Строение Солнца

В центре находится ядро, температура в котором 150 000 000°К. За ним расположена зона ядерных реакций, в которой обрадуется основная доля энергии. В следующей зоне выделение энергии несущественно. Здесь происходит процесс переноса энергии, поглощения и последующего переизлучения. Выше в переносе энергии принимает участие само вещество. Далее образуется конвекционная зона, в которой энергия переносится конвекцией. Самые внешние слои называются солнечной атмосферой. В основном она состоит из трех слоев, называемых фотосферой, хромосферой и короной.

Фотосфера - основная часть солнечной атмосферы, в которой образуется видимое излучение. Именно эта зона излучает почти всю видимую солнечную энергию. Плотность вещества в ней резко уменьшается с высотой, и внешние слои атмосферы оказываются сильно разреженными. В более высоких слоях температура резко возрастает до нескольких десятков тыс. К. Эта часть атмосферы, окрашенная в розовый цвет, носит название хромосферы. В ее спектре все линии имеют наиболее яркий свет.

Затем в самой разреженной части атмосферы происходит очередной скачок температуры. Причиной его является энергия звуковых волн, которые возникают в фотосфере в результате действия волн конвекции (ударных волн). Эта часть атмосферы называется короной. Яркость ее в млн. раз меньше, чем фотосферы, поэтому ее можно видеть только в период солнечных затмений. Она обладает сильно неправильной формой, изменяющейся со временем. Особенность короны - ее лучистая структура. Излечение короны сильно поляризовано и ионизировано. Таким образом, она представляет собой разреженную плазму с температурой около млн. °К.

Временами на солнечном диске появляются возмущения в форме факелов. Это крайне неоднородные образования, имеющие размеры от нескольких десятков до сотен тысяч километров. Они существуют от нескольких дней до нескольких месяцев. Это более яркая область фотосферы, температура которой на 200-300°К выше, чем у соседней. Возникновение факелов связано со свойствами магнитного поля - его способностью препятствовать движению ионизированного вещества. В местах его накопления образуются вихри в виде факелов.

Периодически на Солнце возникают пятна. Честь их открытия принадлежит Г. Галилею. Изучая их, он смог определить скорость вращения Солнца вокруг своей оси.

Нет более интересных и загадочных образований на Солнце, чем пятна. Пятна образуются в областях с наибольшей активностью магнитного поля. В этих областях его напряжение значительно выше, чем у спокойного Солнца. Это так называемая королевская зона Солнца, расположенная примерно до 40° по обе стороны солнечного экватора. Количество пятен подчиняется строгой периодичности и повторяется через 11 лет. Это - так называемый цикл солнечной активности. Пятнообразование представляет собой явление очень большой сложности. Д.Хейлу удалось выяснить, что они представляют собой электрические вихри. Движение вещества в них совершается снизу вверх, образуя восходящий вихрь. Причина, вызывающая вихревые возмущения материи фотосферы до сих пор окончательно не установлена. Интересно, что все они обладают магнитными свойствами. Каждое пятно имеет два полюса, которые либо находятся на поверхности, либо одно из них формируется внутри фотосферы. В эпоху минимума солнечной активности происходит смена полярности пятен.

Солнечные пятна имеют размеры от тысячи до нескольких десятков тысяч километров. Это относительно холодные участки фотосферы. Температура их на 1500 - 2000° ниже температуры окружающей среды.

Периодический пятнообразовательный процесс вызывает появление на Солнце других источников энергии, действие которых сказывается в проявлении различных электрических с магнитных явлений в земной коре и атмосфере. Магнитные бури всегда вызываются прохождением солнечных пятен через центральный меридиан. Очень интересна связь между началом извержения на Солнце и магнитными бурями на Земле. Между этими событиями существует интервал, в среднем составляющий 26 часов. Если бы причиной ее было электромагнитное излучение, то оно бы проявилось через 8 минут (скорость света). Следовательно, воздействие Солнца имеет корпускулярный характер. По одной из гипотез, магнитные бури вызывают токи ионов, движущиеся в атмосфере Земли. Солнечные частицы, достигнув атмосферы Земли, разряжаются в полярных сияниях и бомбардируют ее поверхность. Магнитные бури вызывают ряд негативных явлений - ухудшение здоровья людей, вспышки инфекционных заболеваний, несчастные случаи, эпидемии и пандемии.

С периодами активного пятнообразования связаны выбросы в околосолнечное пространство протуберанцев - гигантских потоков излучения электромагнитной природы.

Солнце является звездой, имеющей свою планетную систему. Наблюдаемые размеры Солнечной системы определяются расстоянием от Солнца до самой далекой планеты - Плутона (40 а.е.) . Однако сфера , до которой простирается влияние Солнца и других тел системы занимается область пространства диаметром 230000 а.е. Солнечная система участвует во вращении Галактики, двигаясь по приблизительной круговой орбите со скоростью около 250 км/сек. Период обращения вокруг центра Галактики определяется примерно в 200 млн. лет. По отношению к ближайшей звездной системе вся Солнечная система движется со скоростью 19,4 км/сек.

