Енергията идваща от слънцето под формата на слънчева светлина подържа почти целия живот на Земята чрез фотосинтезата, освен това то е определящо за състоянието на климата и времето.
Слънцето представлява практически неизчерпаем източник на екологично чиста енергия за нашата цивилизация, която все още не се използва в големи мащаби. Получената от Земята само за една седмица слънчева енергия може да осигури толкова топлина и светлина, колкото всички запаси от нефт, газ и въглища в недрата на нашата планета.
Слънцето е звезда от главната последователност от спектрален клас G2. Слънцето е по-масивна и по-гореща от повечето звезди, но е далеч по-малка от сините гиганти. Тя се е формирала преди 4,6 милиарда години (според ядрената космохронология); за типична G2 звезда се очаква да съществува в продължение на около 10 милиарда години. Слънцето обикаля около центъра на Млечния път на разстояние от около 25 000 до 28 800 светлинни години, извършвайки една обиколка за около 226 милиона години. Орбиталната скорост на Слънцето е 217 km/s (1/1400 от скоростта на светлината или 1 АЕ за 8 дни).
Слънцето има форма на практически идеална сфера със сплеснатост на полюсите от 9 милионни (главно поради въздействието на Юпитер) — полярният диаметър на Слънцето е по-малък от екваториалния му диаметър с не повече от 10 km. Причина за това е високата продължителност на едно пълно завъртане на Слънцето около оста му — около 27 дни (за сравнение Юпитер се завърта напълно около оста за малко повече от 9 часа).
Слънцето няма ясно изразена повърхност, както например имат земеподобните планети. Плътността на изграждащите го газове намалява експоненциално с отдалечаване от центъра му. Слънчевият радиус се определя като разстоянието от геометричния център на звездата до повърхността на фотосферата.
В самия център на Слънцето плътността достига 150 g/cm3, като това позволява протичането на термоядрени реакции, превръщащи водород в хелий. Около 8,9×1037 протона (водородни ядра) се превръщат в хелий всяка секунда, отделяйки енергия равна на прервъщането на 4,26 милиона тона маса в чиста енергия по закона на Айнщайн E = mc2. Слънцето отделя енергия равна на 383 йотавата (9,15×1010 мегатона тротилен експлозив, 4,5 трилиона бомби над Хирошима или 1,6 милиарда Цар Бомба в секунда). Тази енергия напуска Слънцето под форма на електромагнитно излъчване, неутринота и в по-малка степен кинетична и топлинна енергия на плазмата съставяща слънчевия вятър, както и магнитна енергия на Слънчевото магнитно поле.
Елементите, изграждащи Слънцето, се намират под формата на плазма, поради изключително високите температури, при които се намират. Слънцето се върти по-бързо на екватора (за около 25 дни), отколкото на полюсите (28 дни), и това е възможно, понеже то няма твърда повърхност. Диференциалното въртене в различните ширини в течение на времето „заплита“ магнитните линии на слънчевото магнитно поле и причинява излизането на магнитни контури над повърхността му, съпроводено с формирането на петна и драматични изригвания на плазма. Изригванията балансират заплетеното магнитно поле и водят до пренареждането на магнитните линии.
Най-забележимите обекти върху слънчевия диск са тъмните слънчеви петна. Картината на слънчевите петна не остава постоянна. Големите петна (с размери, превишаващи неколкократно тези на Земята) могат да съществуват няколко месеца, след което изчезват. Има периоди, когато на Слънцето въобще липсват петна, а има и моменти, когато броят на петната е неколкостотин.
Още Галилей - откривателят на петната, обърнал внимание на факта, че те се местят по слънчевия диск. Това се дължи на околоосното въртене на Слънцето с период около 29 дни. Понеже Слънцето е газово кълбо, неговите полярни области се въртят по-бавно, отколкото екваториалните. Разликата в скоростите на въртене на екватора и около полюсите е около 20%.
В телескоп дискът на Слънцето изглежда рязко очертан. В действителност, тъй като Слънцето е газово кълбо, то няма резки граници и плътността му плавно се увеличава с дълбочината.
