Linje UMK B. A. Vorontsov-Velyaminov. Astronomi (11)

Astronomi

Naturvidenskab

Hvor gammel er Solen? Kan solen køle ned?

"Hvad vil der ske, hvis solen går ud?" – spørgsmålet kan stilles enten med en bange stemme eller med en nysgerrig stemme. "Hvor gammel er Solen?" – er også et af de populære spørgsmål for børn og voksne.
I vores nye kolonne "Hvorfor" vil vi regelmæssigt svare på de mest interessante!

Solar pas

Solen, det centrale legeme i solsystemet, er en typisk repræsentant for stjerner, de mest almindelige kroppe i universet. Solens masse er 2 * 10 til 30. potens kg. Som mange andre stjerner er Solen en enorm kugle, der består af brint-helium plasma og er i ligevægt (mere om det nedenfor).

Hvor gammel er Solen?

Den er 4,6 milliarder år gammel. Rigtig meget, ikke? I betragtning af, at livet (leddyr - forfædrene til moderne insekter) dukkede op på vores planet for omkring 570 millioner år siden. De simpleste organismer meget tidligere -omkring 3,5 milliarder år siden

Kan solen gå ud?

Der er ingen grund til at være bange for, at Solen går ud, for først vil den blusse meget, meget kraftigt op!
Inde i stjernen (og enhver stjerne, der er i en tilstand af ligevægt mellem tryk indefra og tryk udefra), blusser et nyt stadium af termonuklear fusion op på et bestemt tidspunkt. Temperaturerne bliver så høje - trykket stiger så meget, at stjernens ydre skaller svulmer. Stjernen vil ændre sig irreversibelt og blive til en rød kæmpe af enorm størrelse. Vores sol bliver til den samme kæmpe.
Er solen stor?

Solens diameter er næsten 1.400.000 km. Mange? Sammenlign med billedet nedenfor! Millioner af planeter kan passe inde i Solen, lig med Jorden. 99,8 % af solsystemets masse er koncentreret i Solen. Og fra 0,2% af alt andet er planeterne lavet (med 70% af planetmassen kommer fra Jupiter). Forresten taber Solen konstant vægt: den taber 4 millioner tons af sin masse hvert sekund - de flyver væk i form af stråling, hvert øjeblik bliver omkring 700 millioner tons brint til 696 tons helium.

Hvornår og hvordan vil vores sol eksplodere?

Det ville være mere korrekt at sige, at det vil blive til en rød kæmpe. I i øjeblikket Solen er en gul dværg og forbrænder simpelthen brint. Gennem hele sin eksistens - 5,7 milliarder år, som vi allerede har sagt - har Solen været i en stabil tilstand af brintforbrænding. Og dette brændstof vil holde ham i 5 milliarder år (mere end Jorden har eksisteret siden tidernes begyndelse!)

Efter at de næste trin af syntese er slået til, vil Solen blive rød, øges i størrelse - op til Jordens kredsløb (!) - og absorbere vores planet. Og ja, før det vil han sluge Venus og Merkur. Men livet på Jorden vil ophøre, allerede før Solen begynder sin transformation, fordi stigende lysstyrke og stigende temperaturer vil føre til, at vores oceaner vil fordampe en milliard år før det.

Hvor varm er solen?

Temperaturen på Solens overflade er cirka 6 tusinde grader Celsius. Inde i Solen, hvor termonukleare reaktioner sker uden stop, er temperaturen MEGET højere – den når op på 20 millioner grader Celsius.

Sker dette for alle stjerner? Hvordan ser livet så ud?

Solen er stadig en meget lille stjerne, og kan derfor virke i lang tid, støt forbrænding af sin brint. Store stjerner, på grund af deres enorme masse og behovet for konstant at modstå gravitationskompression (det der er udenfor), bruger deres kraftige modtryk meget hurtigt til at spilde deres brændstof. Som et resultat afsluttes deres cyklus ikke i milliarder, som Solen, men i millioner af år. På grund af dette har livet på nærliggende planeter ikke tid til at opstå.
Råd til fremtidige astronauter: hvis du leder efter liv på planeter i andre systemer, skal du ikke vælge massive stjerner, men snarere straks fokusere på en stjerne af solklassen (Klasse G - overfladetemperatur 5000–6000 grader. Farve gul).

