Το πιο κοντινό σε εμάς αστέρι είναι, φυσικά, ο Ήλιος. Η απόσταση από τη Γη σε αυτήν, σύμφωνα με τις κοσμικές παραμέτρους, είναι πολύ μικρή: το ηλιακό φως ταξιδεύει από τον Ήλιο στη Γη σε μόλις 8 λεπτά.

Ο Ήλιος δεν είναι ένας συνηθισμένος κίτρινος νάνος, όπως πιστεύαμε παλαιότερα. Αυτό είναι το κεντρικό σώμα του ηλιακού συστήματος, γύρω από το οποίο περιστρέφονται οι πλανήτες, με μεγάλο αριθμό βαρέων στοιχείων. Αυτό είναι ένα αστέρι που σχηματίστηκε μετά από πολλές εκρήξεις σουπερνόβα, γύρω από το οποίο σχηματίστηκε ένα πλανητικό σύστημα. Λόγω της θέσης του κοντά σε ιδανικές συνθήκες, η ζωή προέκυψε στον τρίτο πλανήτη Γη. Ο Ήλιος είναι ήδη πέντε δισεκατομμυρίων ετών. Ας καταλάβουμε όμως γιατί λάμπει; Ποια είναι η δομή του Ήλιου και ποια τα χαρακτηριστικά του; Τι του επιφυλάσσει το μέλλον; Πόσο σημαντικό αντίκτυπο έχει στη Γη και τους κατοίκους της; Ο Ήλιος είναι ένα αστέρι γύρω από το οποίο περιστρέφονται και οι 9 πλανήτες του ηλιακού συστήματος, συμπεριλαμβανομένου του δικού μας. 1 a.u. (αστρονομική μονάδα) = 150 εκατομμύρια km - ίδια είναι η μέση απόσταση από τη Γη στον Ήλιο. Το Ηλιακό Σύστημα περιλαμβάνει εννέα μεγάλους πλανήτες, περίπου εκατό δορυφόρους, πολλούς κομήτες, δεκάδες χιλιάδες αστεροειδείς (μικρούς πλανήτες), μετεωροειδή και διαπλανητικά αέρια και σκόνη. Στο κέντρο όλων είναι ο Ήλιος μας.

Ο ήλιος λάμπει εδώ και εκατομμύρια χρόνια, κάτι που επιβεβαιώνεται από τη σύγχρονη βιολογική έρευνα που προέρχεται από τα υπολείμματα γαλαζοπράσινων-μπλε φυκιών. Εάν η θερμοκρασία της επιφάνειας του Ήλιου άλλαζε ακόμη και κατά 10%, όλη η ζωή στη Γη θα πέθαινε. Επομένως, είναι καλό το αστέρι μας να εκπέμπει ομοιόμορφα την ενέργεια που απαιτείται για την ευημερία της ανθρωπότητας και άλλων πλασμάτων στη Γη. Στις θρησκείες και τους μύθους των λαών του κόσμου, ο Ήλιος κατείχε πάντα την κύρια θέση. Για όλους σχεδόν τους λαούς της αρχαιότητας, ο Ήλιος ήταν η πιο σημαντική θεότητα: ο Ήλιος - μεταξύ των αρχαίων Ελλήνων, ο Ρα - ο θεός του ήλιου των αρχαίων Αιγυπτίων και ο Γιαρίλο μεταξύ των Σλάβων. Ο ήλιος έφερε ζεστασιά, σοδειά, όλοι τον σεβάστηκαν, γιατί χωρίς αυτόν δεν θα υπήρχε ζωή στη Γη. Το μέγεθος του Ήλιου είναι εντυπωσιακό. Για παράδειγμα, η μάζα του Ήλιου είναι 330.000 φορές η μάζα της Γης και η ακτίνα του είναι 109 φορές μεγαλύτερη. Αλλά η πυκνότητα του αστεριού μας είναι μικρή - 1,4 φορές μεγαλύτερη από την πυκνότητα του νερού. Η κίνηση των κηλίδων στην επιφάνεια έγινε αντιληπτή από τον ίδιο τον Galileo Galilei, αποδεικνύοντας έτσι ότι ο Ήλιος δεν στέκεται ακίνητος, αλλά περιστρέφεται.

Συναγωγική ζώνη του Ήλιου

Η ραδιενεργή ζώνη είναι περίπου τα 2/3 της εσωτερικής διαμέτρου του Ήλιου και η ακτίνα είναι περίπου 140 χιλιάδες χιλιόμετρα. Απομακρυνόμενοι από το κέντρο, τα φωτόνια χάνουν την ενέργειά τους υπό την επίδραση της σύγκρουσης. Αυτό το φαινόμενο ονομάζεται φαινόμενο της συναγωγής. Αυτό θυμίζει τη διαδικασία που συμβαίνει σε ένα βραστήρα: η ενέργεια που προέρχεται από το θερμαντικό στοιχείο είναι πολύ μεγαλύτερη από την ποσότητα που αφαιρείται από την αγωγή. Το ζεστό νερό κοντά στη φωτιά ανεβαίνει και το πιο κρύο νερό βυθίζεται. Αυτή η διαδικασία ονομάζεται σύμβαση. Η έννοια της μεταφοράς είναι ότι πυκνότερο αέριο κατανέμεται στην επιφάνεια, ψύχεται και πηγαίνει ξανά στο κέντρο. Η διαδικασία ανάμειξης στη ζώνη μεταφοράς του Ήλιου πραγματοποιείται συνεχώς. Κοιτάζοντας μέσα από ένα τηλεσκόπιο την επιφάνεια του Ήλιου, μπορείτε να δείτε την κοκκώδη δομή του - κοκκοποιήσεις. Αισθάνεται σαν να είναι φτιαγμένο από κόκκους! Αυτό οφείλεται στη μεταφορά που εμφανίζεται κάτω από τη φωτόσφαιρα.

Φωτόσφαιρα του Ήλιου

Ένα λεπτό στρώμα (400 km) - η φωτόσφαιρα του Ήλιου, βρίσκεται ακριβώς πίσω από τη ζώνη μεταφοράς και αντιπροσωπεύει την «πραγματική ηλιακή επιφάνεια» που είναι ορατή από τη Γη. Οι κόκκοι στη φωτόσφαιρα φωτογραφήθηκαν για πρώτη φορά από τον Γάλλο Janssen το 1885. Ο μέσος κόκκος έχει μέγεθος 1000 km, κινείται με ταχύτητα 1 km/sec και υπάρχει για περίπου 15 λεπτά. Σκοτεινοί σχηματισμοί στη φωτόσφαιρα μπορούν να παρατηρηθούν στο ισημερινό τμήμα και στη συνέχεια μετατοπίζονται. Τα ισχυρά μαγνητικά πεδία είναι ένα χαρακτηριστικό γνώρισμα τέτοιων κηλίδων. Και το σκούρο χρώμα λαμβάνεται λόγω της χαμηλότερης θερμοκρασίας σε σχέση με τη γύρω φωτόσφαιρα.

Χρωμόσφαιρα του Ήλιου

Η ηλιακή χρωμόσφαιρα (έγχρωμη σφαίρα) είναι ένα πυκνό στρώμα (10.000 km) της ηλιακής ατμόσφαιρας που βρίσκεται ακριβώς πίσω από τη φωτόσφαιρα. Η παρατήρηση της χρωμόσφαιρας είναι αρκετά προβληματική λόγω της κοντινής της θέσης στη φωτόσφαιρα. Φαίνεται καλύτερα όταν η Σελήνη καλύπτει τη φωτόσφαιρα, δηλ. κατά τις εκλείψεις ηλίου.

Οι ηλιακές προεξοχές είναι τεράστιες εκπομπές υδρογόνου, που μοιάζουν με μακριά φωτεινά νήματα. Οι προεξοχές ανεβαίνουν σε τεράστιες αποστάσεις, φτάνοντας τη διάμετρο του Ήλιου (1,4 mm km), κινούνται με ταχύτητα περίπου 300 km/sec και η θερμοκρασία φτάνει τους 10.000 βαθμούς.

Το ηλιακό στέμμα είναι το εξωτερικό και εκτεταμένο στρώμα της ατμόσφαιρας του Ήλιου, που προέρχεται πάνω από τη χρωμόσφαιρα. Το μήκος του ηλιακού στέμματος είναι πολύ μεγάλο και φτάνει σε τιμές πολλών ηλιακών διαμέτρων. Οι επιστήμονες δεν έχουν λάβει ακόμη σαφή απάντηση στο ερώτημα πού ακριβώς καταλήγει.

Η σύνθεση του ηλιακού στέμματος είναι ένα σπάνιο, εξαιρετικά ιονισμένο πλάσμα. Περιέχει βαριά ιόντα, ηλεκτρόνια με πυρήνα ηλίου και πρωτόνια. Η θερμοκρασία του στέμματος φτάνει από 1 έως 2 εκατομμύρια βαθμούς Κ, σε σχέση με την επιφάνεια του Ήλιου.

Ο ηλιακός άνεμος είναι μια συνεχής εκροή ύλης (πλάσμα) από το εξωτερικό κέλυφος της ηλιακής ατμόσφαιρας. Αποτελείται από πρωτόνια, ατομικούς πυρήνες και ηλεκτρόνια. Η ταχύτητα του ηλιακού ανέμου μπορεί να κυμαίνεται από 300 km/sec έως 1500 km/sec, σύμφωνα με τις διεργασίες που συμβαίνουν στον Ήλιο. Ο ηλιακός άνεμος εξαπλώνεται σε όλο το ηλιακό σύστημα και αλληλεπιδρώντας με το μαγνητικό πεδίο της Γης προκαλεί διάφορα φαινόμενα, ένα από τα οποία είναι το βόρειο σέλας.

Χαρακτηριστικά του Ήλιου

Μάζα Ήλιου: 2∙1030 kg (332.946 μάζες γης)
Διάμετρος: 1.392.000 χλμ
Ακτίνα: 696.000 χλμ
Μέση πυκνότητα: 1.400 kg/m3
Κλίση άξονα: 7,25° (σε σχέση με το επίπεδο της εκλειπτικής)
Θερμοκρασία επιφάνειας: 5.780 K
Θερμοκρασία στο κέντρο του Ήλιου: 15 εκατομμύρια βαθμοί
Φασματική τάξη: G2 V
Μέση απόσταση από τη Γη: 150 εκατομμύρια χιλιόμετρα
Ηλικία: 5 δισεκατομμύρια χρόνια
Περίοδος εναλλαγής: 25.380 ημέρες
Φωτεινότητα: 3,86∙1026 W
Φαινόμενο μέγεθος: 26,75μ

