Slunce se řítí směrem k souhvězdí Herkula na oběžné dráze kolem středu naší Galaxie a každou sekundu urazí více než 200 km. Slunce a střed Galaxie odděluje propast 25 000 světelných let. Stejná cesta vede od Slunce k okraji Galaxie. Naše hvězda se nachází v blízkosti galaktické roviny, nedaleko od hranice jednoho ze spirálních ramen. Proto při procházce v parku a poklidném opuštění 3 km za hodinu za sebou se současně točíme s povrchem naší planety kolem zemské osy rychlostí 23 km za minutu v zeměpisné šířce Moskvy, točíme se Zemí kolem Slunce, které za sebou zanechává každou sekundu 30 km, a konečně rychlostí 230 km za sekundu cestujeme přes rozlohy naší Galaxie. Ušetříme čtenáře výčtu pohybů posledně jmenovaných.
Stejně jako všechny hvězdy se i Slunce zrodilo ve stlačené mlhovině plynu a prachu. Když byla takováto kolosální hmota (2 10 kg) stlačena, silně se vnitřním tlakem zahřála na teploty, při kterých mohly v jejím středu začít termonukleární reakce. Takto byla zapálena novorozená hvězda (neplést s novými hvězdami). V centrální části je teplota na Slunci 30 15 000 K a tlak dosahuje stovek miliard atmosfér.
V podstatě tři čtvrtiny Slunce na začátku svého života tvořil vodík. Právě vodík se při termonukleárních reakcích mění na helium, které uvolňuje energii vyzařovanou Sluncem. Slunce patří k typu hvězdy zvanému žlutý trpaslík. Je to hvězda hlavní posloupnosti a patří do spektrální třídy G2. Hmotnost osamělé hvězdy vždy určuje její osud. Během jejího života (5 miliard let) se ve středu naší hvězdy, kde je poměrně vysoká teplota, spálila asi polovina veškerého vodíku, který tam byl. Slunci zbývá přibližně stejné množství života, 5 miliard let.
Poté, co dojde vodík ve středu hvězdy, Slunce se zvětší a stane se červeným obrem. To bude mít dramatický dopad na Zemi: teploty porostou, oceány budou vřít, život bude nemožný v podobě, v jaké ho známe nyní. Naše hvězda ukončí svůj život jako bílý trpaslík a potěší neznámé mimozemské astronomy budoucnosti novou planetární mlhovinou, jejíž tvar se vlivem planet může ukázat jako velmi bizarní.
Fyzikální vlastnosti našeho Slunce
Velikost Slunce (1 392 000 km v průměru) je na pozemské poměry velmi velká, ale astronomové jej zároveň nazývají žlutým trpaslíkem – ve světě hvězd Slunce na první pohled nevyniká jako cokoliv speciálního. V posledních letech se však objevuje stále více důkazů ve prospěch nějaké neobvyklosti našeho Slunce. Zejména Slunce vyzařuje méně ultrafialového světla než jiné hvězdy stejného typu. Slunce má větší hmotnost než podobné hvězdy. Navíc se tyto hvězdy, které jsou podobné Slunci, jeví jako nestálé, mění svou jasnost, to znamená, že jsou to proměnné hvězdy. Slunce svou jasnost nijak výrazně nemění, i když je také klasifikováno jako proměnná hvězda: Slyšeli jste o jedenáctiletém cyklu sluneční aktivity, že?
Nějaká jedinečnost Slunce však není důvodem k hrdosti, ale základem pro podrobnější výzkum.
O zvláštnostech rotace Slunce si přečtěte níže.
Výkon slunečního záření je 3,8. 10 20 MW. Na Zemi se dostane jen asi jedna polovina miliardtiny celkové energie ze Slunce. Představte si přírodní katastrofu, ve které patnáct standardních bytů o 45 metrech čtverečních. m. měl tu smůlu, že byl zatopen až po strop vodou. Pokud toto množství vody představuje celou radiační sílu Slunce, pak bude podíl Země menší než čajová lžička. Ale právě díky této energii dochází na Zemi k koloběhu vody, vanou větry, život se vyvinul a rozvíjí. Veškerá energie ukrytá ve fosilních palivech (ropa, uhlí, rašelina, plyn) byla také zpočátku vyzařována Sluncem.
