STEA; SZATI F; Biblioteca de manuale digitale LDRAJZ

Cel mai important corp ceresc din Sistemul Solar este Soarele. Masa sa este de 750 de ori mai mare decât masa combinată a celorlalte corpuri cerești din sistemul solar. Celelalte corpuri cerești din Sistemul Solar, de asemenea, au dimensiuni pitice lângă Soare (Fig. 74). Astfel, procesele care au loc în sistemul solar sunt „dominate” de câmpul gravitațional și de radiația Soarelui. Prin sistem solar ne referim la regiunea mediului Soarelui în care domină câmpul gravitațional al Soarelui. Acest spațiu este de aprox. O sferă cu o rază de 2 ani lumină (2 × 10 13 km). În plus, efectul gravitațional al altor stele deja „suprimă” efectul Soarelui.

Următoarele corpuri cerești sunt clasificate în sistemul solar:

b) cele 9 planete și aproximativ 60 de luni ale acestora,

c) cca. 100.000 de asteroizi,

d) comete și meteori,

e) materie interplanetară.

Figura 74 - Raportul dintre dimensiunea Soarelui și planetele

Planete, asteroizi, comete și meteori orbitează în jurul Soarelui în conformitate cu legile lui Kepler. Cele nouă planete, asteroizii, orbitează toate în aceeași direcție, iar Soarele se rotește în aceeași direcție. Lunile orbitează planetele, cu câteva excepții, în aceeași direcție. Cu excepția lui Venus și Uranus, rotația planetelor este în aceeași direcție. Astfel, Sistemul Solar are un impuls total semnificativ. Interesant este că doar 200% din impulsul (rotația) sistemului solar cade pe Soare, partea rămasă a impulsului provine aproape exclusiv de pe orbitele planetelor.

O caracteristică a sistemului solar este că 99% din materie este concentrată în apropierea unui plan. Acesta este planul de simetrie al sistemului solar (cunoscut și sub numele de planul invariant Laplace).

Unitatea de distanță utilizată în studiul sistemului solar este unitatea astronomică (CsE sau A. U. [2]). Aceasta este egală cu lungimea a jumătate din axa principală a orbitei eliptice a Pământului în jurul Soarelui, care este, de asemenea, distanța medie Soare-Pământ. Valoarea sa este de 149.600.000 km. Această distanță este acoperită de lumină în 8 minute și 19 secunde. Cea mai îndepărtată planetă din Sistemul Solar de Soare, Pluto, orbitează la aproximativ 40 CsE de Soare. Această distanță este acoperită de lumină în 5,5 ore. Dimensiunea totală a sistemului solar (conform interpretării anterioare) este de aproximativ o jumătate de milion de CSE.

Radiația soarelui încălzește zona din jurul său. La o distanță de Pământ, pentru fiecare metru pătrat, 1,37 kJ de energie radiantă sosesc de la Soare pe secundă, adică 1,96 calorii pe centimetru pătrat și minut exprimate în unități mai vechi. Aceasta se numește constanta solară, deci valoarea sa este de 1370 W/m 2. La distanța lui Pluto, această valoare scade la 0,8 W/m 2. Dintre toate planetele, radiația Soarelui numai pe Pământ permite apei să rămână în stare lichidă pentru o lungă perioadă de timp, astfel încât în Sistemul Solar s-ar fi putut dezvolta doar viață superioară pe Pământ.

Soarele (Dr. Miklós Marik)

Soarele, deși cel mai semnificativ corp ceresc din sistemul solar, este „doar” o stea medie. Dintre celelalte stele, apropierea sa o deosebește. Soarele este singura stea staționară care nu pare să fie un punct culminant în binoclul nostru, dar putem, de asemenea, să ne plimbăm pe suprafață în câmpul nostru vizual. Studierea Soarelui este, prin urmare, extrem de importantă pentru a cunoaște și celelalte stele.

Materialul și masa Soarelui.

Materialul Soarelui este gazos, plasmă. (Plasma este lichidul și gazul care conduc bine electricitatea.) Compoziție chimică: aprox. 80% hidrogen și 20% heliu. Celelalte elemente se află cel mult în urme.

În astronomie, Soarele este pe scurt simbolizat prin simbolul .

