Shkencëtarët, duke analizuar orbitën e Mërkurit, përcaktuan shkallën e humbjes së masës nga Dielli. Ky është studimi i parë vëzhgues i këtij lloji. Më parë, vlerësimet e shkallës së humbjes së masës nga Dielli ishin vetëm teorike.

Ylli ynë vazhdimisht po humbet masën, si shumë yje të tjerë në univers. Kredia: NASA/SDO.

Për studimin e tyre, shkencëtarët zgjodhën orbitën e Mërkurit. Kjo për shkak se orbita e Mërkurit është jashtëzakonisht e ndjeshme ndaj ndryshimeve të tilla. " Mërkuri është një objekt i përshtatshëm për të vlerësuar humbjen në masë të Diellit, sepse orbita e tij është shumë e ndjeshme ndaj ndikimit gravitacional dhe aktivitetit të yllit tonë. — tha autori kryesor i studimit të ri, Antonio Genova i Qendrës së Fluturimeve Hapësinore Goddard të NASA-s. Për më tepër, për një kohë të gjatë në orbitën e Mërkurit, gjeni stacioni automatik ndërplanetar (AMS) NASA« Messenger”, i cili u dha njerëzve të dhëna të paçmueshme shkencore për planetin më afër Diellit. Të dhënat mbi orbitën e Mërkurit të marra nga kjo AMS u përdorën nga studiuesit në llogaritjet e tyre.

Studimi bazohet në një fenomen interesant. Dihet se me kalimin e kohës, orbitat e planetëve të sistemit diellor zgjerohen. Kjo për faktin se ylli ynë gradualisht po humbet masën dhe ndikimi i tij gravitacional po dobësohet.Pas analizimit të lëvizjes së Mërkurit dhe duke marrë parasysh kontributin e ndikimit gravitacional nga objektet e sistemit diellor në këtë lëvizje dhe faktorë të tjerë që ndikojnë në të, shkencëtarët ishin në gjendje të vlerësonin zgjerimin e orbitës së planetit për shkak të humbjes së masës nga dielli. Bazuar në këto të dhëna, u bë e qartë se sa shpejt ylli ynë po humbet masën.

Rezultatet e studimit janë shumë afër përllogaritjeve teorike, dhe gjithashtu ndihmuan në përsosjen e tyre. Të dhënat e reja rezultuan të jenë pak më të vogla se llogaritjet teorike, por kanë më pak pasiguri. Pra, shkalla e humbjes së masës nga Dielli është rreth një për qind e asaj origjinale mbi 10 miliardë vjet. Kjo është e mjaftueshme për të dobësuar ndikimin gravitacional të yllit tonë në mënyrë që orbitat e planetëve të sistemit diellor të fillojnë të zgjerohen me një shpejtësi prej 1.5 centimetra në vit me një njësi astronomike. Kjo është një vlerë mjaft e vogël dhe një zgjerim i tillë nuk ka pothuajse asnjë efekt në kushtet fizike të sipërfaqeve ose atmosferave të planetëve, për shembull.

Por si e humb masën Dielli? Kjo ndodh kryesisht me ndihmën e reaksioneve termonukleare në bërthamën e yllit dhe erës diellore. Kur një reaksion termonuklear i sintezës së një atomi të heliumit nga protonet dhe elektronet ndodh në bërthamën e një ylli, diferenca e masës së heliumit dhe protoneve shndërrohet në energjinë kinetike të heliumit dhe energjinë e neutrineve të elektroneve. Era diellore është një rrymë grimcash (kryesisht jonesh) që vijnë nga Dielli me një shpejtësi prej 300-1200 km/s. Por jo vetëm Dielli po humbet masën, por edhe yjet e tjerë në Univers “gjuajnë” për këtë, dhe më i madhi prej tyre mund të humbasë një masë në një vit tokësor që tejkalon masën e Tokës mijëra herë.

Mësimi 3/20

prezantim i detajuar

Tema: Burimet e energjisë dhe struktura e brendshme e Diellit.

Gjatë orëve të mësimit:

I Anketa e studentëve.

II Material i ri.

1. Burimi i energjisë i Diellit.

Rrezaton Lʘ=3.876 . 1026 J/s është një humbje e madhe energjie. Ligji i ruajtjes → nga vjen energjia, duke u kthyer në rrezatim?.