Lærebogen af ​​B. A. Vorontsov-Velyaminov, E. K. Strout opfylder kravene i Federal State Educational Standard og er beregnet til studiet af astronomi på grundlæggende niveau. Det bevarer den klassiske præsentationsstruktur undervisningsmateriale, er meget opmærksomhed nuværende tilstand videnskab. I løbet af de sidste årtier har astronomi gjort enorme fremskridt. I dag er det et af de hurtigst voksende områder inden for naturvidenskab. Nye etablerede forskningsdata himmellegemer fra rumfartøjer og moderne store jordbaserede og rumteleskoper har fundet deres plads i lærebogen.

Det antages, at solens alder er mindst lig med jordens alder. Den væsentligt større kilde til solstrålingsenergi er kerneenergi, ikke gravitationsenergi.  

Jordens geologiske alder nærmer sig fem milliarder år; Dette er eller er lidt større end Solens alder, og de ældste stjerner i galaksen er mere end 10 milliarder år gamle. Historien om universet som helhed er 15 - 18 milliarder år, og før dannelsen moderne planeter, stjerner og galakser, alt dets stof var tilsyneladende et næsten homogent medium. Den viden, der er akkumuleret gennem mange årtier om himmellegemernes struktur og udvikling, observationsopdagelserne i det sidste halve århundrede, og især opdagelsen af ​​universets udvidelse og eksistensen af ​​isotrop kosmisk mikrobølgebaggrundsstråling i det, giver os nu mulighed for at danne sig en vis idé om egenskaberne af det kosmiske miljø i den præstellare, prægalaktiske æra, ca. fysiske processer, hvilket førte til dannelsen af ​​universets observerbare strukturer fra homogent stof. Dette er indholdet af moderne kosmogoni.  

Thomson fremsatte en hypotese, ifølge hvilken Solens stråling understøttes af gravitationsenergi, der frigives under dens komprimering. Estimer solens alder / ved hjælp af denne hypotese, idet det antages, at solens stof i den oprindelige tilstand var ensartet fordelt over hele det uendelige rum, og i den endelige tilstand er tætheden af ​​solstoffet den samme i hele volumen af solen.  

Vi kender ikke Solens evolutionære alder med tilstrækkelig sikkerhed, da vi ikke kender heliumindholdet i den. Det menes, at Solens evolutionære tidsalder ligger et sted i den betragtede region.  

Værdien (1.2.33) stemmer godt overens med data om stjerners og galaksers aldre (12 milliarder år), opnået på baggrund af helt andre overvejelser. Det stemmer også overens med Jordens geologiske alder (4 - 5 milliarder år), som fungerer som en nedre grænse for Solens alder.  

Brændstoffet, der genererer solvarme, er således brint, og produktet af dets forbrænding er helium. Det kan let beregnes, at med en konstant frigivelse af energi vil brinten i Solen holde i cirka 1011 år. Solens alder skal antages at være cirka 5 milliarder år. Som følge heraf er kun omkring en tyvendedel af den oprindelige brændstofforsyning blevet forbrugt.  

Optrukne linjer viser data for støvpartikler bestående af ildfaste stoffer, stiplede linjer - for støvpartikler bestående af flygtige stoffer. Til sammenligning angiver pilene Solens alder (højre pil) og Galaksens rotationsperiode i en afstand svarende til Solens afstand fra det galaktiske centrum.  

Den frigivne energi i dette tilfælde viste sig at være for stor, og derfor skete der efter nogen tid en eksplosion i form af en Supernova, hvorunder kernerne af de tungeste grundstoffer blev dannet; stjernens masse faldt på grund af udstødningen af ​​stof. Hele denne proces kunne gentages gentagne gange, indtil massen af ​​den centrale massive stjerne faldt under en kritisk grænse. Et sådant system skulle have en levetid på omkring 5 milliarder år, hvilket svarer til Solens alder og giver et tidsinterval, der er tilstrækkeligt til, at kemisk, geologisk og biologisk udvikling kan nå moderne niveauer.  

Sider:      1

Menneskeheden kan ikke forestille sig livet uden det klareste lys, der er synligt for os. Hvorfor "kan man ikke forestille sig livet" Uden sollys ville vores planet uden tvivl være ubeboet. Faktisk er vores stjerne den dag i dag den vigtigste energikilde på Jorden.