Slunce vyzařuje svou energii ve všech vlnových délkách. Ale ne rovnoměrně. 48 % energie záření spadá do viditelné oblasti spektra, přičemž maximum odpovídá žlutozelené barvě. Asi 45 % energie ztracené Sluncem je odneseno infračervenými paprsky. Jak vidíte, gama záření, rentgenové záření, ultrafialové a rádiové záření tvoří pouze 8 %. Sluneční záření je však tak silné, spojené s různými proudy nabitých částic (sluneční vítr), že je velmi patrné na vzdálenosti i stovek slunečních poloměrů. Zemská magnetosféra a atmosféra nás chrání před škodlivými účinky slunečního záření.
Toto je stereografický obraz Slunce. Chcete-li lépe vidět objem obrazu, musíte použít brýle s vícebarevnými brýlemi – červené a modré. (11. listopadu 1992).
Slunce je plazmová koule. Jinými slovy, skládá se ze „směsi“ nabitých částic – jader atomů vodíku a helia a také elektronů. Slunce se stejně jako Země otáčí kolem své osy. Pohyb částic, které tvoří Slunce, vytváří magnetické pole naší hvězdy. Je 6krát silnější než Země. V oblastech slunečních skvrn je magnetické pole Slunce obzvláště silné.
Samotný vzhled skvrn je spojen s magnetickými procesy. Skvrny se objevují v párech tam, kde zkreslené magnetické siločáry vystupují a vstupují na povrch. Dvojice slunečních skvrn tvoří dvojici polních pólů – jižní a severní. Během let zvýšené sluneční aktivity je magnetické pole více zkreslené a je zde více slunečních skvrn. Během let „tichého“ Slunce nemusí být vůbec žádné sluneční skvrny. Za období změny sluneční aktivity se přibližně považuje: Po objevení slunečních skvrn mohou trvat několik hodin až několik měsíců. Tvar a velikost skvrn se liší. Jejich teplota je nižší než teplota zbytku povrchu Slunce, a proto se jeví jako tmavé. Studené skvrny lze uvažovat pouze ve vztahu k jiným částem povrchu Slunce.
Viditelný povrch Slunce se nazývá fotosféra. Jeho tloušťka je asi 300 km. Se silným rozlišením detailů lze dalekohledem vidět, že fotosféra má zrnitou strukturu. Hmota na Slunci se neustále pohybuje a v oblastech obsazených granulemi stoupá k povrchu a v intervalech mezi nimi klesá.
Dále hlouběji se rozšiřuje zóna konvekce – zóna, ve které se díky konvekci přenáší energie ze středu do vyšších vrstev. Zde se zdá, že se látka smísí.
Ze středu Slunce do konvekční zóny se energie přenáší zářením. Každému fotonu však trvá miliony let, než projde touto zónou: světlo je látkou opakovaně absorbováno a znovu vyzařováno.
Ve středu je husté a horké jádro, ve kterém probíhají jaderné reakce.
Nad fotosférou, během zatmění Slunce, můžete vidět sluneční atmosféru, skládající se z chromosféry, malé načervenalé vrstvy přiléhající k viditelnému povrchu, a sluneční koróny – řídký a horký (~1 000 000 K) vnější obal, který se rozprostírá do dálky. o pěti poloměrech Slunce.
Všechny hvězdy hlavní sekvence jsou strukturovány podobným způsobem.
Povaha Slunce a hvězd obecně není zcela jasná. Vzhledem k velké závislosti všech pozemšťanů na tom, jak se naše hvězda chová, je studium Slunce důležitým odvětvím astronomie. Navíc je to jediná hvězda, kterou máme na dosah ruky.