Në vitin 1931 Hans Albrecht Bethe tregon se burimi i energjisë në yje është shkrirja bërthamore. Në vitin 1937, ai zbuloi një reaksion termonuklear dhe në vitin 1939, në veprën e tij "Gjenerimi i Energjisë në Yje", ai ndërtoi një teori sasiore të proceseve bërthamore brenda yjeve, duke gjetur një zinxhir (cikël) reaksionesh bërthamore që çojnë në sintezën e heliumit. .

Zinxhiri (cikli) proton-proton (edhe pse ka cikle të tjera):

1 H+1H→2D+e++ν(pozitron + neutrino + deuterium + 2.2 MeV).

2 D+1H>3He+γ(gama kuantike+tritium+ 5.5 MeV).

3 Ai+3He→4He+1H+1H(helium+proton+proton+ 12.8 MeV)

Kjo çliron energji të jashtëzakonshme. Është në modë të llogaritet lirimi i energjisë gjatë "djegisë" së hidrogjenit duke përdorur formula.

Meqenëse Мʘ=2,1030 kg, atëherë H do të digjet edhe për 150 miliardë vjet të tjerë, por digjet në qendër vetëm 0,1 Mʘ, prandaj, Dielli do të digjet ende për rreth 5-7 miliardë vjet. Të gjitha llojet e rrezatimit bartin rreth 4 milionë tonë çdo sekondë.

Neutrino - një grimcë elementare që shfaqet gjatë një reaksioni termonuklear depërton lirshëm nëpër yje dhe planetë. Duke i regjistruar ato me ndihmën e teleskopëve neutrino (thellë nën tokë, mbi ujë), mund të "shikohet" në Diell.

2. Struktura e brendshme e Diellit.

3. Fiksimi i materialit

1. Detyra: Sa humb peshë Dielli në 1 minutë?

2. Detyra:Çfarë energjie hyn në liqen. Ranor, me një sipërfaqe prej 1.2 metrash katrorë. km, për 1 minutë në mot të kthjellët, nëse lartësia e Diellit mbi horizont është 45o, dhe 80% e energjisë diellore kalon nëpër atmosferë? Kur është dielli në këtë lartësi?

3. Detyra: Krahasoni sasinë e energjisë së çliruar menjëherë me sasinë e energjisë së çliruar nga shpërthimi i një bombe megaton (410 J).

III. Rezultati

1. Ku e tërheq Dielli burimin e tij të pashtershëm të energjisë?

2. Çfarë është cikli proton-proton?

3. Si të llogaritet energjia e emetuar nga Dielli, defekti i masës?

4. Cila është struktura e brendshme e Diellit?

5. Si bëhet bartja e energjisë nga thellësitë në sipërfaqe?

6. Notat.

Në shtëpi: §20, pyetje f. 122, PR #6

Për më tepër: Sa energji do të çlirohej nëse dielli do të ishte i gjithi hidrogjen dhe i gjithë hidrogjeni do të shndërrohej në helium? Sa vite do të mjaftonte hidrogjeni për të ruajtur shkëlqimin aktual të Diellit?

Astronomët janë përpjekur të masin distancën e saktë nga Toka në Diell që nga kohërat e lashta. Një nga vlerat e para të njohura për ne u dha në shekullin III para Krishtit. Aristarku i Samos - meqë ra fjala, ky grek i lashtë ishte i pari që propozoi një sistem heliocentrik dhe jo gjeocentrik të botës. Ai vlerësoi distancën nga ylli 20 herë më e madhe se sa nga Hëna. Kjo, natyrisht, është një vlerë e pasaktë: në fakt, Dielli është më shumë se 400 herë më larg nga ne se Hëna. Nga rruga, në të njëjtën kohë është rreth 400 herë më i madh, kjo është arsyeja pse dimensionet e dukshme këndore të Diellit dhe Hënës janë të njëjta. A është kjo thjesht një rastësi? Përgjigjen e gjeni në shënimin "Fat i madh".