Όπως κάθε πλανήτης ή αστέρι, Ο ήλιος έχει τη δική του ατμόσφαιρα. Με αυτό εννοούμε τέτοια εξωτερικά στρώματα από τα οποία τουλάχιστον μέρος της ακτινοβολίας μπορεί να διαφύγει ελεύθερα στον περιβάλλοντα χώρο χωρίς να απορροφηθεί από τα υπερκείμενα στρώματα. Το αστέρι μας αποτελείται εξ ολοκλήρου από αέριο. Η ατμόσφαιρά του ξεκινά 200-300 km βαθύτερα από την ορατή άκρη του ηλιακού δίσκου. Αυτά τα βαθύτερα στρώματα ονομάζονται φωτόσφαιρα. Δεδομένου ότι το πάχος τους δεν υπερβαίνει το ένα χιλιοστό της ηλιακής ακτίνας (από 100 έως 400 km), η φωτόσφαιρα ονομάζεται μερικές φορές επιφάνεια του Ήλιου. Η πυκνότητα των αερίων στη φωτόσφαιρα είναι εκατοντάδες φορές μικρότερη από ό,τι στην επιφάνεια της Γης. Η θερμοκρασία της φωτόσφαιρας μειώνεται από 8000 K σε βάθος 300 km σε 4000 K στα ανώτερα στρώματα. Η μέση ενεργός θερμοκρασία που αντιλαμβάνεται η Γη μπορεί να υπολογιστεί από την εξίσωση Stefan-Boltzmann και είναι 5778 K. Κάτω από τέτοιες συνθήκες, σχεδόν όλα τα μόρια αερίου αποσυντίθενται σε μεμονωμένα άτομα. Μόνο στα ανώτερα στρώματα υπάρχουν σχετικά λίγα απλά μόρια αυτού του τύπουΗ2, ΟΗ, CH.
Εάν εξετάσετε τον Ήλιο μέσω ενός τηλεσκοπίου με υψηλή μεγέθυνση, μπορείτε να παρατηρήσετε λεπτά στρώματα της φωτόσφαιρας: όλα φαίνονται σκορπισμένα με μικρούς φωτεινούς κόκκους - κόκκους, που χωρίζονται από ένα δίκτυο στενών σκοτεινών μονοπατιών. Η κοκκοποίηση προκύπτει από την ανάμειξη θερμότερων ροών αερίων και κατερχόμενων ψυχρότερων. Η μεταφορά στα εξωτερικά στρώματα του Ήλιου παίζει τεράστιο ρόλο στον καθορισμό της συνολικής δομής της ατμόσφαιρας. Τελικά, η συναγωγή, ως αποτέλεσμα της πολύπλοκης αλληλεπίδρασης με τα ηλιακά μαγνητικά πεδία, είναι η αιτία όλων των διαφορετικών εκδηλώσεων της ηλιακής δραστηριότητας.
Photosphereσχηματίζει την ορατή επιφάνεια του Ήλιου, από την οποία καθορίζεται το μέγεθος του άστρου, η απόσταση από την επιφάνεια του Ήλιου σε άλλα ουράνια σώματα κ.λπ.

Η φωτόσφαιρα είναι ο ορατός δίσκος του Ήλιου. Στο Σχ. μια μικρή σκοτεινή περιοχή είναι ορατή,

που ονομάζεται ηλιακή κηλίδα. Η θερμοκρασία σε τέτοιες περιοχές είναι πολύ

χαμηλότερο σε σύγκριση με την περιβάλλουσα ατμόσφαιρα και φτάνει μόλις τα 1500 K.

Η φωτόσφαιρα περνά σταδιακά στα πιο σπάνια εξωτερικά ηλιακά στρώματα της ατμόσφαιρας - χρωμόσφαιρα και κορώνα. Χρωμόσφαιραονομάστηκε έτσι για το κοκκινωπό-μοβ χρώμα του. Μπορεί να φανεί με γυμνό μάτι μόνο για λίγα δευτερόλεπτα κατά τη διάρκεια μιας ολικής έκλειψης ηλίου (όταν η Σελήνη καλύπτει πλήρως (έκλειψη) τον Ήλιο από έναν παρατηρητή στη Γη, δηλαδή τα κέντρα της Γης, της Σελήνης και του Ήλιου βρίσκονται στην ίδια ευθεία ). Η χρωμόσφαιρα είναι πολύ ετερογενής και αποτελείται κυρίως από επιμήκεις επιμήκεις γλώσσες (spicules). Η θερμοκρασία αυτών των χρωμοσφαιρικών πίδακες είναι δύο έως τρεις φορές υψηλότερη από ό,τι στη φωτόσφαιρα και αυξάνεται με το ύψος από 4000 έως 15.000 Κ., και η πυκνότητα είναι εκατοντάδες χιλιάδες φορές μικρότερη. Το συνολικό μήκος της χρωμόσφαιρας είναι 10-15 χιλιάδες χιλιόμετρα. Η αύξηση της θερμοκρασίας θα εξηγηθεί από τη διάδοση κυμάτων και μαγνητικών πεδίων που διεισδύουν σε αυτήν από τη ζώνη μεταφοράς.

Η χρωμόσφαιρα του Ήλιου που παρατηρήθηκε κατά τη συνολική

ηλιακή έκλειψη

ΧρωμόσφαιραΕίναι συνηθισμένο να το χωρίζετε σε δύο ζώνες:

— κατώτερη χρωμόσφαιρα- εκτείνεται σε περίπου 1500 km, αποτελείται από ουδέτερο υδρογόνο, το φάσμα του περιέχει μεγάλο αριθμό ασθενών φασματικών γραμμών.