За известно време се е смятало, че броят на регистрираните неутрино, отделени при ядрените реакции в ядрото на Слънцето, са само една трета от теоретично предсказания брой — резултат известен като проблем със слънчевите неутрино. Впоследствие са построени няколко обсерватории за регистрация на неутрино, включително тази в Сюдбъри, с цел точно измерване на броя на неутрино. Скорошни наблюдения показват, че неутрино, отделени от Слънцето, имат маса в покой и е възможно по пътя към Земята да се преобразуват в различни видове по-трудни за регистриране неутрино. По този начин проблемът за „липсващите“ неутрино е решен.
Концентрацията на елементите на повърхността на Слънцето е определена посредством спектрографски изследвания, но за вътрешността на звездата се знае много по-малко.
В ядрото на Слънцето температурата достига 15,106 К. Там в хода на реакциите на термоядрен синтез се генерира неговата енергия. В недрата на Слънцето всяка секунда протичат термоядрени реакции и се отделя толкова енергия, че тя е 10 000 пъти повече от енергията, която е произвело човечеството през цялата история на своето съществуване.
Извън ядрото енергията се пренася от лъчението. Зоната в която става това се нарича зона на лъчисто пренасяне. От там до повърхността енергията се пренася от движението на самото вещество. Горещият газ се издига нагоре със скорост няколко km/s, достига повърхността и се охлажда, излъчвайки светлинната си енергия в пространството. Охладен, газът става по-плътен и потъва обратно надолу, където отново се нагрява. Това циклично движение на слънчевото вещество представлява добре познатата ни конвекция.
Първите спътници проектирани за наблюдения над Слънцето са Пионер 5, 6, 7, 8 и 9 конструирани от НАСА и изстреляни между 1959 и 1968 г. Тези сонди се движат в близка орбита около слънцето и правят първите измервания върху слънчевия вятър и слънчевото магнитно поле. Пионер 9 функционира особено дълго време и изпраща информация до 1989 г.
Мисията СОХО (съкратено от английски „Слънчева хелиосферна обсерватория“) е изстреляна съвместно от ЕКА и НАСА на 2 декември 1995 г. Първоначално е замислена като двегодишна мисия, но СОХО функционира вече над десет години. Поради големия си успех, ще бъде последван от нова мисия наречена „Слънчева Динамична Обсерватория“ (Solar Dynamics Observatory), която по план трябва да бъде изстреляна през 2008 г. Разположен в точките на Лагранж между Земята и Слънцето (така че гравитационното привличане между двете е равно) СОХО осигурява постоянен поглед върху звездата. Апарата открива голямо количество малки комети, повечето от които изгарят при преминаването си около слънцето.
Мисията Дженезис на НАСА, изстреляна през 2001 г., има за цел събиране на частици от слънчевия вятър в околоземна орбита и доставянето им обратно на Земята. При връщането си през септември 2004 г. спускаемият парашут на апарата не се отваря и той се разбива в пустинята Мохаве в Невада, САЩ. Въпреки това учените са оптимистични, че ще могат да анализират част от частиците, донесени от апарата.
Слънцето не е достатъчно масивно, за да избухне като свръхнова. Вместо това след още 4 до 5 милиарда години то ще се превърне в червен гигант, изчерпвайки водорода в ядрото си. Тогава то ще започне да преобразува хелий във въглерод и температурата на ядрото му ще нарастне до 3×108 K. Високата температура ще предизвика „раздуване“ на външните конвекционални слоеве на Слънцето, които вероятно ще достигнат чак до орбитата на Земята. Скорошни изследвания обаче показват, че вследствие на интензивната загуба на маса на Слънцето при раздуването Земята ще се премести на по-висока орбита. Плътността на външните слоеве на Слънцето като червен гигант ще е по-малка от сегашната плътност на земната атмосфера, но със значително по-висока температура (около 2000-3000 K). Изчерпвайки хелия в ядрото си, Слънцето ще претърпи термични пулсации — свивания и раздувания с нарастваща амплитуда, при всеки следващ цикъл, губейки част от външните си слоеве, докато накрая се превърне в бяло джудже. За разлика от по-масивните звезди като Сириус и Бетелгейзе, Слънцето не може да преобразува значителни количества въглерод в по-тежки елементи и поради тази причина бялото джудже ще бъде съставено предимно от въглерод.
Снимки на Слънцето
Планетите в Слънчевата система
Няма коментари:
Публикуване на коментар