Солнце

• Масса — 2 * 10³⁰ кг.
• Плотность — 1400 кг/м³.
• Эффективная температура — 6000 К.
• Мощность полного излучения — 6 * 10²³ кВт.
• Диаметр — 1 392 000 км.
• Звездный период обращения вокруг оси — 25.4 суток.
• Часть энергии, получаемой Землей от излучаемой Солнцем, — 0,5 * 10⁹
• Цикл солнечной активности — 11 лет.
• Основные химические элементы на Солнце — водород, гелий.
• Зоны Солнца:

• — внутренняя;
• — лучистая;
• — конвективная;
• — атмосфера.

Солнце находится в состоянии равновесия. Оно не сжимается и не расширяется, так как силе гравитации, стремящейся сжать Солнце, препятствует сила газового давления изнутри. Температура в центре Солнца достигает 15 10* К, а на расстоянии 0,7 радиуса падает до 10⁶ К. Средняя плотность в центре в 100 раз выше средней плотности всего Солнца и составляет 15 * 10⁵ км/м³.

Источником энергии Солнца являются термоядерные реакции синтеза ядер гелия из водорода. При ядерных превращениях выделяется большое количество энергии, которая проникает к солнечной поверхности и излучается в мировое пространство. Перенос энергии осуществляется двумя способами: лучистым (излучением) и конвективным (при механических движениях нагретых масс вещества). Лучистый перенос происходит в ядре и далее вплоть до расстояния 0,6-0,7 радиуса Солнца. Далее энергия переносится конвекцией.

Строение Солнца

Солнечная атмосфера состоит из нескольких слоев. Самый глубокий и тонкий из них — фотосфера. Толщина фотосферы приблизительно равна 300 км. Чем глубже слои фотосферы, тем они горячее.

Фотосфера имеет характерную зернистую структуру. Чередование маленьких светлых пятнышек — гранул — размером около 1000 км, окруженных темными промежутками, создает впечатление ячеистой структуры — грануляции. Возникновение грануляции связано с происходящей под фотосферой конвекцией. Отдельные гранулы на несколько сотеи градусов горячее окружающего их газа, и в течение нескольких минут их распределение по диску Солнца меняется. В гранулах газ поднимается, а между ними опускается. Это движение газов порождают в солнечной атмосфере акустические волны, подобные звуковым волнам в воздухе. Распространяясь в верхние слои атмосферы, волны, возникшие в конвективной зоне и в фотосфере, передают им часть механической энергии конвективных движений и производят нагревание газов последующих слоев атмосферы — хромосферы и короны. В результате верхние слои атмосферы с температурой около 4500 К оказываются самыми холодными на Солнце. Как вглубь, так и вверх от них температура газов быстро растет.

Расположенный над фотосферой слой называют хромосферой, во время полных солнечных затмений он виден как розовое кольцо, окружающее темный диск. На краю хромосферы наблюдаются выступающие язычки пламени — хромосферные спикулы, представляющие собой вытянутые столбики из уплотненного газа. Можно наблюдать и спектр хромосферы, так называемый спектр вспышки. Он состоит из ярких эмиссионных линий водорода, гелия, ионизированного кальция и других элементов, которые внезапно вспыхивают во время полной фазы затемнения.

Хромосфера отличается от фотосферы значительно более неправильной неоднородной структурой. Заметно два типа неоднородностей — яркие и темные. В целом распределение неоднородностей образует так называемую хромосферную сетку, особенно хорошо заметную в линии ионизированного кальция. Температура в хромосфере быстро растет, достигая в верхних ее слоях десятков тысяч градусов.

Вся солнечная атмосфера постоянно колеблется. В ней распространяются как вертикальные, так и горизонтальные волны с длинами в несколько тысяч километров. Колебания носят резонансный характер и происходят с периодом около 5 мин.

В возникновении явлений, происходящих на Солнце, большую роль играют магнитные поля. Вещество на Солнце всюду представляет собой намагниченную плазму. Иногда в отдельных областях напряженность магнитного поля быстро и сильно возрастает. Этот процесс сопровождается возникновением целого комплекса явлений солнечной активности в различных слоях солнечной атмосферы. Солнечная активность проявляется в кратковременных явлениях, к которым относятся пятна, факелы. всплески радиоизлучения, хромосферные вспышки. Солнечная активность имеет тесную связь с геофизическими явлениями (магнитные бури на Земле, усиление ультрафиолетового излучения и другими).

Солнечная корона — внешние, очень разреженные слои атмосферы Солнца. Во время полной фазы солнечного затмения вокруг диска Луны, который закрывает от наблюдателя яркую фотосферу, внезапно как бы вспыхивает жемчужное сияние — это на несколько десятков секунд становится видимой солнечная корона.

Важной особенностью короны является ее лучистая структура. Лучи бывают разной длины, вплоть до десятка и более солнечных радиусов. Общая форма короны меняется с фазами цикла солнечной активности: в годы максимума корона почти сферична, в годы минимума она сильно вытянута вдоль экватора.

Корона представляет собой сильно разреженную высокоионизированную плазму с температурой 1—2 млн градусов. Причина столь большого нагрева солнечной короны связана с волновыми движениями, возникающими в конвективной зоне Солнца. Цвет короны почти совпадает с цветом излучения всего Солнца. Это связано с тем, что свободные электроны, находящиеся в короне и возникающие в результате сильной ионизации газов, рассеивают излучение, приходящее от фотосферы. Из-за огромной температуры частицы движутся так быстро, что при их столкновениях от атомов отлетают электроны, которые начинают двигаться как свободные частицы. В результате этого легкие элементы полностью теряют все свои электроны, так что в короне практически нет атомов водорода или гелия, а есть только протоны и альфа-частицы. Тяжелые элементы теряют до 10—15 внешних электронов. По этой причине в солнечной короне наблюдаются необычные спектральные линии, которые долгое время не удавалось отождествить с известными химическими элементами. Иногда в солнечной короне наблюдаются области пониженного свечения. Их называют корональными дырами. Особенно хорошо эти дыры заметны по снимкам в рентгеновских лучах.