— ανώτερη χρωμόσφαιρα- που σχηματίζεται από μεμονωμένα στόμια που εκτοξεύονται από την κατώτερη χρωμόσφαιρα σε ύψος έως και 10.000 km και χωρίζονται από πιο σπάνιο αέριο.

Συχνά κατά τη διάρκεια εκλείψεων (και με τη βοήθεια ειδικών φασματικών οργάνων - και χωρίς να περιμένουμε εκλείψεις) πάνω από την επιφάνεια του Ήλιου μπορεί κανείς να παρατηρήσει παράξενα σχήματα «συντριβάνια», «σύννεφα», «χοάνες», «θάμνους», «καμάρες» και άλλοι έντονα φωτεινοί σχηματισμοί από τις χρωμοσφαιρικές ουσίες. Από καιρό σε καιρό, πίδακες, σύννεφα και καμάρες καυτού αερίου αναδύονται από τη χρωμόσφαιρα, που ονομάζεται προεξοχές. Κατά τη διάρκεια μιας ολικής έκλειψης ηλίου είναι ορατά με γυμνό μάτι. Ορισμένες προεξοχές επιπλέουν ήρεμα, άλλες ανεβαίνουν με ταχύτητες αρκετών εκατοντάδων χιλιομέτρων το δευτερόλεπτο σε ύψος που φτάνει την ηλιακή ακτίνα. Προεξοχέςέχουν περίπου την ίδια πυκνότητα και θερμοκρασία με τη χρωμόσφαιρα. Αλλά βρίσκονται πάνω από αυτό και περιβάλλονται από υψηλότερα, εξαιρετικά σπάνια ανώτερα στρώματα της ηλιακής ατμόσφαιρας. Οι προεξοχές δεν εμπίπτουν στη χρωμόσφαιρα επειδή η ύλη τους υποστηρίζεται από τα μαγνητικά πεδία ενεργών περιοχών του Ήλιου. Το φάσμα των προεξοχών, όπως και η χρωμόσφαιρα, αποτελείται από φωτεινές γραμμές, κυρίως υδρογόνο, ήλιο και ασβέστιο. Υπάρχουν επίσης γραμμές εκπομπής από άλλα χημικά στοιχεία, αλλά είναι πολύ πιο αδύναμες. Ορισμένες προεξοχές, έχοντας παραμείνει για μεγάλο χρονικό διάστημα χωρίς αξιοσημείωτες αλλαγές, ξαφνικά φαίνεται να εκρήγνυνται και η ύλη τους εκτοξεύεται στον διαπλανητικό χώρο με ταχύτητα εκατοντάδων χιλιομέτρων το δευτερόλεπτο.

Μια εξέχουσα θέση είναι μια γιγαντιαία βρύση ζεστού αερίου που

υψώνεται σε ύψη δεκάδων και εκατοντάδων χιλιάδων χιλιομέτρων και

συγκρατείται πάνω από την επιφάνεια του Ήλιου από ένα μαγνητικό πεδίο.

Ηλιακή προεξοχή σε σύγκριση με τον πλανήτη μας

Μερικές φορές συμβαίνουν πράγματα που μοιάζουν με έκρηξη σε πολύ μικρές περιοχές ηλιακή ατμόσφαιρα. Αυτά είναι τα λεγόμενα χρωμοσφαιρικές εκλάμψεις. Συνήθως διαρκούν αρκετές δεκάδες λεπτά. Κατά τις εκλάμψεις στις φασματικές γραμμές υδρογόνου, ηλίου, ιονισμένου ασβεστίου και ορισμένων άλλων στοιχείων, η λάμψη ενός ξεχωριστού τμήματος της χρωμόσφαιρας ξαφνικά αυξάνεται δεκάδες φορές. Η υπεριώδης ακτινοβολία και η ακτινοβολία ακτίνων Χ αυξάνονται ιδιαίτερα έντονα: μερικές φορές η ισχύς της είναι αρκετές φορές μεγαλύτερη από τη συνολική ισχύ ακτινοβολίας του Ήλιου σε αυτήν την περιοχή βραχέων κυμάτων του φάσματος πριν από την έκλαμψη. Αναβοσβήνει- οι πιο ισχυρές διαδικασίες που μοιάζουν με έκρηξη που παρατηρήθηκαν στον Ήλιο. Μπορούν να διαρκέσουν μόνο λίγα λεπτά, αλλά κατά τη διάρκεια αυτού του χρόνου απελευθερώνεται ενέργεια, η οποία μερικές φορές μπορεί να φτάσει τα 10 25 J. Περίπου η ίδια ποσότητα σώματος προέρχεται από τον Ήλιο σε ολόκληρη την επιφάνεια της Γης σε έναν ολόκληρο χρόνο.
Κηλίδες, δάδες, προεξοχές, χρωμοσφαιρικές εκλάμψεις - όλα αυτά είναι εκδηλώσεις ηλιακής δραστηριότητας. Με την αυξανόμενη δραστηριότητα, ο αριθμός αυτών των σχηματισμών στον Ήλιο αυξάνεται.

Το εξωτερικό στρώμα της ατμόσφαιρας του Ήλιου περιλαμβάνει τον ηλιακό Στέμμα.Εκτείνεται για πολλά εκατομμύρια χιλιόμετρα και τα σύνορά του συνεχίζουν μέχρι το τέλος ολόκληρου του ηλιακού συστήματος. Φυσικά, όλοι οι πλανήτες, συμπεριλαμβανομένης της Γης μας, βρίσκονται κάτω από έναν τεράστιο ηλιακό θόλο. Το ηλιακό στέμμα ξεκινά αμέσως μετά τη χρωμόσφαιρα και αποτελείται από αρκετά σπάνιο αέριο.Η θερμοκρασία του κορώνα είναι περίπου ένα εκατομμύριο Kelvin. Επιπλέον, αυξάνεται από τη χρωμόσφαιρα έως δύο εκατομμύριασε απόσταση της παραγγελίας 70000 χλμαπό την ορατή επιφάνεια του Ήλιου, και στη συνέχεια αρχίζει να μειώνεται, φτάνοντας τις εκατό χιλιάδες μοίρες κοντά στη Γη.

Λόγω της τεράστιας θερμοκρασίας, τα σωματίδια κινούνται τόσο γρήγορα που κατά τη διάρκεια των συγκρούσεων, τα ηλεκτρόνια πετούν από τα άτομα, τα οποία αρχίζουν να κινούνται ως ελεύθερα σωματίδια. Ως αποτέλεσμα αυτού, τα ελαφρά στοιχεία χάνουν εντελώς όλα τα ηλεκτρόνια τους, έτσι ώστε να μην υπάρχουν πρακτικά άτομα υδρογόνου ή ηλίου στο στέμμα, αλλά μόνο πρωτόνια και σωματίδια άλφα. Τα βαριά στοιχεία χάνουν έως και 10-15 εξωτερικά ηλεκτρόνια. Για το λόγο αυτό, παρατηρούνται ασυνήθιστες φασματικές γραμμές στο ηλιακό στέμμα, οι οποίες για μεγάλο χρονικό διάστημα δεν μπορούσαν να ταυτιστούν με γνωστά χημικά στοιχεία.

Ήλιος, παρά το γεγονός ότι αναγράφεται "κίτρινος νάνος"τόσο σπουδαίο που μας είναι ακόμη και δύσκολο να το φανταστούμε. Όταν λέμε ότι η μάζα του Δία είναι 318 φορές μεγαλύτερη από τη μάζα της Γης, φαίνεται απίστευτο. Αλλά όταν μαθαίνουμε ότι το 99,8% της μάζας όλης της ύλης προέρχεται από τον Ήλιο, απλώς υπερβαίνει την κατανόηση.

Τα τελευταία χρόνια, μάθαμε πολλά για το πώς λειτουργεί το αστέρι "μας". Αν και η ανθρωπότητα δεν έχει εφεύρει (και είναι απίθανο να εφεύρει ποτέ) ένα ερευνητικό ανιχνευτή ικανό να πλησιάζει φυσικά τον Ήλιο και να παίρνει δείγματα της ύλης του, γνωρίζουμε ήδη τη σύνθεσή του.

Η γνώση της φυσικής και οι ικανότητες μας δίνουν την ευκαιρία να πούμε από τι ακριβώς αποτελείται ο Ήλιος: Το 70% της μάζας του είναι υδρογόνο, το 27% είναι ήλιο, άλλα στοιχεία (άνθρακας, οξυγόνο, άζωτο, σίδηρος, μαγνήσιο και άλλα) - 2,5%.

Ωστόσο, οι γνώσεις μας, ευτυχώς, δεν περιορίζονται μόνο σε αυτά τα ξερά στατιστικά στοιχεία.

Τι υπάρχει μέσα στον Ήλιο

Σύμφωνα με σύγχρονους υπολογισμούς, η θερμοκρασία στα βάθη του Ήλιου φτάνει τους 15 - 20 εκατομμύρια βαθμούς Κελσίου, η πυκνότητα της ουσίας του αστεριού φτάνει τα 1,5 γραμμάρια ανά κυβικό εκατοστό.

Η πηγή της ενέργειας του Ήλιου είναι μια συνεχώς συνεχιζόμενη πυρηνική αντίδραση που συμβαίνει βαθιά κάτω από την επιφάνεια, χάρη στην οποία διατηρείται η υψηλή θερμοκρασία του άστρου. Βαθιά κάτω από την επιφάνεια του Ήλιου, το υδρογόνο μετατρέπεται σε ήλιο σε μια πυρηνική αντίδραση με τη συνοδευτική απελευθέρωση ενέργειας.
Η «ζώνη πυρηνικής σύντηξης» του Ήλιου ονομάζεται ηλιακός πυρήναςκαι έχει ακτίνα περίπου 150-175 χιλιάδες km (έως και 25% της ακτίνας του Ήλιου). Η πυκνότητα της ύλης στον ηλιακό πυρήνα είναι 150 φορές η πυκνότητα του νερού και σχεδόν 7 φορές η πυκνότητα της πυκνότερης ουσίας στη Γη: το όσμιο.

Οι επιστήμονες γνωρίζουν δύο τύπους θερμοπυρηνικών αντιδράσεων που συμβαίνουν μέσα στα αστέρια: κύκλος υδρογόνουΚαι κύκλος άνθρακα. Στον Ήλιο ρέει κυρίως κύκλος υδρογόνου, τα οποία μπορούν να χωριστούν σε τρία στάδια:

  • οι πυρήνες υδρογόνου μετατρέπονται σε πυρήνες δευτερίου (ισότοπο υδρογόνου)
  • πυρήνες υδρογόνου μετατρέπονται σε πυρήνες ασταθούς ισοτόπου ηλίου
  • τα προϊόντα της πρώτης και της δεύτερης αντίδρασης συνδέονται με το σχηματισμό ενός σταθερού ισοτόπου ηλίου (Ηλιο-4).

