Солнце

 

Изучение Солнца

С глубокой древности и до сегодняшнего дня человек смотрел, смотрит, и будет смотреть на Солнце, пытаясь понять его природу, задумываясь о том, как оно работает, и как сделать, чтобы оно работало н на человека.

Институт земного магнетизма ионосферы и распространения радиоволн им. Н,В. Пушкова (ИЗМИРАН) уже много десятилетий занимается изучением Солнца. На самой высокой Северной башне этого института находится телескоп. Это солнечный телескоп. Он состоит из набора зеркал (рефлекторов), и эта система зеркал передает солнечное изображение на оборудование, установленное внизу башни. Внутренние стены телескопа окрашены черной краской для того, чтобы солнечный свет от них не отражался.

Пятна на Солнце

Пятна на Солнце открыл великий итальянский астроном Галилео Галилей еще в 17 веке. Для наблюдения за Солнцем он использовал гелиоскоп, и с его помощью Галилей обнаружил на Солнце пятна и сохранил их в своих рисунках. Выяснить природу этих пятен в то время у Галилея возможности не было, и ученым удалось это сделать лишь в 20 веке.

Ученые установили, что солнечные пятна – это места выхода в фотосферу мощнейших магнитных полей. Эти магнитные поля имеют такую огромную силу, что подавляют перенос тепловой энергии из одного слоя Солнца в другой слой. И внутри такого пятна температура всегда меньше, чем снаружи пятна, однако выяснить глубину, на которой рождается выброс магнитной энергии ученым до сих пор не удалось.

Строение Солнца

Строение Солнца

Часто нам приходится слышать такое: расстояние от Земли до Солнца составляет столько-то километров, но это не совсем корректная формулировка, потому что Солнце является огромнейшим газовым шаром, там нет никаких твердых веществ, и поэтому отсутствует четкая граница. А вот, ученые 18 века, например, считали, что Солнце состоит из каменного угля, и он постоянно горит.

Солнце состоит из шести слоев:

И так, как у Солнца отсутствует твердая поверхность, то принято считать расстояние до Солнца условно.

Диаметр некоторых световых солнечных пятен может составлять 14 000 км,это сравнимо с диаметром Земли, который составляет 12 750 км.

Спектральный анализ

Спектральный анализ работает так: если свет пропустить через призму, то он распадется на цвета, а если перед источником света разместить какой-либо элемент, находящийся в газообразном состоянии. например, серу, то на спектральной радуге появится затемнение (полоска), и каждый химический элемент имеет в спектре свои полосы. Такие затемнения ученые обнаружили в спектральном анализе Солнца, и это позволило получить новые сведения о его строении. Спектральные линии дают представление об условиях, в которых находятся излучающие элементы, дают информацию о магнитных полях, о поле скоростей и так далее. Спектральный анализ солнечных пятен проводится учеными уже несколько десятилетие подряд. Но расшифровка данных еще далеко не закончена.

Ученые до сих пор не могут ответить на вопросы: почему появляются солнечные пятна; что влияет на цикличность солнечной активности; почему происходит солнечная вспышка; как научиться делать прогнозы взрывных корональных выбросов?

На Солнце находится в газообразном состоянии 72 элемента из периодической таблицы Менделеева (из школьных уроков по химии мы уже знаем, что периодическая таблица состоит из 92 элементов), а самые главные элементы, из которых состоит Солнце (в таблице Менделеева это №1 и №2) – это водород и гелий. 71% от солнечной массы – это водород, а 27% – это гелий. И эти два элемента являются самыми распространенными во Вселенной.

Процессы внутри Солнца

Процессы на Солнце

Ядро водорода под действием огромнейшей температуры соединяется с другим ядром водорода, что приводит к появлению другого элемента – гелия. И этот процесс сопровождается выделением огромного количества энергии: световая, тепловая, магнитная и другие разные излучения.

Это основополагающий принцип работы солнца. Ученые его назвали – термоядерная реакция. На основе термоядерной реакции была и на таком же принципе была разработана водородная бомба, но в водородной бомбе этот процесс занимает небольшое количество времени, а на Солнце он длится уже 5 миллиардов лет.

Промышленное получение водорода и гелия на Земле

И водород, и гелий – это газы без цвета и без запаха. Но их все же можно увидеть при низкой температуре. Емкость для хранения жидкого гелия называют сосуд Дьюара. Это теплоизолированная емкость, в которой хранится жидкий гелий при температуре – 269 С°, и только при такой температуре гелий можно увидеть. Но когда жидкий гелий подается из этого сосуда на воздух, он снова превращается в газообразное состояние, и виден в виде пара, и если в эту струю поместить какой-нибудь предмет, то этот предмет мгновенно замерзает. Минус 269 С° – это самая низкая температура, которую ученым удалось получить на Земле. Это почти абсолютный ноль.

Абсолютный ноль – это минус 273 С°. И такая температура была бы на земной поверхности, если бы не было Солнца.

Если не будет Солнца

Ученые-теоретики, отвечая на вопрос, "что будет с Землей, если не будет Солнца?", – рассказывают так:

- Сначала для Земли это будет незаметно, за исключением того, что день исчезнет, и будет постоянная ночь. И не будет видно Луны, потому что она не будет отражать солнечный свет. Через некоторое время температура в разных местах Земли сравняется и начнет постепенно уменьшаться:

Оставшись без солнечного притяжения, Земля начнет улетать из Солнечной Системы, и уже через 6 лет Земля пересечет орбиту Плутона. На 10 год поверхность Земли охладится до минус 125С°, а через 57 лет все мировые океаны промерзнут до самого дна.

Каркчаево-Черкессия. Высокогорная астрономическая станция недалеко от Кисловодска

2130 метров над уровнем моря и возможность наблюдать за Солнцем в течение 340 безоблачных дней в году. Во всем мире существует еще 3 таких же обсерватории, и находятся они в Италии, Испании и на Филиппинах, и только в этих обсерваториях есть возможность вести наблюдения за Солнцем также интенсивно.

Обсерватория в Карачаево-Черкесии

А как же происходит изучение Солнца? Для того, чтобы увидеть солнечные слои, которые находятся выше фотосферы, очень хорошо подходит солнечное затмение, как естественное, так и искусственное, потому что свечение фотосферы намного сильнее, чем свечение хромосферы и короны, которые находятся выыше нее, так как из-за яркого свечения фотосферы ее не видно. А вот, когда Луна закрывает Солнце, то виден только тонкий ободок, и это и есть верхние слои Солнца. Для изучения верхних слоев Солнца в условиях искусственного солнечного затмения используется внезатменный коронограф системы Лио. С его помощью наблюдают за Солнцем, а внутри этого коронографа находится иммитатор солнечного затмения – маленькая Луна, диаметром всего 5 см. Кроме коронографа на станции работает фотогелиограф системы Д.Д. Максутова, с помощью которого корона Солнца фотографируется на широкую пленку, а также радиотелескопы, типа РТ-3.

* * *

Солнце – это огромная лаборатория астрономических размеров, и человечеству еще только предстоит долгий путь изучения происходящих на Солнце процессов для того, чтобы иметь возможность применить их на Земле. И несмотря на то, что систематическое изучение Солнца длится уже более 260 лет, что придумано много разнообразных вспомогательных устройств для его изучения, несмотря на то, что придуманы космические телескопы, наблюдающие за Солнцем из космоса, но до сих пор отсутствует теоретическая база, объясняющая суть солнечных процессов,

Октябрь 2015 года

Добавить сайт в закладки

Еще по теме: