Сонце і його будова

За сучасними уявленнями, Сонце складається з ряду концентричних сфер, або областей, кожна з яких має специфічні особливості. Схематичний розріз Сонця показує його зовнішні особливості разом з гіпотетичним внутрішньою будовою. Енергія, що звільняється термоядерними реакціями в ядрі Сонця, поступово прокладає шлях до видимої поверхні світила. Вона переноситься за допомогою процесів, в ході яких атоми поглинають, переизлучают і розсіюють випромінювання, тобто променевим способом. Пройшовши близько 80 відсотків шляху від ядра до поверхні, газ стає нестійким, і далі енергія переноситься вже конвекцією до видимої поверхні Сонця і в його атмосферу.

Внутрішня будова Сонця

Внутрішня будова Сонця шарувату, або оболонкову, воно складається з ряду сфер, або областей. У центрі знаходиться ядро, потім область променевого переносу енергії, далі конвективна зона і, нарешті, атмосфера. До неї ряд дослідників відносять три зовнішні області: фотосфери, хромосферу і корону. Правда, інші астрономи до сонячній атмосфері відносять тільки хромосферу і корону. Зупинимося коротко на особливостях названих сфер.

Ядро - центральна частина Сонця з надвисоким тиском і температурою, що забезпечують протягом ядерних реакцій. Вони виділяють величезну кількість електромагнітної енергії в гранично коротких діапазонах хвиль.

Область променевого переносу енергії - знаходиться над ядром. Вона утворена практично нерухомим і невидимим сверхвисокотемпературним газом. Передача через неї енергії, що генерується в ядрі, до зовнішніх сфер Сонця здійснюється променевим способом, без переміщення газу. Цей процес треба уявляти собі приблизно так. З ядра в область променевого переносу енергія надходить в гранично короткохвильових діапазонах - гамма випромінювання, а йде в більш довгохвильовому рентгенівському, що пов'язано зі зниженням температури газу до периферійній зоні.

Конвективная область Сонця

Конвективная область - розташовується над попередньою. Вона утворена також невидимим розпеченим газом, що знаходиться в стані конвективного перемішування. Перемішування обумовлено положенням області між двома середовищами, різко відрізняються за пануючим в них тиску і температурі. Перенесення тепла з сонячних надр до поверхні відбувається в результаті локальних підняттів сильно нагрітих мас повітря, що знаходяться під високим тиском, до периферії світила, де температура газу менше і де починається світловий діапазон випромінювання Сонця. Товщина конвективної області оцінюється приблизно в 1/10 частину сонячного радіуса.

Фотосфера - це нижній з трьох шарів атмосфери Сонця, розташований безпосередньо на щільній масі невидимого газу конвективної області. Фотосфера утворена розпеченим іонізованим газом, температура якого біля основи близька до 10000 ° К (т. Е. Абсолютна температура), а біля верхньої межі, розташованої приблизно в 300 км вище, близько 5000 ° К. Середня температура фотосфери приймається в 5700 ° К. при такій температурі розпечений газ випромінює електромагнітну енергію переважно в оптичному діапазоні хвиль. Саме цей нижній шар атмосфери, видимий як жовтувато-яскравий диск, візуально сприймається нами як Сонце.

Процес грануляції представляється як наявність в самому нижньому шарі фотосфери непрозорого газу конвективної області - складної системи вертикальних кругообігів. Світла вічко - це надходить з глибини порція більш розігрітого газу в порівнянні з вже охолодженої на поверхні, а тому і менш яскравою, компенсаційно занурюється вниз. Яскравість гранул на 10-20 відсотків більше навколишнього фону вказує на відмінність їх температур в 200-300 ° С.

Образно грануляцію на поверхні Сонця можна порівняти з кипінням густої рідини типу розплавленого гудрону, коли зі світлими висхідними струменями з'являються бульбашки повітря, а темніші і плоскі ділянки характеризують занурюються порції рідини.

Дослідження механізму передачі енергії в газовій кулі Сонця від центральної області до поверхні і її випромінювання в космічний простір показали, що вона переноситься променями. Навіть в конвективної зоні, де передача енергії здійснюється рухом газів, велика частина енергії переноситься випромінюванням.

Таким чином, поверхня Сонця, що випромінює енергію в космічний простір в світловому діапазоні спектра електромагнітних хвиль, - це розріджений шар газів фотосфери і видимою крізь неї гранульована верхня поверхня шару непрозорого газу конвективної області. В цілому зерниста структура, або грануляція, визнається властивою фотосфері - нижнього шару сонячної атмосфери.

хромосфера сонця

сонячна корона

Сонячна корона - зовнішня атмосфера Сонця. Деякі астрономи називають її атмосферою Сонця. Вона утворена найбільш розрідженим іонізованим газом. Тягнеться приблизно на відстань 5 діаметрів Сонця, має променисту будову, слабо світиться. Її можна спостерігати тільки під час повного сонячного затемнення. Яскравість сонячної корони приблизно така ж, як у Місяця в повний місяць, що становить лише близько 5/1000000 часткою яскравості Сонця. Корональні гази у високому ступені іонізовані, що визначає їх температуру приблизно в 1 млн. Градусів. Зовнішні шари корони випромінюють в космічний простір корональної газ - сонячний вітер. Це другий енергетичний (після променевого електромагнітного) потік Сонця, що отримується планетами. Швидкість видалення корональної газу від Сонця зростає від декількох кілометрів в секунду у корони до 450 км / сек на рівні орбіти Землі, що пов'язано зі зменшенням сили тяжіння Сонця при збільшенні відстані. Поступово разрежіваясь в міру віддалення від Сонця, корональної газ заповнює всі міжпланетний простір. Він впливає на тіла Сонячної системи як безпосередньо, так і через магнітне поле, яке несе з собою. Воно взаємодіє з магнітними полями планет. Саме корональної газ (сонячний вітер) є основною причиною полярних сяйв на Землі і активності інших процесів магнітосфери.