Det var muligt mere eller mindre præcist at bestemme, hvor gammel Solen er relativt nylig, med fremkomsten af ​​superkraftige computere. Ingen kan pålideligt angive stjernens alder, men baseret på computermodelleringsdata er stjernen selv cirka fire en halv milliard år gammel. Astrofysikere mener, at dette slet ikke er en fremskreden alder for en kosmisk krop. Det menes, at stjerner ligner vores sol i type og masse har livscyklus ti milliarder år, og hvis det er tilfældet, så er centrum af vores planetsystem på toppen af ​​sin udvikling, næsten præcis i midten.

Solens videre skæbne

Selvfølgelig er der ingen mening for os at se så langt, men ikke desto mindre er det interessant, hvad der vil ske, når Solens livscyklus slutter. Omhyggelige astronomer og astrofysikere har visse overvejelser i denne henseende.

I vores tid foregår omdannelsen af ​​brint til helium gennem termonukleære reaktioner aktivt i kernen af ​​en stjerne. Cirka 4 millioner tons hvert sekund forskellige stoffer i processen med disse fysiske og kemiske katastrofer bliver det til stråleenergi, som faktisk "føder" alle nærliggende planeter, inklusive vores Jord.

Processerne med termonukleare reaktioner foregår på en sådan måde, at når mængden af ​​brint falder, stiger solens temperatur hele tiden, og den skinner lysere og klarere. Dette er selvfølgelig usynligt for os, men forskerne siger, at om omkring en milliard år vil en stjerne kaldet Solen brænde mere end 10 gange lysere. Derfor vil temperaturen på Jorden også stige. Nogle videnskabsmænd hævder, at inden for en milliard år jordisk liv vil helt ophøre, undtagen måske i havets dybder og under polar is. Endelig vil alle former for liv på Jorden forsvinde om cirka 8 milliarder år - Solen vil blive lysere ved 40C på vores planets overflade, vand vil fuldstændigt fordampe, og eksistensen af ​​levende stof bliver umulig. Jorden vil blive til et udseende af den nuværende Venus, og om endnu et par milliarder år vil den blive fuldstændig absorberet af Solen, som vil "oppuste" 256 gange.

Det er sådan en trist nyhed. Vi kan kun håbe, at niveauet af vores civilisation om en milliard år vil nå sådanne højder, at menneskeheden vil være i stand til at klare denne plage.

Den stjerne, der er tættest på os, er selvfølgelig Solen. Afstanden fra Jorden til den er ret lille i kosmiske parametre: fra Solen til Jorden sollys Det tager kun 8 minutter.

Solen er ikke en almindelig gul dværg, som tidligere antaget. Dette er det centrale legeme i solsystemet, som planeterne drejer rundt om et stort antal tunge elementer. Dette er en stjerne, der er dannet efter adskillige supernovaeksplosioner, omkring hvilke et planetsystem blev dannet. På grund af beliggenheden tæt på ideelle forhold, liv opstod på den tredje planet Jorden. Solen er allerede fem milliarder år gammel. Men lad os finde ud af, hvorfor det skinner? Hvad er opbygningen af ​​Solen, og hvad er dens egenskaber? Hvad byder fremtiden på for ham? Hvor stor indflydelse har det på Jorden og dens indbyggere? Solen er en stjerne, som alle 9 planeter i solsystemet, inklusive vores, drejer rundt om. 1 a.u. (astronomisk enhed) = 150 millioner km - det samme er den gennemsnitlige afstand fra Jorden til Solen. Solsystemet indeholder ni store planeter, omkring hundrede satellitter, mange kometer, titusindvis af asteroider (mindre planeter), meteoroider og interplanetarisk gas og støv. I centrum af det hele er vores sol.

Solen har skinnet i millioner af år, hvilket bekræftes af moderne biologisk forskning opnået fra resterne af blå-grøn-blå alger. Hvis temperaturen på Solens overflade ændrede sig med endda 10 %, ville alt liv på Jorden dø. Derfor er det godt, at vores stjerne jævnt udstråler den energi, der er nødvendig for velstanden for menneskeheden og andre skabninger på Jorden. I verdens folks religioner og myter har Solen altid indtaget hovedpladsen. For næsten alle folk i oldtiden var Solen den vigtigste guddom: Helios - blandt de gamle grækere, Ra - de gamle egypteres solgud og Yarilo blandt slaverne. Solen bragte varme, høst, alle ærede den, for uden den ville der ikke være noget liv på Jorden. Solens størrelse er imponerende. For eksempel er Solens masse 330.000 gange Jordens masse, og dens radius er 109 gange større. Men tætheden af ​​vores stjerne er lille - 1,4 gange større end densiteten af ​​vand. Bevægelsen af ​​pletter på overfladen blev bemærket af Galileo Galilei selv, hvilket beviste, at Solen ikke står stille, men roterer.