Nga fundi i shekullit të njëzetë. shkencëtarët tashmë kishin një kuptim shumë më të mirë të lëvizjes së trupave qiellorë. Me ndihmën e radarëve modernë, fiksimin e kthimit të sinjalit të reflektuar prej tyre, si dhe falë sondave hapësinore, distanca nga Toka në Diell është vendosur me saktësi të lartë. Shifra ekzistuese është 149,597,870,696 m, me një gabim jo më shumë se 0,1 m. Megjithatë, historia nuk mbaroi me kaq.

Në vitin 2004, fizikanët rusë Gregory Krasinsky dhe Viktor Brumberg, pasi bënë llogaritjet e sakta, treguan se Toka gradualisht po largohet nga Dielli. Ngadalë - jo më shumë se 15 cm në vit - por mjaft dukshëm. Çfarë na “zmbraps” nga ylli ynë?

Një sugjerim është se Dielli po humbet vazhdimisht masë. Duke lëshuar rrjedha të mëdha të materies dhe energjisë, rrezatimit dhe erës diellore në hapësirë, ai "lehtëson" dhe, në përputhje me rrethanat, dobëson tërheqjen e tij gravitacionale. Megjithatë, për një arsye ose një tjetër, ky shpjegim nuk u përshtatet plotësisht astronomëve. Janë paraqitur versione të tjera, shumë më ekzotike - le të themi, në një ndryshim në konstantën themelore gravitacionale (G), në ndikimin e zgjerimit të Universit apo edhe të materies së errët. Asnjë nga hipotezat nuk ka marrë ende mbështetje përfundimtare.

Dhe së fundmi, një grup shkencëtarësh të udhëhequr nga Takaho Miura paraqitën një artikull në të cilin ata parashtruan versionin e tyre. Sipas mendimit të tyre, Dielli dhe Toka "zmbrapsin" njëri-tjetrin nën ndikimin e forcave të baticës. Këto janë forcat që veprojnë në objekte mjaft të zgjeruara që e gjejnë veten në një fushë gravitacionale jo uniforme. Forcat e baticës besohet se shkaktojnë si largimin graduale të hënës nga ne, ashtu edhe ngadalësimin gradual të rrotullimit të planetit tonë.

Fakti është se tërheqja e satelitit krijon një valë baticore në anën e Tokës përballë saj, e cila shkon pas Hënës rrotulluese, nga perëndimi në lindje, dhe në mënyrë ideale do të bënte një rreth të plotë në një muaj hënor.

Në të njëjtën kohë, Toka "nën" këtë valë gjithashtu rrotullohet, dhe shumë më shpejt se Hëna (rotacioni bëhet brenda një dite), dhe si rezultat, brigjet lindore të kontinenteve vazhdimisht "përballen" me valën e baticës. . Prandaj, vala e baticës gjithmonë tejkalon rrotullimin e Hënës dhe e gjithë masa e këtij uji zhvendoset nga një segment i drejtë që lidh qendrat e masës së Tokës dhe Hënës. Tërheqja e tij krijon një forcë shtesë që vepron pingul me këtë segment.

Kjo forcë baticore shkakton një përshpejtim të lehtë por të vazhdueshëm të Hënës në rrotullimin e saj, i cili, sipas ligjit të ruajtjes së momentit, shkakton një ngadalësim të rrotullimit të Tokës. Dhe, sigurisht, vetë Hëna, duke rritur shpejtësinë e saj, rrit vrullin e saj dhe lëviz në një orbitë më të lartë. Çdo vit ai largohet prej nesh me rreth 4 cm, dhe vetë planeti bën një revolucion të plotë për rreth 0,000017 s më gjatë.

Sipas Takaho Miura dhe kolegëve të tij, të njëjtat forca shkaktojnë gjithashtu një rritje të distancës midis Tokës dhe Diellit. Sado e vogël që Toka të krahasohet me yllin, ajo përsëri shkakton diçka si një "valë baticore" në të. Shkencëtarët llogaritën se ky ndikim - i ngjashëm me atë që ndodh në sistemin Tokë-Hënë - duhet të ngadalësojë rrotullimin e Diellit me rreth 0,00003 s në vit dhe, në përputhje me rrethanat, të largojë planetin tonë nga ylli ynë.

Dielli është monedhë, - murmuriti koprraci.
Jo, tigan! - bërtiti grykësi.
Jo, bukë, - tha bukëpjekësi.
Kompas, - tha me bindje marinari.
Dielli është një yll, njoftoi astronomi.
Zemër e mirë - vendosi ëndërrimtari.

Tema: Burimet e energjisë dhe struktura e brendshme.

Synimi: Konsideroni burimin e energjisë së Diellit, reaksionet termonukleare (cikli proton-proton) dhe strukturën e brendshme të yjeve.

Detyrat :
1. arsimore: Prezantoni konceptet: Dielli si një top plazmatik i nxehtë, reaksion termonuklear, defekt në masë, cikli proton-proton. Konsideroni mundësinë e llogaritjes së parametrave të strukturës së brendshme të Diellit duke përdorur koncepte elementare fizike dhe matematikore. Përshkruani helioseizmologjinë.
2. duke edukuar: Për të nxitur formimin e idesë së marrëdhënieve shkak-pasojë në natyrë (me shembullin e shqyrtimit të një zinxhiri fenomenesh - nga shndërrimi i bërthamave të atomeve të hidrogjenit në bërthamat e atomeve të heliumit në zorrët e Dielli për ndriçimin dhe ngrohjen e Tokës me dritë dhe nxehtësi nga Dielli). Theksoni se Dielli do të ketë të njëjtën shkëlqim për miliarda vjet si tani. Duke përdorur shembullin e zbulimit të misterit të burimeve të energjisë diellore, demonstroni njohshmërinë e botës dhe ligjeve të saj. Theksoni rëndësinë e madhe praktike për përparimin shkencor dhe teknologjik të zbulimit të heliumit në Diell dhe burimit termonuklear të energjisë diellore.
3. arsimore: Theksoni gjënë kryesore në temën e mësimit: ndryshe nga planetët dhe satelitët e tyre, asteroidet dhe kometat, Dielli është një trup qiellor vetë-ndriçues që rrezaton dritë dhe nxehtësi, për të interesuar nxënësit në situata problemore përkatëse. Në shembullin e burimeve të energjisë diellore, tregoni lidhjen e pandashme midis dukurive të mikro- dhe makrobotës.

Dije:
niveli 1(standarde) - të ketë një ide për burimin e energjisë së pashtershme të Diellit, strukturën e brendshme.
niveli II- të ketë një ide për burimin e energjisë së pashtershme të Diellit, strukturën e brendshme dhe metodat e transferimit të energjisë nga zorrët në sipërfaqe.
Te jesh i afte te:
niveli 1(standarde) - llogarit energjinë duke përdorur formulën e Ajnshtajnit.
niveli II- për të llogaritur energjinë sipas formulës së Ajnshtajnit, parametrat e përafërt të presionit dhe temperaturës me thellësinë.

Pajisjet: Tabelat: Dielli, struktura e Diellit. Diagrami i një reaksioni termonuklear. CD- "Red Shift 5.1". PCZN. grafika nga DER (më poshtë) për të pasur një ide për burimin e energjisë së pashtershme të Diellit, strukturën e brendshme. keni një ide për burimin e energjisë së pashtershme të Diellit, strukturën e brendshme dhe metodat e transferimit të energjisë nga zorrët në sipërfaqe.

Lidhjet ndërdisiplinore: fizika (reaksionet termonukleare, grimcat elementare, defekti në masë, roli i heliumit në fizikën atomike, jonizimi i atomeve, etj.), Kimia (elementet e sistemit periodik të Mendelejevit - hidrogjeni dhe helium, a.m.u.), matematika (llogaritjet e nevojshme për të zgjidhur detyrat).

Gjatë orëve të mësimit:

I Anketa e studentëve.

