Какие свойства и признаки характерны для солнца. Вполне логичный вопрос, что такое Солнце? Дистанция Земля-Солнце меняется в течение года

Этим вопросом рано или поздно задается каждый землянин, ведь именно от Солнца зависит существование нашей планеты, именно его влиянием обусловлены все самые важные процессы на Земле. Солнце – это звезда.


Существует ряд критериев, согласно которым небесное тело может быть отнесено к разряду планет или звезд, и Солнце соответствует именно тем характеристикам, которые присущи звездам.

Главные характеристики звезд

Прежде всего, звезда отличается от планеты способностью излучать тепло и свет. Планеты же свет лишь отражают, и по своей сути являются темными небесными телами. Температура поверхности любой звезды гораздо более высока, чем температура поверхности .

Средняя температура поверхности звезд может лежать в диапазоне от 2 тысяч до 40 тысяч градусов, и, чем ближе к ядру звезды, тем эта температура выше. Вблизи центра звезды она может достигать миллионов градусов. Температура на поверхности Солнца составляет 5,5 тысяч градусов по Цельсию, а внутри ядра достигает 15-ти миллионов градусов.

Звезды, в отличие от планет, не имеют орбит, тогда как любая планета движется по своей орбите относительно светила, образующего систему. В Солнечной системе все планеты, их спутники, метеориты, кометы, астероиды и космическая пыль движутся вокруг Солнца. Солнце – единственная в Солнечной системе звезда.


Любая звезда своей массой превосходит даже самую крупную планету. На Солнце приходится почти полная масса всей Солнечной системы – масса светила составляет 99,86% от общего объема.

Диаметр Солнца по экватору составляет 1 миллион 392 тысячи километров, что в 109 раз превышает экваториальный диаметр Земли. А масса солнца приблизительно в 332950 раз больше массы нашей планеты – она составляет 2х10 в 27-й степени тонн.

Звезды состоят по большей части из легких элементов, в отличие от планет, образованных из твердых и легких частиц. Солнце на 73% от массы и 92% от объема состоит из водорода, на 25% от массы и 7% от объема – из гелия. Совсем небольшая доля (около 1%) приходится на ничтожное количество других элементов – это никель, железо, кислород, азот, сера, кремний, магний, кальций, углерод и хром.

Еще один отличительный признак звезды – происходящие на ее поверхности ядерные или термоядерные реакции. Именно такие реакции происходят на поверхности Солнца: одни вещества стремительно преобразуются в другие с выделением большого количества тепла и света.

Именно продукты термоядерных реакций, протекающих на Солнце, и дают Земле необходимые для нее . А вот на поверхности планет подобные реакции не наблюдаются.

У планет нередко есть спутники, у некоторых небесных тел их даже несколько. У звезды спутников быть не может. Хотя встречаются и планеты без спутников, поэтому этот признак можно считать косвенным: отсутствие спутника – еще не показатель того, что небесное тело является звездой. Для этого в наличии должны быть и другие перечисленные признаки.

Солнце – типичная звезда

Итак, центр нашей Солнечной системы – Солнце – это классическая звезда: она намного крупнее и тяжелее даже самых больших планет, на 99% состоит из легких элементов, излучает тепло и свет в ходе происходящих на ее поверхности термоядерных реакций. Солнце не имеет орбиты и спутников, зато вокруг него вращаются восемь планет и прочие небесные тела, входящие в Солнечную систему.

Солнце для человека, наблюдающего за ним с Земли, не является маленькой точкой, как другие звезды. Мы видим Солнце как большой яркий диск, потому что оно расположено достаточно близко к Земле.

Если бы Солнце, как прочие видимые на ночном небе звезды, удалилось от нашей планеты на триллионы километров, мы видели бы его такой же крохотной звездочкой, какой видим сейчас другие звезды. В масштабах космоса расстояние между Землей и Солнцем – 149 миллионов километров – большим не считается.

По научной классификации Солнце относится к разряду желтых карликов. Его возраст – около пяти миллиардов лет, и светит оно ярким и ровным желтым светом. Почему свет Солнца ? Это обусловлено его температурой. Чтобы понять, как формируется цвет звезд, можно вспомнить пример с раскаленным железом: сначала оно краснеет, потом обретает оранжевый тон, затем – желтый.


Если бы можно было нагревать железо дальше, оно стало бы белым, а затем – голубым. Голубые звезды – самые горячие: температура на их поверхности составляет более 33 тысяч градусов.

Солнце относится к разряду желтых звезд. Интересно, что в пределах семнадцати световых лет, где расположены примерно полсотни звездных систем, Солнце – четвертая по яркости звезда.

