Мы живем на Земле — третьей планете от Солнца. Но что нам на самом деле известно об источнике света в центре нашей Солнечной системы? Некоторые факты о нем кажутся просто невероятными!
Тепло Солнца жизненно важно для всего живого на Земле. Древние люди использовали восходы и закаты Солнца для прогнозирования сезонных изменений, необходимых для сбора урожая, и даже возводили храмы. Но из чего состоит Солнце? Как оно так ярко светит? И будет ли оно гореть вечно?
1. Что такое Солнце?
Солнце — это звезда! Она является одной из 100 миллиардов звезд в нашей галактике Млечный Путь. Это огромный, круглый, раскаленный газовый шар.
Солнце не считается особенно крупной звездой — это звезда среднего размера. Например, звезда Бетельгейзе примерно в 900 раз больше Солнца. Однако Солнце кажется намного ярче других звезд на ночном небе, потому что оно находится в центре нашей Солнечной системы. Восемь планет, астероиды и кометы вращаются вокруг Солнца.
«Солнце, вокруг которого вращаются все эти планеты и которое их поддерживает, все еще способно созреть гроздь винограда, как будто у него нет других дел во Вселенной», — говорил Галилео Галилей.
2. Из чего состоит Солнце?
Солнце состоит из плазмы — вещества, образованного электрически заряженными атомами газа. Оно примерно на 70% состоит из водорода и на 28% из гелия. Углерод, азот и кислород составляют 1,5%. Остальное — следовые количества металлов, таких как неон, железо, кремний, магний и сера.
Сияние, исходящее от Солнца, вызвано огромным количеством энергии, образующейся в процессе ядерного синтеза, который происходит в его раскаленном ядре. В ходе этого процесса водород превращается в гелий.
Со временем водорода в недрах Солнца станет меньше, а гелия — больше. Потребуется около 5 миллиардов лет, чтобы запасы «топлива» для термоядерного синтеза закончились и светило погасло.
2. Сколько лет Солнцу?
Ученые оценивают возраст Солнца примерно в 4,6 миллиарда лет, что составляет около половины его жизненного цикла. Солнце продолжит расходовать водород в центре еще несколько миллиардов лет, при этом его температура и размер останутся практически неизменными — так что никаких сюрпризов при нашей жизни не предвидится!
Когда Солнце израсходует свое ядерное топливо, оно начнет сжиматься. В процессе уплотнения Солнце будет вырабатывать достаточно тепла, чтобы поддерживать термоядерную реакцию оставшегося водорода во внешней оболочке. Это заставит Солнце расшириться, превращая звезду в красного гиганта.
Когда запасы водорода закончатся, Солнце начнет поглощать гелий, превращая его в углерод и другие более тяжелые элементы. Тяжелое ядро будет сжиматься под действием гравитации, что приведет к мощному выбросу энергии. В итоге останется плотное маленькое ядро — белый карлик, окруженный огромной газовой оболочкой, называемой туманностью.
В конечном итоге белый карлик полностью остынет, сбросит свою туманность и превратится в черные глыбы углерода. Солнце постепенно станет черным карликом, не излучающим ни тепла, ни света.
Знаете ли вы? Только очень массивные звезды, масса которых превышает массу Солнца в десятки раз, могут превратиться в черную дыру.
3. Как далеко находится Солнце?
Солнце находится на расстоянии около 150 миллионов километров от Земли. Это расстояние меняется в течение года, поскольку орбита Земли вокруг Солнца не идеально круглая, а эллиптическая (вытянутая). В Северном полушарии Солнце находится ближе всего к Земле зимой (около 147 миллионов километров) и дальше всего летом (около 152 миллионов километров).
Может показаться, что зимой Солнце должно быть дальше, а летом — ближе, но все наоборот. Почему так происходит? Посмотрите, что вызывает смену четырех времен года.
4. Каковы размеры Солнца?
Диаметр Солнца составляет около 1,4 миллиона километров — это равно ширине 109 Земель, поставленных в ряд! Солнце содержит 99,86% всей массы Солнечной системы и весит примерно в 333 000 раз больше Земли. Если говорить об объеме, то внутри Солнца поместилось бы около 1 миллиона Земель. Да, Солнце колоссально по сравнению с нашей планетой!
5. Насколько горячее Солнце?
Температура Солнца меняется со временем и зависит от одного из восьми его слоев. Интересно, что температура не растет последовательно от внешних слоев к внутренним. Холоднее всего на поверхности Солнца (в фотосфере) — там около 5500 °C. Солнце становится все горячее по мере приближения к внутреннему ядру, где температура достигает около 15,5 миллиона °C. Кроме того, температура начинает расти и при движении от поверхности наружу. Самый внешний слой (корона) достигает температуры в миллионы градусов.
