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

Astronomi

Naturvitenskap

Hvor gammel er solen? Kan solen kjøle seg ned?

"Hva vil skje hvis solen går ut?" – Spørsmålet kan stilles enten med en redd stemme eller med en nysgjerrig. "Hvor gammel er solen?" – er også et av de populære spørsmålene for barn og voksne.
I vår nye kolonne "Hvorfor" vil vi jevnlig svare på de mest interessante!

Solar pass

Solen, den sentrale kroppen i solsystemet, er en typisk representant for stjerner, de vanligste kroppene i universet. Solens masse er 2 * 10 til 30. potens kg. Som mange andre stjerner er solen en enorm ball som består av hydrogen-helium plasma og er i likevekt (mer om det nedenfor).

Hvor gammel er solen?

Den er 4,6 milliarder år gammel. Ganske mye, ikke sant? Tatt i betraktning at livet (leddyr - forfedrene til moderne insekter) dukket opp på planeten vår for rundt 570 millioner år siden. De enkleste organismene mye tidligere -for ca 3,5 milliarder år siden

Kan solen gå ut?

Det er ingen grunn til å være redd for at solen skal gå ut, for først vil den blusse opp veldig, veldig kraftig!
Inne i stjernen (og enhver stjerne som er i en likevektstilstand mellom trykk innenfra og trykk utenfra), blusser et nytt stadium av termonukleær fusjon opp på et bestemt tidspunkt. Temperaturene blir så høye - trykket øker så mye at de ytre skallene på stjernen sveller. Stjernen vil forandre seg irreversibelt og bli en rød kjempe av enorm størrelse. Solen vår vil bli til den samme kjempen.
Er solen stor?

Solens diameter er nesten 1 400 000 km. Mye av? Sammenlign med bildet under! Millioner av planeter kan passe inn i solen, lik jorden. 99,8 % av massen til solsystemet er konsentrert i solen. Og fra 0,2 % av alt annet er planetene laget (med 70 % av planetmassen kommer fra Jupiter). Forresten går solen stadig ned i vekt: den mister 4 millioner tonn av massen hvert sekund - de flyr bort i form av stråling, hvert øyeblikk blir omtrent 700 millioner tonn hydrogen til 696 tonn helium.

Når og hvordan vil solen eksplodere?

Det vil være mer riktig å si at det vil bli en rød gigant. I dette øyeblikket Solen er en gul dverg og brenner ganske enkelt hydrogen. Gjennom hele sin eksistens - 5,7 milliarder år, som vi allerede har sagt - har solen vært i en stabil modus for hydrogenforbrenning. Og dette drivstoffet vil vare ham i 5 milliarder år (mer enn jorden har eksistert siden tidenes begynnelse!)

Etter at de neste trinnene av syntese er slått på, vil solen bli rød, øke i størrelse – opp til jordens bane (!) – og absorbere planeten vår. Og, ja, før det vil han sluke Venus og Merkur. Men livet på jorden vil opphøre allerede før solen begynner sin transformasjon, fordi økende lysstyrke og stigende temperaturer vil føre til at havene våre vil fordampe en milliard år før det.

Hvor varm er solen?

Temperaturen på overflaten av solen er omtrent 6 tusen grader Celsius. Inne i Solen, hvor termonukleære reaksjoner skjer uten stopp, er temperaturen MYE høyere – den når 20 millioner grader Celsius.

Er det dette som skjer med alle stjernene? Hvordan ser livet ut?

Solen er fortsatt en veldig liten stjerne, og kan derfor fungere i lang tid, jevnlig forbrenning av hydrogenet. Store stjerner, på grunn av deres enorme masse og behovet for konstant å motstå gravitasjonskompresjon (det som er utenfor), bruker det kraftige mottrykket veldig raskt for å bruke drivstoffet. Som et resultat er syklusen deres fullført ikke i milliarder, som solen, men i millioner av år. På grunn av dette har ikke liv på nærliggende planeter tid til å oppstå.
Råd til fremtidige astronauter: hvis du leter etter liv på planeter i andre systemer, ikke velg massive stjerner, men fokuser heller umiddelbart på en stjerne i solklassen (Klasse G - overflatetemperatur 5000–6000 grader. Farge gul).