Solens konvektiv zone

Den radioaktive zone er omkring 2/3 af Solens indre diameter, og radius er omkring 140 tusinde km. Ved at bevæge sig væk fra centrum mister fotoner deres energi under påvirkning af kollision. Dette fænomen kaldes konvektionsfænomenet. Dette minder om den proces, der foregår i en kogende kedel: energi, der kommer fra varmeelement, meget mere end den mængde, der fjernes ved ledning. Varmt vand, der ligger tæt ved bålet, stiger, og den koldere går ned. Denne proces kaldes en konvention. Betydningen af ​​konvektion er, at tættere gas fordeles over overfladen, afkøles og igen går til midten. Blandingsprocessen i Solens konvektionszone udføres kontinuerligt. Når du ser gennem et teleskop på Solens overflade, kan du se dens granulerede struktur - granuleringer. Det føles som om det er lavet af granulat! Dette skyldes konvektion under fotosfæren.

Fotosfære af solen

Et tyndt lag (400 km) - Solens fotosfære, er placeret direkte bag konvektionszonen og repræsenterer den "rigtige soloverflade" synlig fra Jorden. Granulat i fotosfæren blev første gang fotograferet af franskmanden Janssen i 1885. Det gennemsnitlige granulat har en størrelse på 1000 km, bevæger sig med en hastighed på 1 km/sek og eksisterer i cirka 15 minutter. Mørke formationer i fotosfæren kan observeres i den ækvatoriale del, og så skifter de. Stærke magnetfelter er et karakteristisk træk ved sådanne pletter. EN mørk farve opnås på grund af den lavere temperatur i forhold til den omgivende fotosfære.

Solens kromosfære

Solens kromosfære (farvet kugle) – tæt lag (10.000 km) sol atmosfære, som ligger lige ud over fotosfæren. Kromosfæren er ret problematisk at observere på grund af dens tætte placering til fotosfæren. Det ses bedst, når Månen dækker fotosfæren, dvs. under solformørkelser.

Solfremspring er enorme emissioner af brint, der ligner lange lysende filamenter. Prominenserne stiger til enorme afstande, når Solens diameter (1,4 mm km), bevæger sig med en hastighed på omkring 300 km/sek., og temperaturen når 10.000 grader.

Solkoronaen er de ydre og udstrakte lag af Solens atmosfære, der stammer over kromosfæren. Længden af ​​solkoronaen er meget lang og når værdier på flere soldiametre. Forskere har endnu ikke modtaget et klart svar på spørgsmålet om, hvor det præcist ender.

Sammensætningen af ​​solkoronaen er et forældet, stærkt ioniseret plasma. Den indeholder tunge ioner, elektroner med en heliumkerne og protoner. Koronaens temperatur når fra 1 til 2 millioner grader K i forhold til Solens overflade.

Solvinden er en kontinuerlig udstrømning af stof (plasma) fra den ydre skal af solatmosfæren. Den består af protoner, atomkerner og elektroner. Solvindens hastighed kan variere fra 300 km/sek. til 1500 km/sek. i overensstemmelse med de processer, der foregår på Solen. Solvinden breder sig overalt solsystemet og interagere med magnetisk felt Jorden, kalder forskellige fænomener, hvoraf det ene er nordlyset.

Solens egenskaber

Solens masse: 2∙1030 kg (332.946 jordmasser)
Diameter: 1.392.000 km
Radius: 696.000 km
Gennemsnitlig massefylde: 1.400 kg/m3
Aksehældning: 7,25° (i forhold til ekliptikplanet)
Overfladetemperatur: 5.780 K
Temperatur i midten af ​​Solen: 15 millioner grader
Spektralklasse: G2 V
Gennemsnitlig afstand fra Jorden: 150 millioner km
Alder: 5 milliarder år
Rotationsperiode: 25.380 dage
Lysstyrke: 3,86∙1026 W
Tilsyneladende størrelse: 26,75m