В состав системы входят 9 планет со своими спутниками и пояс астероидов. Расположение планет подчиняется эмпирическому правилу Боде-Тициуса. Только на расстоянии 2,8 астрономических единиц от Солнца планета отсутствует. Там расположен пояс астероидов

Солнечная система организована определенным образом:

• Все планеты Солнечной системы обращаются вокруг Солнца по эллиптическим орбитам.
• Все планеты движутся вокруг Солнца в одной и той же плоскости, называемой плоскостью эклиптики.
• Солнце и все планеты, за исключением Венеры и Урана, вращаются в одну и ту же сторону. Это направление условно называют прямым. Обратным считается вращение в противоположном направлении.
• Оси вращения Солнца и почти всех планет, за исключением Урана, направлены в основном перпендикулярно к плоскости эклиптики.
• Существует два пояса малых планет между орбитами Марса и Юпитера, и за орбитой Плутона (пояс Койпера)
• У планет имеются или отсутствуют спутники, спутниковые системы и кольца.
• Все планеты делятся на две группы: планеты земной группы - сравнительно небольшие небесные тела с высокой плотностью, содержащие в основном тяжелые химические элементы и медленно вращающиеся, и группа планет-гигантов - тела больших размеров, быстро вращающиеся, но имеющие малую плотность и состоящие в основном из легких химических элементов.
• Наблюдается большое разнообразие в химическом составе планет и их спутников, существуют различные типы метеорных тел, астероидов, комет.
• Почти вся масса планет Солнечной системы сосредоточена в двух гигантах - Юпитере и Сатурне (412,45 земной массы), на долю же всех остальных приходится около 34 земных масс.
• Момент количества движения в Солнечной системе распределен так: Солнце, содержащее 99% всей массы системы, обладает менее 2% момента количества движения, остальные 98% момента принадлежит планетам.

Две больших группы планет выделяются в зависимости от особенностей строения: планеты - гиганты и планеты земной группы. Особняком стоит Плутон. Вероятно по своему строению он ближе к первой группе. Луна- спутник Земли - отличается от спутников остальных планет своей массой. Ее отношение к массе Земли - 1/81 и есть основания рассматривать систему Земля - Луна как двойную планетную систему. По тем же признакам двойной планетной системой являются Плутон- Харон.

Планеты-гиганты значительно больше по размерам, меньше по плотности, быстрее вращаются. Примерно 98% массы планет солнечной системы приходится на долю планет-гигантов. Тепловой поток от Сатурна и Юпитера примерно равен по величине потоку тепла, получаемого ими от Солнца. Вероятно, эти планеты излучают в атмосферу тепловую энергию. Поток тепла из недр планет земной группы пренебрежительно мал по сравнению к потоку от Солнца.

Планеты - гиганты имеют целые семейства спутников. У Сатурна их более 30, у Юпитера – более 60. То есть они являются подобием солнечной системы в миниатюре. Кроме того, Юпитер, Сатурн и Уран обладают кольцами.

Наличие спутников - характерная особенность планет солнечной системы. Только Венера и Меркурий не имеют спутников. Причина этого - их близость к центральному светилу.

В составе планет земной группы преобладают железо, кислород, кремний и магний. Юпитер и Сатурн содержат водород и гелий почти в той же пропорции, что и Солнце. В недрах Урана и Нептуна тяжелых элементов больше. Недра Юпитера и Сатурна находятся в жидком состоянии, температура в центре - около 30 000°К. То есть - по своему состоянию это маленькие несостоявшиеся звезды. Сатурн -единственная планета солнечной системы, чья плотность меньше единицы, то есть она будет плавать в воде как кусок дерева.

Недавно заработавший в штатном режиме орбитальный телескоп "Спицер" обнаружил достаточно крупный объект, расположенный примерно в десяти миллиардах километров от Земли. Небесное тело, получившее название Седна (в честь эскимосской морской богини), имеет диаметр порядка двух тысяч километров и может вполне оказаться десятой планетой Солнечной системы.

Как показал предварительный анализ переданной телескопом информации, Седна может оказаться даже крупнее Плутона, достигающего в поперечнике 2250 км. Кстати, именно Плутон в настоящее время принято считать самым крупным космическим телом, открытым в ХХ веке. Хотя, следует заметить, споры о том, является ли Плутон планетой или гигантским астероидом, ведутся и по сей день. В 2006 году астрономы договорились более не относить его к группе больших планет.

Что касается Седны, то этот космический объект расположен в так называемом поясе Койпера, насыщенном множеством планетоидов малых и средних размеров. Вероятнее всего, Седна состоит из камня и льда, хотя делать какие-либо конкретные выводы пока что рано.

Важно также заметить, что Седна имеет стабильную орбиту, в отличие от других объектов пояса Койпера, которые периодически меняют направление движения. Это является достаточно веским доводом в пользу того, что Седна - именно планета, а не астероид.