Læreboken av B. A. Vorontsov-Velyaminov, E. K. Strout oppfyller kravene til Federal State Education Standard og er beregnet på studier av astronomi på grunnleggende nivå. Den beholder den klassiske presentasjonsstrukturen undervisningsmateriell, vies mye oppmerksomhet nåværende situasjon Vitenskaper. I løpet av de siste tiårene har astronomi gjort enorme fremskritt. I dag er det et av de raskest voksende områdene innen naturvitenskap. Nyetablerte forskningsdata himmellegemer fra romfartøy og moderne store bakke- og romteleskoper har funnet sin plass i læreboka.

Det antas at solens alder er minst lik jordens alder. Den betydelig større kilden til solstrålingsenergi er kjernekraft i stedet for gravitasjonsenergi.  

Jordens geologiske alder nærmer seg fem milliarder år; Dette er eller er litt høyere enn solens alder, og de eldste stjernene i galaksen er mer enn 10 milliarder år gamle. Historien til universet som helhet er 15 - 18 milliarder år, og før dannelsen moderne planeter, stjerner og galakser, all dens materie var tilsynelatende et nesten homogent medium. Kunnskapen akkumulert over mange tiår om strukturen og utviklingen av himmellegemer, observasjonsfunnene i det siste halve århundre, og spesielt oppdagelsen av universets utvidelse og eksistensen av isotropisk kosmisk mikrobølgebakgrunnsstråling i det, tillater oss nå å danne seg en viss idé om egenskapene til det kosmiske miljøet i den prestellære, pre-galaktiske epoken, ca. fysiske prosesser, som førte til dannelsen av de observerbare strukturene i universet fra homogen materie. Dette er innholdet i moderne kosmogoni.  

Thomson la frem en hypotese om at strålingen fra solen støttes av gravitasjonsenergi som frigjøres under dens kompresjon. Estimer solens alder / bruk denne hypotesen, forutsatt at i den opprinnelige tilstanden var solens materie jevnt fordelt over hele det uendelige rommet, og i den endelige tilstanden er tettheten til solstoffet den samme gjennom hele volumet av solen. solen.  

Vi kjenner ikke solens evolusjonsalder med tilstrekkelig sikkerhet, siden vi ikke kjenner heliuminnholdet i den. Det antas at solens evolusjonsalder ligger et sted i den betraktede regionen.  

Verdien (1.2.33) stemmer godt overens med data om stjerners og galaksers alder (12 milliarder år), innhentet på grunnlag av helt andre betraktninger. Det stemmer også overens med jordens geologiske alder (4 - 5 milliarder år), som fungerer som en nedre grense for solens alder.  

Brenselet som genererer solvarme er altså hydrogen, og produktet av forbrenningen er helium. Det kan lett beregnes at, med en konstant frigjøring av energi, vil hydrogenet i solen vare i omtrent 1011 år. Solens alder bør antas å være omtrent 5 milliarder år. Følgelig er bare omtrent en tjuendedel av den opprinnelige drivstofftilførselen forbrukt.  

Heltrukne linjer viser data for støvpartikler bestående av ildfaste stoffer, stiplede linjer - for støvpartikler bestående av flyktige stoffer. Til sammenligning angir pilene solens alder (høyre pil) og rotasjonsperioden til galaksen i en avstand som tilsvarer avstanden til solen fra det galaktiske sentrum.  

Energien som ble frigjort i dette tilfellet viste seg å være for stor, og derfor skjedde det etter en tid en eksplosjon i form av en Supernova, hvor kjernene til de tyngste elementene ble dannet; massen til stjernen minket på grunn av utstøting av materie. Hele denne prosessen kunne gjentas gjentatte ganger til massen til den sentrale massive stjernen falt under en kritisk grense. Et slikt system bør ha en levetid på rundt 5 milliarder år, som tilsvarer solens alder og gir et tidsintervall som er tilstrekkelig til at kjemisk, geologisk og biologisk evolusjon når moderne nivåer.  

Sider:      1

Menneskeheten kan ikke forestille seg livet uten det lyseste lyset som er synlig for oss. Hvorfor "kan ikke forestille meg livet" Uten sollys ville planeten vår utvilsomt vært ubebodd. Faktisk, til i dag er stjernen vår den viktigste energikilden på jorden.