Pozorovat Slunce dalekohledem, dalekohledem nebo dalekohledem bez speciálních tmavých slunečních filtrů je nemožné. Zničíte si zrak. Astronomové o tom někdy temně žertují: „Na Slunce se můžete dívat dalekohledem bez filtru pouze dvakrát: jednou levým okem a jednou pravým.“
Velikost slunečního disku na obloze je půl stupně. Pomocí solárního tmavého filtru můžete na jeho povrchu vidět tmavé skvrny. Mají teplotu jen o jeden a půl tisíce stupňů nižší než zbytek povrchu, zahřátý na 5 K. Denním pozorováním slunečních skvrn nacházejících se v různých zeměpisných šířkách Slunce můžete získat zřejmé důkazy, že Slunce je plyn. Skvrny se budou vůči sobě pohybovat. Skvrny blíže rovníku začnou překonávat skvrny střední šířky. Plynová koule se otáčí různými rychlostmi v různých zeměpisných šířkách: vrstvy plynu se vzájemně posouvají, což potvrzují změny vzájemných poloh skvrn. Doba rotace Slunce kolem své osy na rovníku je asi 800 dní a na pólech – asi 25 dní.
Všimněte si také, že sluneční kotouč je na okrajích tmavší. Je to dáno tím, že v těchto směrech musí sluneční paprsky překonat větší vrstvu sluneční atmosféry. Z podobných důvodů při západu a východu Slunce na Zemi vidíme jak Měsíc, tak Slunce tmavší a načervenalé. Světlo z těchto nebeských těles se šíří zemskou atmosférou na větší vzdálenost. Pokud slovem jasně nerozumíte, jak se to děje, nafoukněte balónek. Podívejte se skrz něj na světlé okno. Určitě uvidíte, že okraje koule budou tmavší. Světlo z okna zde musí procházet větší vrstvou gumy.
Slunce je velmi aktivní. Při zatmění jsou viditelné protuberance – emise hmoty různých velikostí a také erupce. Pomocí speciálního vybavení lze záblesky vidět na pozadí zbytku povrchu. Představují silné emise energie a hmoty. Teplota záblesku je vyšší než průměrná povrchová teplota. Výskyt erupcí je spojen s nehomogenitami (deformacemi) magnetického pole. Vzplanutí generuje zvýšení korpuskulárního (částicového) proudění ze Slunce – sluneční vítr. Sluneční vítr na Zemi způsobuje magnetické bouře a polární záře.
Slunce, jak jsme řekli, vyzařuje ve všech vlnových délkách. Vědci sledují denní světlo v celém jeho rozsahu, protože sluneční aktivita velmi ovlivňuje povětrnostní podmínky na Zemi, pokud je počasí chápáno v širším smyslu.
Ze Země je také Slunce studováno pomocí speciálních slunečních dalekohledů. Jejich zvláštnost spočívá v tom, že takové systémy obsahují dvě zrcadla. Jeden z nich se otočí za Sluncem, sleduje jeho pohyb po obloze a odráží světlo do stacionárního zrcadla. Existuje několik, včetně mezinárodních, programů pro studium Slunce. Pro nejjednodušší amatérská pozorování stačí malý dalekohled. Existují speciální vesmírná výzkumná vozidla určená pouze pro pozorování Slunce.
Není možné se dívat na Slunce bez filtru, který silně absorbuje světlo. Pamatujte, že třícentimetrová lupa může zapálit oheň ze slunečního světla, ale dalekohled posbírá mnohem více světla. Nejspolehlivější a nejbezpečnější způsob pozorování je na bílé obrazovce instalované za okulárem dalekohledu.
Na stránku věnovanou zatmění Slunce
1,99. 10 30 kg
1 392 000 km
Výběr 12 faktů o hvězdě nejbližší Zemi – Slunci.
1. Slunce je nejbližší hvězda k Zemi
Slunce je obří plazmová koule nacházející se ve vzdálenosti asi 150 milionů km od nás, uvnitř které probíhají termonukleární reakce. Naše hvězda je typická hvězda třídy G a je uprostřed svého životního cyklu. Jeho povrchová teplota je 5780 Kelvinů. Proto je jeho emisní spektrum téměř bílé. Nažloutlá barva nastává, když její paprsky procházejí zemskou atmosférou.
Rozmístění svítidel různých velikostí ve vesmíru není stejné. Proto je Slunce ve skutečnosti větší než 90 procent hvězd v jeho okolí. Navíc funguje jako standard. Podle něj posuzujeme, jak jsou strukturovány jiné podobné objekty.