Cele mai importante date ale zilei:

Diametru: D ⊙ = 1,4 milioane km = 110 diametru sol.

Greutate: M ⊙ = 2 · 10 30 kg.

Densitatea medie: ρ ⊙ = 1,41 g/cm 3 .

Temperatura centrală: T ⊙ ≈ 10–20 milioane K.

Temperatura suprafeței: T ⊙ f = 5800 K.

Accelerația gravitațională pe "suprafață":

g ⊙ = 2,7 ⋅ 10 2 m s 2 ≈ 30 g Pământ

Perioada de rotație: P ⊙ = între 26 și 34 de zile.

Masa Soarelui (2 · 10 30 kg) este o masă tipică stelară. Stele cu mase de 10 ori și de 10 ori mai puține decât Soarele sunt greu de găsit. Densitatea medie a Soarelui (1,41 g/cm 3) este mai mică de o dată și jumătate decât densitatea medie a apei, iar densitatea medie a Pământului (5,5 g/cm 3) este de numai aprox. un sfert. Datorită accelerației gravitaționale mari a suprafeței, o persoană care cântărește 70 kg ar cântări mai mult de două tone pe Soare.

Soarele, fiind o stare gazoasă, nu se rotește ca un corp rigid, ci se rotește diferențial. Intervalele apropiate de ecuator se rotesc la unghiuri mai mari, iar cele apropiate de poli se rotesc la viteze unghiulare mai mici. Ipotezăm că această rotație diferențială joacă un rol fundamental în dezvoltarea diferitelor fenomene solare.

Structura Soarelui.

Soarele, așa cum am menționat, este un corp ceresc gazos, deci nu are suprafață în sens strict. Cu toate acestea, mai mult de 90% din radiația solară care intră în ochii noștri este generată (reemisă) într-un strat foarte subțire al Soarelui. Grosimea acestui strat este de numai 400 km, ceea ce este neglijabil în comparație cu diametrul unui milion și jumătate de kilometri ai Soarelui. Acest strat se numește fotosferă.

Când vorbim despre suprafața Soarelui, nu ne referim la o suprafață geometrică, ci la un strat, fotosfera. Regiunile Soarelui de sub fotosferă se numesc interiorul Soarelui, fotosfera și regiunile de deasupra acesteia se numesc atmosfera Soarelui. Cu alte cuvinte, vedem în atmosfera Soarelui, nu în ea.

Interiorul Soarelui poate fi împărțit în trei părți:

1. nucleul central,

2. zona de raze X,

3. zona convectivă.

Energia Soarelui este produsă în nucleul central. Secretarul producției de energie a Soarelui abia în XX. la mijlocul sec. La începutul secolului trecut, încă se credea că o arsură obișnuită a avut loc pe Soare. Cu toate acestea, această noțiune trebuia respinsă în curând, pentru că dacă Soarele ar fi produs cărbune de cea mai bună calitate, ar fi produs încă energie pentru astăzi doar câteva mii de ani - deși știm din descoperirile geologice că Soarele a fost practic neschimbat.

La mijlocul secolului trecut, Helmholz a presupus că Soarele se contractă constant și își produce energia în detrimentul energiei gravitaționale. Cu toate acestea, acest proces nu poate acoperi producția de energie a Soarelui timp de câteva sute de mii de ani. În anii 1920, radiația solară și radiația luminoasă au fost atribuite degradării radioactive, dar nici acest lucru nu s-a dovedit satisfăcător. Problema producției de energie a Soarelui a fost rezolvată de fizica nucleară. Deoarece Soarele produce 3,86 · 10 26 J de energie pe secundă, 6 · 10 11 kg ≈ 600 de milioane de tone de hidrogen pe secundă sunt transformate în heliu pentru a acoperi aceasta. Chiar și în 5 miliarde de ani, aceasta reprezintă doar 5% din masa actuală a Soarelui de 2 · 10 30 kg. După cunoștințele noastre actuale, producția de energie a Soarelui poate fi explicată în mod satisfăcător prin procesele de fuziune nucleară menționate anterior. De asemenea, este liniștitor pentru descendenții noștri că procesele de fuziune nucleară sunt încă aprox. Vor putea acoperi producția de energie a Soarelui la un nivel neschimbat timp de 10 miliarde de ani.