II material i ri

1. Burimi i energjisë i Diellit.
Emeton L? =3.876 . 10 26 J / s - humbje të mëdha energjie. Ligji i ruajtjes → ku energjia rimbushet, duke u kthyer në rrezatim.
Në vitin 1931 Hans Albrecht Bethe tregon se burimi i energjisë në yje është shkrirja bërthamore. Në vitin 1937, ai zbuloi një reaksion termonuklear dhe në vitin 1939, në veprën e tij "Gjenerimi i Energjisë në Yje", ai ndërtoi një teori sasiore të proceseve bërthamore brenda yjeve, duke gjetur një zinxhir (cikël) reaksionesh bërthamore që çojnë në sintezën e heliumit. . (Nob. laureat). Brenda Diellit (yjeve) H është i jonizuar - d.m.th. në formën e bërthamave të protonit 1 1 N. Duke lëvizur me shpejtësi shumë të larta (në T\u003e 10 milion K), protonet afrohen disi, duke kapërcyer forcat refuzuese elektrike, të cilat hyjnë në veprim forcat bërthamore dhe reaksioni (termonuklear) fillon me çlirimi i energjisë. Dy grupe të reaksioneve termonukleare të këtij lloji janë të mundshme në Diell: cikli proton-proton (hidrogjen) dhe cikli i karbonit (cikli Bethe). Ka shumë të ngjarë që cikli proton-proton të mbizotërojë në Diell:
1 H+ 1 H→ 2 D+e + +v(pozitron + neutrino + deuterium + 2.2 MeV).
2 D+ 1 H> 3 He+γ(gama kuantike+tritium+ 5.5 MeV).
3 Ai+ 3 Ai→ 4 He+ 1 H+ 1 H(helium + proton + proton + 12,8 MeV) dhe të gjitha përsëri, d.m.th. brenda Diellit (yje), hidrogjeni digjet, duke u shndërruar në helium (nga 4 bërthama të 1 H, formohet një bërthamë prej 4 He).
Kjo çliron energji të jashtëzakonshme. Për shembull, ne llogarisim çlirimin e energjisë gjatë "djegjes" së 1 g hidrogjen.

Sepse M ? =2. 10 30 kg, atëherë H do të digjet për 150 miliardë vjet të tjera, por vetëm 0.1 M ? , pra, Dielli ende digjet për rreth 5-7 miliardë vjet. Të gjitha llojet e rrezatimit bartin rreth 4 milionë tonë çdo sekondë. Energjia e çliruar tejkalon prodhimin javor të energjisë elektrike në të gjithë globin dhe është e krahasueshme me energjinë e tërmeteve dhe uraganeve.

Neutrino - një grimcë elementare që shfaqet gjatë një reaksioni termonuklear depërton lirshëm nëpër yje dhe planetë. Duke i regjistruar ato me ndihmën e teleskopëve neutrino (thellë nën tokë, mbi ujë), mund të "shikohet" në Diell. Ka teleskopë neutrino në Minierën Homestake (Dakota e Jugut, SHBA), në Japoni (sistemi Kamiokande), në Baikal dhe të tjerë. Në vitin 2001, të tre llojet e neutrinos diellore u zbuluan drejtpërdrejt në Observatorin e Neutrinos Sudbury dhe fluksi i tyre total u tregua se ishte në përputhje me modelin standard diellor. Në këtë rast, vetëm rreth një e treta e neutrineve që arrijnë në Tokë rezultojnë të jenë elektronike. Ky numër është në përputhje me teorinë që parashikon kalimin e neutrineve të elektroneve në neutrinot e një gjenerate tjetër si në vakum (në fakt "lëkundjet e neutrinos") dhe në lëndën diellore ("Efekti Mikheev-Smirnov-Wolfenstein"). Kështu, aktualisht, problemi i neutrinos diellore duket se është zgjidhur.

2. Struktura e brendshme e Diellit.

Për më tepër: Sa energji do të çlirohej nëse dielli do të ishte i gjithi hidrogjen dhe i gjithë hidrogjeni do të shndërrohej në helium? Sa vite do të mjaftonte hidrogjeni për të ruajtur shkëlqimin aktual të Diellit? (Zgjidhje. Gjatë “djegjes” së 1 kg hidrogjen lirohet afërsisht 6,3 10 14 J. Masa e Diellit është 2 10 30 kg. Nëse supozojmë se Dielli përbëhet tërësisht nga hidrogjeni, atëherë djegia e kësaj sasie. hidrogjeni do të lëshonte 12,6 10 44 J. Çdo vit, Dielli rrezaton afërsisht 12,6 10 33 J. Prandaj, për të ruajtur shkëlqimin aktual të Diellit, hidrogjeni do të mjaftonte për 10 11 vjet. (Natyrisht, koha aktuale për të ruajtur ndriçimi aktual i Diellit duhet të jetë më i vogël se vlera e fituar).

Ndryshuar 10.01.2010 i vitit