- Ядро: Самая горячая часть Солнца со средней температурой 15,5 миллиона °C.
- Зона лучистого переноса: Второй слой более прохладный; именно здесь фотоны переносят энергию во всех направлениях посредством излучения.
- Тахоклин: Тонкий третий слой, который служит границей между двумя зонами с разной скоростью вращения.
- Конвективная зона: Четвертый слой — область кипящей и бурлящей плазмы, которая передает энергию наружу посредством конвекции.
- Фотосфера: Это поверхность Солнца! Та самая «сфера света», которую мы видим с Земли и на которой появляются солнечные пятна. Средняя температура составляет 5500 °C.
- Хромосфера: Шестой слой, где температура начинает снова расти. Тонкий красноватый слой, который можно увидеть только во время затмений или с помощью специального оборудования.
- Переходный слой: Слой между горячей короной и более холодной хромосферой.
- Корона: Восьмой и внешний слой Солнца становится экстремально горячим, достигая 1 000 000 °C и выше. Этот слой простирается далеко в космос и формируется магнитным полем Солнца; его можно увидеть только как яркий ореол света во время полного солнечного затмения.
6. Вращается ли Солнце?
Да. Солнце вращается, но очень медленно! Оно совершает обороты вокруг своей оси в том же направлении, что и Земля (против часовой стрелки, если смотреть с Северного полюса).
Поскольку Солнце состоит из газа, оно вращается не как твердое тело. Разные его части движутся с разной скоростью! На экваторе Солнце вращается быстрее, чем у полюсов.
- На поверхности область вокруг экватора совершает полный оборот примерно за 25 дней.
- Северный и южный полюса Солнца вращаются медленнее — там один оборот может занимать более 30 дней.
Об этом ученые узнали, наблюдая за движением солнечных пятен и других особенностей поверхности. Планеты-гиганты, такие как Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун, также вращаются быстрее на экваторе, чем у полюсов.
7. Почему планеты вращаются вокруг Солнца?
Солнце обладает огромной силой притяжения! На него приходится более 99% общей массы Солнечной системы.
Из-за своей колоссальной массы Солнце оказывает сильное гравитационное воздействие на планеты — этого достаточно, чтобы удерживать их на орбите. Если бы планеты не двигались вперед с достаточной скоростью, чтобы сбалансировать притяжение Солнца, они бы упали на него.
Гравитация Солнца примерно в 27,9 раза сильнее земной, и в небольшой степени оно влияет даже на земные приливы.
8. Вращается ли Солнце вокруг чего-либо?
Да! Солнце — центр нашей Солнечной системы, но оно не остается на месте. Оно вращается вокруг центра нашей галактики Млечный Путь. Оно расположено примерно на две трети пути от центра Млечного Пути, на расстоянии около 28 000 световых лет. (Один световой год — это около 9,5 триллиона километров).
И движется не только Солнце. Вся наша Солнечная система, включающая планеты, Луну, астероиды и кометы, вращается вокруг центра Млечного Пути.
9. С какой скоростью движется Солнце?
Солнце движется со скоростью около 225 километров в секунду (или 810 000 км/ч). Даже при такой высокой скорости Солнцу требуется около 230 миллионов лет, чтобы совершить один полный оборот вокруг галактики! Один такой путь вокруг Млечного Пути иногда называют космическим годом.
10. Сколько энергии производит Солнце?
Солнце — это массивный шар энергии. Трудно представить, какое огромное количество энергии оно генерирует. Поскольку ядро находится под колоссальным давлением, атомы водорода постоянно сталкиваются на огромных скоростях, сливаясь в гелий и высвобождая энергию. Множество таких столкновений превращают Солнце в мощный источник энергии.
Всего за 1 секунду Солнце производит примерно в 118 раз больше энергии, чем Соединенные Штаты потребляют за целый год. По данным космического агентства NASA, каждые 1,5 миллионных доли секунды Солнце высвобождает больше энергии, чем все человечество потребляет за год.
До Земли доходит лишь одна миллиардная часть всей произведенной Солнцем энергии, но этого достаточно, чтобы поддерживать жизнь на нашей планете.
11. Почему на Солнце есть пятна?
По мере вращения Солнца его магнитные поля закручиваются и прорываются сквозь поверхность. Это препятствует выходу тепла изнутри, создавая солнечные пятна. В результате поверхность Солнца в этих областях холоднее и темнее, чем в окружающих участках, хотя все равно остается очень яркой.
Солнечные пятна, подобно штормам, не вечны и могут различаться по размеру. Они могут существовать от нескольких дней до недель.
Фото: Grisha Bruev/Shutterstock
12. Когда восходит Солнце?
Время восхода и заката зависит от времени года и вашего местоположения. Для получения точных данных воспользуйтесь нашим калькулятором восхода и заката.