Солнце – центральное тело Солнечной системы – представляет собою горячий газовый шар. Оно в 750 раз превосходит по массе все остальные тела Солнечной системы вместе взятые. Именно поэтому всё в Солнечной системе можно приближенно считать вращающимся вокруг Солнца. Землю Солнце «перевешивает» более чем в 330000 раз. На солнечном диаметре можно было бы разместить цепочку из 109 таких планет, как наша. Солнце – ближайшая к Земле звезда и единственная из звезд, чей диск различим невооруженным глазом. Все остальные звезды, удаленные от нас на световые года, даже при рассмотрении в самые мощные телескопы, не открывают никаких подробностей своих поверхностей. Свет от Солнца до нас доходит за 8 с третью минут.

Солнце несется в направлении созвездия Геркулеса по орбите вокруг центра нашей Галактики, преодолевая ежесекундно больше 200 км. Солнце и центр Галактики разделяет бездна в 25000 световых лет. Подобная же пропасть лежит между Солнцем и окраиной Галактики. Наша звезда расположилась вблизи галактической плоскости, недалеко от границы одного из спиральных рукавов.

Размер Солнца (1392000 км в диаметре) очень велик по земным меркам, но астрономы, в то же время, называют его желтым карликом – в мире звезд Солнце ничем особенным не выделяется. Однако, в последние годы, появляется все больше доводов в пользу некоторой необычности нашего Солнца. В частности, Солнце меньше излучает ультрафиолета, чем другие звезды того же типа. Солнце обладает большей массой, по сравнению со схожими звездами. Кроме того, эти самые похожие на Солнце звезды замечены в непостоянстве, они меняют свой блеск, то есть являются переменными звездами. Солнце не меняет заметно своей яркости. Всё это – не повод для гордости, а основание для более детальных исследований и серьезных проверок.

Мощность излучения Солнца 3,8*1020 МВт. На Землю попадает лишь около одной половины миллиардной доли всей энергии Солнца. Представьте себе ситуацию, при которой 15 стандартных квартир в 45 кв.м. затоплены до потолка водой. Если это количество воды – вся мощность излучения Солнца, то на долю Земли придется меньше чайной ложки. Но именно благодаря этой энергии на Земле происходит круговорот воды, дуют ветры, развивалась и развивается жизнь. Вся энергия, скрытая в горючих ископаемых (нефти, угле, торфе, газе), – тоже изначально энергия Солнца.

Излучает же Солнце свою энергию во всех длинах волн. Но по-разному. 48% энергии излучения приходится на видимую часть спектра, а максимум соответствует желто-зеленому цвету. Около 45% энергии, теряемой Солнцем, уносят инфракрасные лучи. На гамма-лучи, рентгеновское, ультрафиолетовое и радио излучение приходится лишь 8%. Однако излучение Солнца в этих диапазонах столь сильно, что оно очень ощутимо на расстояниях даже в сотни солнечных радиусов. От вредного влияния излучения Солнца нас защищает магнитосфера и атмосфера Земли.

Основные характеристики Солнца

Спектральный анализ солнечных лучей показал, что больше всего в нашей звезде водорода (73% от массы звезды) и гелия (25%). На остальные элементы (железо, кислород, никель, азот, кремний, сера, углерод, магний, неон, хром, кальций, натрий) приходится всего 2%. Все вещества, обнаруженные на Солнце, есть и на Земле, и на других планетах, что говорит об их едином происхождении. Средняя плотность вещества Солнца - 1,4 г/см3.

Как изучают Солнце

Солнце - это « » с множеством слоев, имеющих разный состав и плотность, в них проходят разные процессы. В привычном человеческому глазу спектре наблюдение звезды невозможно, однако в настоящее время созданы , телескопы, радиотелескопы и прочие приборы, фиксирующие ультрафиолетовое, инфракрасное, рентгеновское излучения Солнца. С Земли наиболее эффективным является наблюдение во время солнечного затмения. В этот короткий период астрономы во всем мире изучают корону, протуберанцы, хромосферу и различные явления, происходящие на единственной доступной для такого подробного изучения звезде.

Структура Солнца

Корона - внешняя оболочка Солнца. У нее очень низкая плотность, из-за этого ее видно только во время затмения. Толщина внешней атмосферы неравномерна, поэтому время от времени в ней появляются дыры. Через эти дыры в космос со скоростью 300-1200 м/с устремляется солнечный ветер - мощный поток энергии, который на земле становится причиной северных сияний и магнитных бурь.