Κάθε δευτερόλεπτο, 4,26 εκατομμύρια τόνοι αστρικής ύλης μετατρέπονται σε ακτινοβολία, αλλά σε σύγκριση με το βάρος του Ήλιου, ακόμη και αυτή η απίστευτη τιμή είναι τόσο μικρή που μπορεί να παραμεληθεί.

Η απελευθέρωση θερμότητας από τα βάθη του Ήλιου συμβαίνει μέσω της απορρόφησης της ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας που προέρχεται από κάτω και της περαιτέρω επανεκπομπής της.

Πιο κοντά στην επιφάνεια του ήλιου, η ενέργεια που εκπέμπεται από το εσωτερικό μεταφέρεται κυρίως σε ζώνη μεταφοράςΔιαδικασία χρήσης του ήλιου μεταγωγή- ανάμειξη της ουσίας (οι θερμές ροές ύλης ανεβαίνουν πιο κοντά στην επιφάνεια, ενώ οι ψυχρές ροές πέφτουν).
Η ζώνη μεταφοράς βρίσκεται σε βάθος περίπου 10% της ηλιακής διαμέτρου και φτάνει σχεδόν στην επιφάνεια του άστρου.

Ατμόσφαιρα του Ήλιου

Πάνω από τη ζώνη μεταφοράς, ξεκινά η ηλιακή ατμόσφαιρα, στην οποία η μεταφορά ενέργειας γίνεται ξανά μέσω ακτινοβολίας.

Photosphereονομάζεται το κατώτερο στρώμα της ηλιακής ατμόσφαιρας - η ορατή επιφάνεια του Ήλιου. Το πάχος του αντιστοιχεί σε ένα οπτικό πάχος περίπου 2/3 της μονάδας και σε απόλυτες τιμές η φωτόσφαιρα φτάνει σε πάχος 100-400 km. Είναι η φωτόσφαιρα που είναι η πηγή της ορατής ακτινοβολίας από τον Ήλιο.

Στην πραγματικότητα, ο Ήλιος μοιάζει με έναν τέλειο κύκλο με σαφή όρια μόνο και μόνο επειδή στο όριο της φωτόσφαιρας η φωτεινότητά του πέφτει 100 φορές σε λιγότερο από ένα δευτερόλεπτο τόξου. Λόγω αυτού, οι άκρες του ηλιακού δίσκου είναι αισθητά λιγότερο φωτεινές από το κέντρο, η φωτεινότητά τους είναι μόνο το 20% της φωτεινότητας του κέντρου του δίσκου.

Χρωμόσφαιρα- το δεύτερο ατμοσφαιρικό στρώμα του Ήλιου, το εξωτερικό κέλυφος του άστρου, πάχους περίπου 2000 km, που περιβάλλει τη φωτόσφαιρα. Η θερμοκρασία της χρωμόσφαιρας αυξάνεται με το υψόμετρο από 4000 σε 20.000 Κ. Παρατηρώντας τον Ήλιο από τη Γη, δεν βλέπουμε τη χρωμόσφαιρα λόγω της χαμηλής πυκνότητάς της. Μπορεί να παρατηρηθεί μόνο κατά τη διάρκεια ηλιακών εκλείψεων - μια έντονη κόκκινη λάμψη γύρω από τις άκρες του ηλιακού δίσκου, αυτή είναι η χρωμόσφαιρα του άστρου.

Ηλιακή κορώνα- το τελευταίο εξωτερικό κέλυφος της ηλιακής ατμόσφαιρας. Το στέμμα αποτελείται από προεξοχές και ενεργητικές εκρήξεις που εκπέμπονται και εκρήγνυνται αρκετές εκατοντάδες χιλιάδες και ακόμη περισσότερα από ένα εκατομμύριο χιλιόμετρα στο διάστημα, σχηματίζοντας ηλιόλουστος άνεμος. Η μέση στεφανιαία θερμοκρασία είναι μέχρι 2 εκατομμύρια Κ, αλλά μπορεί να φτάσει έως και 20 εκατομμύρια Κ. Ωστόσο, όπως και στην περίπτωση της χρωμόσφαιρας, το ηλιακό στέμμα είναι ορατό από τη γη μόνο κατά τις εκλείψεις. Η πυκνότητα της ύλης στο ηλιακό στέμμα είναι πολύ χαμηλή για να επιτρέψει την παρατήρησή της υπό κανονικές συνθήκες.

ηλιόλουστος άνεμος

ηλιόλουστος άνεμος- ένα ρεύμα φορτισμένων σωματιδίων (πρωτόνια και ηλεκτρόνια) που εκπέμπονται από τα θερμαινόμενα εξωτερικά στρώματα της ατμόσφαιρας του άστρου, το οποίο εκτείνεται μέχρι τα όρια του πλανητικού μας συστήματος. Το φωτιστικό χάνει εκατομμύρια τόνους της μάζας του κάθε δευτερόλεπτο εξαιτίας αυτού του φαινομένου.

Κοντά στην τροχιά του πλανήτη Γη, η ταχύτητα των σωματιδίων του ηλιακού ανέμου φτάνει τα 400 χιλιόμετρα το δευτερόλεπτο (κινούνται μέσω του αστρικού μας συστήματος με υπερηχητική ταχύτητα) και η πυκνότητα του ηλιακού ανέμου είναι από αρκετές έως αρκετές δεκάδες ιονισμένα σωματίδια ανά κυβικό εκατοστό.

