Солнце

Солнце

Солнце является ближайшей звездой к Земле, а также источником жизни на ней. Самая близкая по удалённости планета — Меркурий, а самая дальняя — Нептун (не считая карликовых планет). Возраст — 4,57 млрд лет. Однако, из ближайших звёзд является четвёртой по яркости.

Классификация

Учёные характеризуют Солнце как жёлтый карлик (звезда спектрального класса G2V с температурой поверхности менее 6000K). Масса светила достигает 1,9885⋅10 30 кг, а объём 1,40927⋅10 27. Температура поверхности 5780K (5517C), ядра — 15700000K. Светимость равна 3,828⋅10 26 Вт. Солнце входит в главную последовательность на диаграмме Герцшпрунга-Рессела (Г-Р).

Звезда находится в галактике Млечный Путь,  в Местном Межзвёздном Облаке (ММО). Является единственным светилом в Солнечной системе.

Внутреннее строение Солнца

Ядро

Ядро имеет радиус около 175 тыс. километров. Эта часть является единственной, где происходят термоядерные реакции и снабжают энергией другие составляющие звезды.

Происходит протон-протонная цепочка: сталкиваются два протона, в результате чего вылетают позитрон и нейтрино. Образовавшееся ядро является тяжёлым водородом — дейтерием. Дейтерий присоединяется к водороду, и получается лёгкий изотоп гелия. Из ядер двух лёгких изотопов получается обычный гелий и 2 протона.

Зона лучистого переноса

Перенос энергии из недр в эту зону происходит за счёт излучения. Звёздное вещество является прозрачным для теплового и светового излучения. Здесь кванты электромагнитного излучения могут поглотиться электронными оболочками атомов. Но, когда электроны возвращаются в основное состояние, поглощённые фотоны излучаются.

Конвективная зона

Однако поток излучения может стать настолько сильным, а прозрачность малой, энергия начнёт накапливаться в ядре. В этом случае необходим другой способ переноса. Таким является конвекция.

Атмосфера Солнца:

  • Фотосфера — Оболочка, создающая видимую поверхность звезды. Температура в пределах от 6000K до 4000K.
  • Хромосфера — внешняя оболочка, окружающая фотосферу. Плотность этой области маленькая, поэтому она не наблюдаема в обычных условиях.
  • Корона — последняя внешняя оболочка, увидеть которую в нормальных условиях становится возможно только во время солнечного затмения, так как плотность этого участка также мала. Средняя температура примерно равна 1,5 млн градусам. Эта область из-за присутствия корональных дыр создаёт солнечные ветры.
  • Солнечный ветер — состоит из частиц: электронов, протонов, альфа-частиц. Подразделяется на 2 типа: быстрый и медленный. Быстрый ветер распространяется со скоростью 750 км/с и схож по составу с фотосферой, медленный — 400 км/с и похож на корону.

Состав

Солнце, как более поздний космический объект, имеет сложный состав. Основными элементами являются:

  • Водород (H2) — 73,46 %
  • Гелий (He) — 24,85 %
  • Кислород (O2) — 0,77 %
  • Углерод (C) — 0,29 %
  • Другие (Железо, Неон, Азот)

Они обеспечивают светимость звезды (находящиеся в фотосфере), а также поддерживают её жизнедеятельность за счёт термоядерных реакций, происходящих в ядре.

Но, на Солнце нет такого элемента, как дейтерий (изотоп водорода; его оксид является тяжёлой водой). Причина в том, что этот элемент не может существовать при высоких температурах. Однако при рождении звезды дейтерий должен был войти в состав, ведь на Земле присутствуют его следы. Элемента нет из-за конвекции. При попадании в конвективную зону дейтерий должен превратиться в изотоп гелия. А за время существования Солнца весь исчерпался.

Жизненный цикл

Однако, из-за особого строения большая часть водорода, необходимого для существования, находится вне ядра и не может быть применена. Она составляет около 98% этого вещества в звезде.

Так как, все светила существуют и поддерживают жизнедеятельность за счёт термоядерных реакций в своих недрах (превращения водорода в гелий). Огромное количество распространяется по всему радиусу благодаря излучению или конвекции. В более ранних звёздах термоядерные реакции происходят благодаря протон-протонной цепочке, в поздних — углеродному циклу. Он происходит так:

Однако запасы водорода в недрах светил, в том числе и Солнца, не вечны. После его окончательного исчерпания звезда начнёт существовать за счёт более тяжёлого гелия и начнёт постепенно переходить в стадию красного гиганта (изначально Солнце хоть и незначительно, но отличалось от нынешнего, так как тогда запасы водорода только начали расходоваться). Гелий будет превращаться в другие элементы. Звезда увеличиться в 256 раз и уничтожит ближайшие планеты: Меркурий и Венеру. Судьба Земли ещё неизвестна: она либо также будет уничтожена, либо нет, но установившийся климат будет непригоден для существования.

Ссылка на основную публикацию