2. Prvek helium dostal svůj název podle Slunce
Když se lidé poprvé pokusili určit chemické složení naší hvězdy z jejího spektra, viděli emisní čáry neznámého prvku. Nějakou dobu se věřilo, že je přítomen pouze tam, a tak byl pojmenován po řeckém bohu Slunce – heliu. Později byla tato látka nalezena na Zemi, ale název zůstal.
Slunce je tvořeno asi ze čtvrtiny héliem. Dalších 73 procent tvoří vodík, zbytek jsou těžší prvky. Právě díky termonukleární reakci přeměny vodíku na helium naše hvězda získává energii.
3. Hmotnost Slunce je 500krát větší než hmotnost všech planet kolem něj
Slunce tvoří 99,866 procent hmotnosti Sluneční soustavy. To znamená, že váží asi 500krát více než všechny planety a asteroidy dohromady. Dokonce i hmotnost Jupiteru je pouze jedna tisícina hmotnosti naší hvězdy.
Pokud jde o Zemi, je přibližně 333 tisíckrát lehčí než Slunce. Vešlo by se do něj 1,3 milionu planet podobných Zemi. Hustota naší hvězdy je navíc přibližně o 40 procent větší než hustota vody.
4. Slunce má korunu
Sluneční koróna je vnější obal naší hvězdy. Skládá se z výčnělků a různých plazmatických erupcí. Typicky mají tyto útvary délku stovek tisíc kilometrů, tedy delší, než je vzdálenost od Země k Měsíci.
Sluneční koróna je zároveň jednou z nejžhavějších částí hvězdy. V průměru je jeho teplota 1 – 2 miliony kelvinů. Někdy se v něm však objevují horké oblasti, jejichž teplota může dosáhnout 20 milionů Kelvinů. Sluneční korónu lze vidět ze Země, pokud pozorujeme naše svítidlo, když je Měsíc zcela zatemněn.
5. Na Slunci jsou skvrny
Vrstva povrchu Slunce, která vyzařuje viditelné světlo, se nazývá fotosféra. Existují chladnější oblasti, které se zdají tmavé. Není možné se na naši hvězdu dívat dalekohledem, ale pokud použijete tmavé filtry, zviditelní se velké skupiny skvrn.
Sluneční skvrny jsou oblasti na Slunci, kde jsou linie jeho magnetického pole zkreslené a přerušené. Proto právě v takových oblastech dochází k silným plazmovým emisím, které se nazývají sluneční erupce. Solar Orbiter byl vypuštěn ke studiu těchto procesů.
6. Sluneční vítr může způsobit magnetické bouře na Zemi
Magnetické pole Slunce neustále urychluje nabité částice. Říká se jim sluneční vítr. Obvykle je jeho intenzita příliš slabá na to, aby ublížila lidem na Zemi.
Ale během slunečních erupcí se uvolňuje velké množství nabitých částic. Někdy může z naší hvězdy dokonce vypadnout velký kus plazmy. Tento jev se nazývá koronální ejekce.
Pokud takové částice nebo plazma narazí na naši planetu, interagují s jejím magnetickým polem a atmosférou. Vzniká magnetická bouře, která se může projevit v podobě polárních září. To vede k narušení elektrických a rádiových zařízení a ke zhoršení životních podmínek lidí s chronickými nemocemi.
7. Sluneční aktivita se s určitou periodou mění
Sluneční erupce probíhají chaoticky v tom smyslu, že nikdo nemůže s jistotou říci, kdy vybuchne jakákoli skvrna, která se aktuálně nachází na povrchu hvězdy. Může za tím být mechanismus, kterému zatím nerozumíme.
Počet spotů ale podléhá určité periodicitě. Během 11 let konzistentně prochází maximem a minimem. Nyní se nacházíme ve 25. cyklu od začátku pozorování naší hvězdy. Další vrchol jeho činnosti bude v roce 2025. Co přesně tuto periodicitu způsobuje a zda se perioda oscilace v čase mění, vědci nevědí.
8. Úplné zatmění Slunce se nakonec zastaví.