Είναι ο ηλιακός άνεμος που «αναστατώνει» ανελέητα την ατμόσφαιρα των πλανητών, «φυσώντας» τα αέρια που περιέχονται σε αυτήν στο διάστημα. Αυτό που επιτρέπει στη Γη να αντισταθεί στον ηλιακό άνεμο είναι το μαγνητικό πεδίο του πλανήτη, το οποίο χρησιμεύει ως αόρατη προστασία από τον ηλιακό άνεμο και εμποδίζει την εκροή ατμοσφαιρικών ατόμων στο διάστημα. Όταν ο ηλιακός άνεμος συγκρούεται με το μαγνητικό πεδίο του πλανήτη, εμφανίζεται ένα οπτικό φαινόμενο, το οποίο στη Γη ονομάζουμε - Πολικά φώτασυνοδεύεται από μαγνητικές καταιγίδες.

Ωστόσο, τα οφέλη του ηλιακού ανέμου είναι επίσης αναμφισβήτητα - είναι που "διώχνει" την κοσμική ακτινοβολία γαλαξιακής προέλευσης από το ηλιακό σύστημα - και επομένως προστατεύει το αστρικό μας σύστημα από την εξωτερική, γαλαξιακή ακτινοβολία.

Κοιτάζοντας την ομορφιά των σέλας, είναι δύσκολο να πιστέψουμε ότι αυτές οι λάμψεις είναι ορατό σημάδι του ηλιακού ανέμου και της μαγνητόσφαιρας της Γης

Ο Ήλιος, το κεντρικό σώμα του Ηλιακού Συστήματος, είναι μια πολύ καυτή μπάλα πλάσματος. Ο ήλιος είναι το πιο κοντινό αστέρι στη γη. Το φως από αυτό μας φτάνει σε 8 1/3 λεπτά. Ο Ήλιος είχε καθοριστική επίδραση στο σχηματισμό όλων των σωμάτων στο Ηλιακό Σύστημα και δημιούργησε τις συνθήκες που οδήγησαν στην εμφάνιση και ανάπτυξη της ζωής στη Γη.

Η ακτίνα του Ήλιου είναι 109 φορές και ο όγκος είναι περίπου 1.300.000 φορές μεγαλύτερος από την ακτίνα και τον όγκο της Γης, αντίστοιχα. Η μάζα του Ήλιου είναι επίσης μεγάλη. Είναι περίπου 330.000 φορές η μάζα της Γης και σχεδόν 750 φορές η συνολική μάζα των πλανητών που κινούνται γύρω της.

Ο Ήλιος πιθανότατα προέκυψε μαζί με άλλα σώματα του Ηλιακού Συστήματος από ένα νεφέλωμα αερίου και σκόνης. Πριν από περίπου 5 δισεκατομμύρια χρόνια. Στην αρχή, η ύλη του Ήλιου έγινε πολύ θερμή λόγω της βαρυτικής συμπίεσης, αλλά σύντομα η θερμοκρασία και η πίεση στα βάθη αυξήθηκαν τόσο πολύ που οι πυρηνικές αντιδράσεις άρχισαν να συμβαίνουν αυθόρμητα. Ως αποτέλεσμα αυτού, η θερμοκρασία στο κέντρο του Ήλιου αυξήθηκε πολύ και η πίεση στα βάθη του αυξήθηκε τόσο πολύ που ήταν σε θέση να εξισορροπήσει τη δύναμη της βαρύτητας και να σταματήσει τη βαρυτική συμπίεση. Έτσι προέκυψε η σύγχρονη δομή του Ήλιου. Αυτή η δομή διατηρείται από την αργή μετατροπή του υδρογόνου σε ήλιο που συμβαίνει στα βάθη του. Στα 5 δισεκατομμύρια χρόνια ύπαρξης του Ήλιου, περίπου το μισό υδρογόνο στην κεντρική του περιοχή έχει ήδη μετατραπεί σε ήλιο. Ως αποτέλεσμα αυτής της διαδικασίας, απελευθερώνεται η ποσότητα ενέργειας που εκπέμπει ο Ήλιος στο διάστημα.

Η ισχύς ακτινοβολίας του Ήλιου είναι πολύ υψηλή: ισούται με 3,8×10 20 MW. Ένα μικρό κλάσμα ηλιακής ενέργειας φτάνει στη Γη, που ανέρχεται περίπου στο μισό δισεκατομμυριοστό. Διατηρεί την ατμόσφαιρα της γης σε αέρια κατάσταση, θερμαίνει συνεχώς χερσαία και υδάτινα σώματα, δίνει ενέργεια στους ανέμους και τους καταρράκτες και εξασφαλίζει τη ζωτική δραστηριότητα των ζώων και των φυτών. Μέρος της ηλιακής ενέργειας αποθηκεύεται στα έγκατα της Γης με τη μορφή άνθρακα, πετρελαίου και άλλων ορυκτών.