Zona de raze X este situată în jurul nucleului central și transmite energia generată în miezul central către regiunile exterioare. Se numește zonă cu raze X deoarece aici, datorită temperaturii ridicate, energia este prezentă în principal sub formă de raze X.

Zona convectivă începe la 100.000 km sub suprafața Soarelui. Aici, din cauza condițiilor fizice speciale, radiațiile nu mai pot transmite energie spre exterior. Transferul de energie este fluxul de materie oarecum similar cu sursa de apă, așa-numitul convecția asigură.

Atmosfera Soarelui este, de asemenea, formată din trei game. Stratul cel mai interior este fotosfera menționată anterior. Deasupra acesteia se află cromosfera și coroana.

Fotosfera are o grosime de aproximativ 400 km, temperatura de aici este de aprox. 6000 K. Examinând Soarele fără ajutoare speciale, vedem fotosfera.

Figura 1 -. Structura de granulație a Soarelui.

În fotografiile fotosferei (suprafeței) Soarelui în condiții atmosferice foarte bune, putem observa particule mai mici sau mai mari, mai strălucitoare pe un fundal întunecat. Aceasta se numește structură de granulare (Figura 1). Granulele se numesc granule. O granulă este de aprox. Are 500 km în diametru și se deplasează spre suprafață cu o viteză de 1-2 km/s. Durata lor de viață este de 5-7 minute; după atâta timp, se amestecă cu mediul lor și dispar.

Figura 2 -. O pată solară caracteristică. Umbrul întunecat este înconjurat de o penumbra mai deschisă și fibroasă

În zonele întunecate dintre granule, materialul curge spre interior. Limita superioară a zonei convective din interiorul Soarelui se extinde în fotosferă, iar granulele sunt de fapt elementele convective ascendente.

Cele mai izbitoare fenomene din fotosferă sunt petele solare. O singură pată solară (Figura 2) are un diametru mediu de 10.000 km și o durată de viață de aprox. 1 săptămână. Se compune din două părți: umbra interioară mai întunecată și penumbra mai deschisă și fibroasă care o înconjoară. Temperatura umbrei este cu aproximativ 1000 K mai mică decât temperatura fotosferei - deci arată mai întunecată. Motivul apariției petelor solare este că uneori se creează un câmp magnetic foarte puternic în fotosferă. Acolo unde crește densitatea fluxului magnetic, apare pata solară. Există pete solare de polaritate nord și sud; primele se comportă ca polul N al unui magnet de tijă, cel din urmă ca polul său D. Densitatea fluxului magnetic este de 0,1-0,35 T.

Petele solare sunt rareori observate singure, de obicei grupate în grupuri de pete. Un grup tipic de patch-uri are o dimensiune de 100.000 km și are o durată de viață de aprox. 1 lună. Majoritatea grupurilor de patch-uri pot fi împărțite în două părți printr-o linie de delimitare; într-o parte există pete numai de polaritate nordică și în cealaltă numai pete de polaritate sudică. Aceste grupuri de plasturi sunt numite grupuri de plasturi bipolari. Dintre acestea, cel care trece mai întâi prin meridianul central în timpul rotației Soarelui (linia care trece prin centrul discului solar în direcția nord-sud) este numit punctul de conducere, în timp ce următorul este numit următorul loc.

Opacitatea soarelui nu este constantă. Uneori există multe pete pe Soare, alteori aproape nu există pete. Opacitatea soarelui cu pete este măsurată prin numărul relativ al lui Wolf:

unde f este numărul total de pete vizibile pe Soare, g este numărul de grupuri de pete (un singur punct este, de asemenea, considerat un grup de pete), și k este caracteristica constantă a telescopului. (Pentru un telescop lenticular cu diametrul de 10 cm, k ≈ 1.) Dacă valoarea lui R este reprezentată grafic în funcție de timp, se obține curba prezentată în Fig. 75. Se poate observa că R se schimbă periodic în timp: există minime și maxime ale petelor solare. Timpul dintre două minime se numește ciclul petelor solare. Lungimea medie a ciclurilor solare este de 11,2 ani. Se poate stabili chiar și un ciclu de 90 de ani.

Figura 75 - Modificarea numărului relativ care exprimă acoperirea patch-urilor Soarelui între 1730 și 1975