Zatmění Slunce je situace, kdy se Měsíc objeví mezi Zemí a Sluncem a zcela nebo částečně zakryje svítidlo na určité části naší planety. Dráha naší družice je vůči rovině ekliptiky nakloněna, takže k tomu nedochází každých 29 – 30 dní (trvání celého cyklu lunárních fází), ale dvakrát až pětkrát ročně.
Úplné zatmění Slunce je situace, kdy Měsíc zcela zakryje Slunce. Existují také částečná a prstencová zatmění. Ty jsou pozorovány, když je náš přirozený satelit ve vzdálené části své oběžné dráhy a jeho disk je příliš malý.
Zhruba za 600 milionů let úplné zatmění Slunce ustane. Měsíc se od nás bude postupně vzdalovat na vzdálenost, ve které se bude vždy zdát menší než Slunce. Pak bude možné pozorovat pouze částečná a prstencová zatmění.
9. V létě je Země dále od Slunce než v zimě
Země se pohybuje kolem Slunce po eliptické dráze. To znamená, že vzdálenost od něj se během roku buď zvyšuje, nebo snižuje. Navíc změna mezi zimou a létem není spojena s touto skutečností, ale se sklonem osy k ekliptice. Pokud je na severní polokouli léto, na jižní polokouli je zima a naopak.
Země zároveň míjí perihélium – bod své oběžné dráhy nejblíže Slunci – v lednu, kdy je na severní polokouli uprostřed zimy. A aphelion je nejvzdálenějším bodem – respektive v létě. V roce 2022 se tak stane 4. července.
10. Slunce vyzařuje více než jen viditelné světlo
Stejně jako všechny hvězdy i Slunce vyzařuje širokou škálu elektromagnetických vln. Z nich očima vnímáme jen malou oblast od 380 nm (fialová) do 740 nm (červená). Pokud se posuneme dále v rostoucích vlnových délkách, můžeme se nejprve setkat s infračerveným zářením a poté s rádiovými vlnami.
S klesající vlnovou délkou přichází na řadu ultrafialové záření, jehož většinu zlikviduje atmosféra, a menší část nám dává opálení; pak rentgenové záření a nakonec gama záření.
Na všech těchto frekvencích Slunce vyzařuje s různou intenzitou. V některých částech spektrálního rozsahu se o něm lze dozvědět více než ve viditelném světle. Proto významná část vesmírných a pozemních zařízení pozorujících naši hvězdu tak činí mimo „barvy“ dostupné lidskému oku.
11. Záření ze Slunce se zvyšuje
Intenzita záření naší hvězdy se pomalu zvyšuje. Když se před 4,5 miliardami let zrodilo, bylo asi o 25 % slabší než nyní. Od té doby se jeho jas postupně zvyšoval.
Co se stane v budoucnu, není známo kvůli nedokonalosti našich znalostí o tom, jak sluneční záření souvisí se skleníkovým efektem. Je docela možné, že do 1 miliardy let bude kvůli zvýšení svítivosti Slunce život na Zemi nemožný. Jiné studie ukazují, že k tomu dojde za 3,5 miliardy let.
12. Slunce se stane červeným obrem
Ve věku 10,9 miliardy let začne docházet vodík v jádru Slunce. Nafoukne se a za pár set milionů let se promění v podobra – oranžovou hvězdu, jejíž poloměr bude 2,3krát větší než její současný.
Ve věku 12,2 miliardy let začne ve vnějších vrstvách Slunce termonukleární reakce a začne ještě více bobtnat. Naše hvězda se promění v červeného obra a pohltí vnitřní planety. Tyto proměny skončí tím, že vnější vrstvy rudého obra vyletí do vesmíru a ty vnitřní se smrští a promění v bílého trpaslíka.
Pouze ty nejzajímavější zprávy a fakta na našem kanálu Telegram!
Oblíbený:
- Věděl jsi? 12 zajímavých faktů o Jupiteru
- NASA vybrala soukromé společnosti, které doručí náklad na Měsíc
- Jak bude Solar Orbiter zkoumat sluneční skvrny
- Deset let života Slunce očima SDO
- Na Slunci směrem k Zemi došlo k silné erupci