Хромосфера - слой газов, достигающий толщины 16 тыс. км. В ней происходит конвекция раскаленных газов, которые, от поверхности нижнего слоя (фотосферы), вновь опускаются назад. Именно они «прожигают» корону и образуют потоки солнечного ветра длиной до 150 тыс. км.

Фотосфера - это плотный непрозрачный слой толщиной 500-1 500 км, в котором происходят сильнейшие огненные бури диаметром до 1 тыс. км. Температура газов фотосферы - 6 000 оС. Они поглощают энергию из нижележащего слоя и выделяют ее в виде тепла и света. Структура фотосферы напоминает гранулы. Разрывы в слое воспринимаются, как пятна на Солнце.

Конвективная зона толщиной 125-200 тыс. км - солнечная оболочка, в которой газы постоянно обмениваются энергией с радиационной зоной, нагреваясь, поднимаются к фотосфере и, охлаждаясь, вновь спускаются вниз за новой порцией энергии.

Радиационная зона имеет толщину 500 тыс. км и очень высокую плотность. Здесь вещество подвергается бомбардировке гамма-лучами, которые преобразуются в менее радиоактивные ультрафиолетовые (UV) и рентгеновские (X) лучи.

Кора, или ядро, - солнечный «котел», где постоянно происходят протон-протонные термоядерные реакции, благодаря которым звезда и получает энергию. Атомы водорода превращаются в гелий при температуре 14 х 10 в оС. Здесь титаническое давление - триллион кг на каждый кубический см. Ежесекундно здесь превращается 4,26 млн тонн водорода в гелий.

Все мы довольно часто слышим, что учеными на такой-то звезде или на какой-то там планете обнаружено что-то или кто-то, или просто проведены исследования и … так далее. Но, мало кто задумывается, почему планеты называются планетами, а звезды именно звездами, и какими они обладают важными отличиями, раз одних отделили от других? При этом практически каждый из нас хотя бы раз в своей жизни задавался довольно глупым вопросом: «Солнце это звезда или планета?» Также практически каждый человек сразу ответит на данный вопрос, что Солнце – это, конечно же, звезда, но вот объяснить, почему именно звезда, а не планета способен далеко не каждый.

Возникает вполне логичный вопрос: в чем же заключается различие между звездой и планетой?

Отличие между ними просто огромное, хотя на первый взгляд и не очень заметное

1. Первоочередное и самое главное – звезды способны самостоятельно излучать свет и тепло, в отличие от планет, которые способны только отражать попадающие на них лучи света от других светил, являясь по своей сути темными телами.

2. Звезды обладают гораздо более высокими температурами поверхности, чем любая из известных на данный момент планет. Средние температуры их поверхностей колеблются от 2000 до 40000 градусов, не говоря уже о слоях расположенных ближе к центру космического тела, где температуры, возможно, достигают даже миллионов градусов.

Данные SDO, аппарата изучающего Солнце, за три года работы

3. Звезды значительно превосходят даже самые крупные планеты по своей массе.

4. Все планеты движутся по орбитам относительно своих светил, которые, в свою очередь, в тот же самый момент остаются совершенно неподвижными. Это происходит аналогично тому, как наша Земля вращается вокруг Солнца. Благодаря этому имеется возможность наблюдать у планет различные фазы точно так же, как и у Луны.

5. Все планеты по своему химическому составу образованы как из твердых, так и из легких частиц, в отличие от звезд преимущественно состоящих только из легких элементов.

6. Планеты часто обладают одним или сразу несколькими спутниками, а вот звезды таковых «соседей» никогда не имеют. Но при этом отсутствие спутника это, конечно же, еще не факт, что данное космическое тело не является планетой.

7. На поверхностях абсолютно всех звезд обязательно происходят ядерные или термоядерные реакции, сопровождающиеся взрывами. В свою очередь, на поверхностях планет данные реакций не наблюдаются, ну если только в исключительных случаях, и то только на ядерных планетах и только очень-очень слабые ядерные реакции.

Можно точно утверждать…

Теперь можно абсолютно точно утверждать, что Солнце — это типичная звезда (так называемый желтый карлик G-типа). Потому что вокруг него вращаются 8 планет, образующие вместе с ним Солнечную систему; оно самостоятельно излучает свет и тепло — средняя температура поверхности 5000-6000 K; состоит преимущественно из легких элементов, таких как водород и гелий — почти 99%, и всего лишь 1% составляют твердые вещества; на его поверхности постоянно протекают термоядерные реакции; и своими размерами оно превосходит в несколько раз любую планету Солнечной системы.

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/см 3 . 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/см 3 . Температура составляет около 15×10 6 ˚К, давление - 2×10 8 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 2×10 6 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.