов всех вместе взятых других элементов приблизительно в 1000 раз меньшая. Однако масса этих более тяжелых элементов составляет 1-2 % массы Солнца.

На Солнце вещество очень ионизировано, т.е. атомы потеряли свои внешние электроны и вместе с ними стали свободными частичками ионизированного газа - плазмы.

Средняя плотность солнечного вещества g » 1400 кг/м3. Это значение соизмеримо с плотностью воды и в тысячу раз больше от плотности воздуха возле поверхности Земли. Однако во внешних пластах Солнца плотность в миллионы раз меньшая, а в центре - в 100 раз большая, чем средняя плотность.

Под действием сил гравитационного притягивания, направленных к центру Солнца, в его недрах создается огромный тиск.

Когда бы вещество внутри Солнца была распределена равномерно и плотность везде равняла средний, то внутреннее давление было бы легко вычислить. Сделаем приблизительно такой расчет для глубины, которая равняется 1/2 R¤ .

Силу тяготения F = mg на этой глубине будем определять массой вещества, которое содержится в радиальном столбике заввишки 1/2 R¤ , площадь которого S, а также значением g на поверхности сферы радиуса 1/2 R¤ . Масса солнечного вещества, которое содержится в этом столбике, равняется

Мал. Солнце с пятнами и протуберанцами

а гравитационное ускорение на расстоянии 1/2 R¤ от центра «однородного» Солнца по закону всемирного тяготения будет представлять:

поскольку объем упомянутой сферы составляет 1/8 всего объема Солнца и при постоянной плотности в нем содержится 1/8 M¤. Тому тиск

Отсюда имеем: р = 6,6 1013Па, т.е. давление в миллиард раз больший за атмосферный тиск.

По газовым законам давление пропорциональное температуре и плотности. Это дает возможность определить температуру в недрах Солнца.

Точные вычисления, которые учитывают рост плотности и температуры к центру, показывают, что в центре Солнца плотность газа составляет близко 1,5 105 кг/м3 (в 13 раз большая, чем в свинце!), давление - около 2 1018 Па, а температура - около 15000 000 К.



Вернуться назад