Ο ήλιος είναι ένα σφαιρικά συμμετρικό σώμα σε ισορροπία. Παντού στις ίδιες αποστάσεις από το κέντρο αυτής της μπάλας, οι φυσικές συνθήκες είναι οι ίδιες, αλλά αλλάζουν αισθητά καθώς πλησιάζεις στο κέντρο. Η πυκνότητα και η πίεση αυξάνονται γρήγορα σε βάθος, όπου το αέριο συμπιέζεται πιο έντονα από την πίεση των παραπάνω στρωμάτων. Κατά συνέπεια, η θερμοκρασία αυξάνεται επίσης καθώς πλησιάζει στο κέντρο. Ανάλογα με τις αλλαγές στις φυσικές συνθήκες, ο Ήλιος μπορεί να χωριστεί σε πολλά ομόκεντρα στρώματα, τα οποία σταδιακά μετασχηματίζονται το ένα στο άλλο.

Στο κέντρο του Ήλιου, η θερμοκρασία είναι 15 εκατομμύρια βαθμοί και η πίεση υπερβαίνει τις εκατοντάδες δισεκατομμύρια ατμόσφαιρες. Το αέριο συμπιέζεται εδώ σε πυκνότητα περίπου 1,5x10 5 kg/m 3. Σχεδόν όλη η ενέργεια του Ήλιου παράγεται σε μια κεντρική περιοχή με ακτίνα περίπου 1/3 αυτής του Ήλιου. Μέσω των στρωμάτων που περιβάλλουν το κεντρικό τμήμα, αυτή η ενέργεια μεταφέρεται προς τα έξω. Στο τελευταίο τρίτο της ακτίνας υπάρχει μια ζώνη μεταφοράς. Ο λόγος για την ανάμειξη (συναγωγή) στα εξωτερικά στρώματα του Ήλιου είναι ο ίδιος όπως σε έναν βραστήρα: η ποσότητα ενέργειας που προέρχεται από τη θερμάστρα είναι πολύ μεγαλύτερη από αυτή που αφαιρείται από τη θερμική αγωγιμότητα. Επομένως, η ουσία αναγκάζεται να μετακινηθεί και αρχίζει να μεταφέρει θερμότητα από μόνη της.

Τα στρώματα του Ήλιου είναι ουσιαστικά μη παρατηρήσιμα. Η ύπαρξή τους είναι γνωστή είτε από θεωρητικούς υπολογισμούς είτε με βάση έμμεσα δεδομένα. Πάνω από τη ζώνη μεταφοράς βρίσκονται τα άμεσα παρατηρήσιμα στρώματα του Ήλιου, που ονομάζονται ατμόσφαιρά του. Είναι καλύτερα μελετημένα, αφού οι ιδιότητές τους μπορούν να κριθούν από παρατηρήσεις.

Η εσωτερική δομή του Ήλιου είναι πολυεπίπεδη, ή σαν κέλυφος, διαφοροποιείται σε σφαίρες ή περιοχές. Στο κέντρο είναι πυρήνας,έπειτα περιοχή ακτινικής μεταφοράς ενέργειας, Περαιτέρω συναγωγική ζώνηκαι τελικά ατμόσφαιρα. Ένας αριθμός ερευνητών περιλαμβάνει τρεις εξωτερικούς τομείς: φωτόσφαιρα, χρωμόσφαιρα και κορώνα. Είναι αλήθεια ότι άλλοι αστρονόμοι θεωρούν ότι μόνο η χρωμόσφαιρα και το στέμμα είναι η ηλιακή ατμόσφαιρα.

Πυρήνας- η κεντρική περιοχή του Ήλιου με εξαιρετικά υψηλή πίεση και θερμοκρασία, που εξασφαλίζει τη ροή των πυρηνικών αντιδράσεων. Απελευθερώνουν τεράστιες ποσότητες ηλεκτρομαγνητικής ενέργειας σε εξαιρετικά μικρά εύρη μήκους κύματος.

Περιοχή μεταφοράς ενέργειας δέσμηςβρίσκεται πάνω από τον πυρήνα. Σχηματίζεται από πρακτικά ακίνητο και αόρατο αέριο υπερυψηλής θερμοκρασίας. Η ενέργεια που παράγεται στον πυρήνα μεταφέρεται μέσω αυτού στις εξωτερικές σφαίρες του Ήλιου με τη μέθοδο της δέσμης, χωρίς να κινείται αέριο. Αυτή η διαδικασία πρέπει να φανταζόμαστε κάπως έτσι. Από τον πυρήνα στην περιοχή μεταφοράς ακτινοβολίας, η ενέργεια εισέρχεται σε εύρη εξαιρετικά βραχέων κυμάτων - ακτινοβολία γάμμα, και φεύγει σε ακτίνες Χ μεγαλύτερου κύματος, γεγονός που σχετίζεται με μείωση της θερμοκρασίας του αερίου προς την περιφερειακή ζώνη.

Συναγωγική περιοχήβρίσκεται πάνω από το προηγούμενο. Σχηματίζεται επίσης από αόρατο θερμό αέριο σε κατάσταση συναγωγής ανάμιξης. Οφείλεται στη θέση της περιοχής μεταξύ δύο περιβαλλόντων που διαφέρουν έντονα ως προς την πίεση και τη θερμοκρασία που επικρατούν σε αυτά. Η μεταφορά θερμότητας από το ηλιακό εσωτερικό στην επιφάνεια συμβαίνει ως αποτέλεσμα τοπικών ανυψώσεων πολύ θερμαινόμενων μαζών αέρα υπό υψηλή πίεση στην περιφέρεια του άστρου, όπου η θερμοκρασία του αερίου είναι χαμηλότερη και όπου το εύρος φωτός της ακτινοβολίας του Ήλιου αρχίζει. Το πάχος της περιοχής μεταφοράς υπολογίζεται ότι είναι περίπου το 1/10 της ηλιακής ακτίνας.