Det var mulig å mer eller mindre nøyaktig bestemme hvor gammel solen er relativt nylig, med fremkomsten av superkraftige datamaskiner. Ingen kan sikkert indikere stjernens alder, men basert på datamodelleringsdata er selve stjernen omtrent fire og en halv milliard år gammel. Astrofysikere mener at dette slett ikke er en avansert alder for en kosmisk kropp. Det antas at stjerner som ligner vår sol i type og masse har Livssyklus ti milliarder år, og i så fall er sentrum av planetsystemet vårt på toppen av utviklingen, nesten nøyaktig i midten.

Solens videre skjebne

Selvfølgelig er det ingen vits for oss å se så langt, men likevel er det interessant hva som vil skje når solens livssyklus tar slutt. Nøysomme astronomer og astrofysikere har visse betraktninger i denne forbindelse.

I vår tid foregår omdannelsen av hydrogen til helium gjennom termonukleære reaksjoner aktivt i kjernen av en stjerne. Omtrent 4 millioner tonn hvert sekund forskjellige stoffer i prosessen med disse fysiske og kjemiske katastrofene, blir den til strålende energi, som faktisk "mater" alle nærliggende planeter, inkludert vår jord.

Prosessene med termonukleære reaksjoner skjer på en slik måte at når mengden hydrogen minker, øker temperaturen på solen hele tiden og den skinner lysere og klarere. Dette er selvfølgelig usynlig for oss, men forskerne sier at om omtrent en milliard år vil en stjerne kalt Solen brenne mer enn 10 ganger lysere. Følgelig vil temperaturen på jorden også stige. Noen forskere hevder det innen en milliard år jordisk liv vil opphøre helt, unntatt kanskje i havdyp og under polar is. Til slutt vil alle former for liv på jorden forsvinne om omtrent 8 milliarder år - Solen vil bli lysere ved 40C på overflaten av planeten vår, vann vil fullstendig fordampe og eksistensen av levende materie vil bli umulig. Jorden vil bli til et utseende av den nåværende Venus, og om ytterligere et par milliarder år vil den bli fullstendig absorbert av solen, som vil "blåse opp" 256 ganger.

Dette er så triste nyheter. Vi kan bare håpe at om en milliard år vil nivået på vår sivilisasjon nå slike høyder at menneskeheten vil være i stand til å takle denne plagen.

Den nærmeste stjernen til oss er selvfølgelig Solen. Avstanden fra jorden til den er ganske liten i kosmiske parametere: fra solen til jorden sollys Det tar bare 8 minutter.

Solen er ikke en vanlig gul dverg, som tidligere antatt. Dette er den sentrale kroppen i solsystemet, som planetene kretser rundt, med stort beløp tunge elementer. Dette er en stjerne dannet etter flere supernovaeksplosjoner, rundt hvilke et planetsystem ble dannet. På grunn av beliggenheten i nærheten av ideelle forhold, liv oppsto på den tredje planeten Jorden. Solen er allerede fem milliarder år gammel. Men la oss finne ut hvorfor det skinner? Hva er strukturen til solen og hva er dens egenskaper? Hva bringer fremtiden for ham? Hvor stor innvirkning har det på jorden og dens innbyggere? Solen er en stjerne som alle 9 planetene i solsystemet, inkludert vår, kretser rundt. 1 a.u. (astronomisk enhet) = 150 millioner km - det samme er gjennomsnittsavstanden fra jorden til solen. Solsystemet inneholder ni store planeter, rundt hundre satellitter, mange kometer, titusenvis av asteroider (mindre planeter), meteoroider og interplanetær gass og støv. I sentrum av det hele er vår sol.

Solen har skint i millioner av år, noe som bekreftes av moderne biologisk forskning hentet fra restene av blågrønn-blåalger. Hvis temperaturen på soloverflaten endret seg med til og med 10 %, ville alt liv på jorden dø. Derfor er det bra at stjernen vår jevnt utstråler energien som er nødvendig for velstanden til menneskeheten og andre skapninger på jorden. I religionene og mytene til verdens folk har solen alltid okkupert hovedplassen. For nesten alle folk i antikken var solen den viktigste guddommen: Helios - blant de gamle grekerne, Ra - solguden til de gamle egypterne og Yarilo blant slaverne. Solen brakte varme, høsting, alle aktet den, for uten den ville det ikke vært liv på jorden. Solens størrelse er imponerende. For eksempel er solens masse 330 000 ganger jordens masse, og dens radius er 109 ganger større. Men tettheten til stjernen vår er liten - 1,4 ganger større enn tettheten til vann. Bevegelsen av flekker på overflaten ble lagt merke til av Galileo Galilei selv, og beviste dermed at solen ikke står stille, men roterer.

Konvektiv sone av solen

Den radioaktive sonen er omtrent 2/3 av den indre diameteren til solen, og radiusen er omtrent 140 tusen km. Når fotoner beveger seg bort fra sentrum, mister energien sin under påvirkning av kollisjon. Dette fenomenet kalles konveksjonsfenomenet. Dette minner om prosessen som skjer i en kokende kjele: energi som kommer fra varmeelement, mye mer enn mengden som fjernes ved ledning. Varmt vann, som ligger nær bålet, stiger, og den kaldere går ned. Denne prosessen kalles konvensjon. Betydningen av konveksjon er at tettere gass fordeles over overflaten, avkjøles og går igjen til sentrum. Blandeprosessen i solens konveksjonssone utføres kontinuerlig. Når du ser gjennom et teleskop på overflaten av solen, kan du se dens granulære struktur - granuleringer. Det føles som om det er laget av granulat! Dette skyldes konveksjon som skjer under fotosfæren.

Fotosfære av solen

Et tynt lag (400 km) - solens fotosfære, ligger rett bak konveksjonssonen og representerer den "virkelige soloverflaten" som er synlig fra jorden. Granulat i fotosfæren ble først fotografert av franskmannen Janssen i 1885. Gjennomsnittlig granulat har en størrelse på 1000 km, beveger seg med en hastighet på 1 km/sek og eksisterer i omtrent 15 minutter. Mørke formasjoner i fotosfæren kan observeres i ekvatorialdelen, og deretter forskyves de. Sterke magnetiske felt er et særtrekk ved slike flekker. EN mørk farge oppnås på grunn av den lavere temperaturen i forhold til den omkringliggende fotosfæren.

Solens kromosfære

Solens kromosfære (farget kule) - tett lag (10 000 km) solatmosfære, som ligger like utenfor fotosfæren. Kromosfæren er ganske problematisk å observere på grunn av dens nære beliggenhet til fotosfæren. Det sees best når Månen dekker fotosfæren, dvs. under solformørkelser.

Solprominenser er enorme utslipp av hydrogen, som ligner lange lysende filamenter. Prominensene stiger til enorme avstander, når solens diameter (1,4 mm km), beveger seg med en hastighet på omtrent 300 km/sek, og temperaturen når 10 000 grader.

Solkoronaen er de ytre og utvidede lagene av solens atmosfære, med opprinnelse over kromosfæren. Lengden på solkoronaen er veldig lang og når verdier på flere soldiametre. Forskere har ennå ikke fått et klart svar på spørsmålet om hvor nøyaktig det ender.

Sammensetningen av solkoronaen er et foreldet, høyt ionisert plasma. Den inneholder tunge ioner, elektroner med heliumkjerne og protoner. Temperaturen på koronaen når fra 1 til 2 millioner grader K, i forhold til overflaten til solen.

Solvinden er en kontinuerlig utstrømning av materie (plasma) fra det ytre skallet av solatmosfæren. Den består av protoner, atomkjerner og elektroner. Hastigheten til solvinden kan variere fra 300 km/sek til 1500 km/sek, i samsvar med prosessene som skjer på Solen. Solvinden sprer seg utover solsystemet og samhandle med magnetfelt Jorden, årsaker ulike fenomener, hvorav det ene er nordlyset.

Kjennetegn ved solen

Solens masse: 2∙1030 kg (332 946 jordmasser)
Diameter: 1 392 000 km
Radius: 696 000 km
Gjennomsnittlig tetthet: 1.400 kg/m3
Aksetilt: 7,25° (i forhold til ekliptikkplanet)
Overflatetemperatur: 5780 K
Temperatur i midten av solen: 15 millioner grader
Spektralklasse: G2 V
Gjennomsnittlig avstand fra jorden: 150 millioner km
Alder: 5 milliarder år
Rotasjonsperiode: 25.380 dager
Lysstyrke: 3,86∙1026 W
Tilsynelatende styrke: 26,75m