Солнце

Главная > Естественные науки > Астрономия > Солнечная система > Солнце
Солнце и солнечная активность
  • Macca: 2 * 1030 кг.
  • Диаметр: 1 392 000 км.
  • Плотность: 1,416 г/см3.
  • Температура поверхности: +5500 °C.
  • Период вращения (сутки): 88 земных суток.
  • Светимость: 3,86 * 1023 кВт.
  • Ускорение свободного падения: 274 м/c2.

Разделы страницы о Солнце как звезде:

Также смотрите страницу о структуре Солнечной системы, ее положении и движении в Галактике:


Обзорная информация о Солнце

Солнце — плазменный шар, находящийся на среднем расстоянии от Земли около 149 600 000 км (свет проходит это расстояние за 8 мин). Вследствие эллиптичности орбиты Земли расстояние до Солнца меняется от 147-106 км в начале января до 152-106 км в начале июля. В первом приближении Солнце шарообразно, его диаметр 1 390 600 км, что в 109 раз больше диаметра Земли, а объем в 1 300 000 раз больше объема Земли. Солнечная масса равна 1,989·1033 г, что больше массы Земли в 333 000 раз, причём в Солнце сосредоточено 99,866% массы Солнечной системы и лишь оставшиеся 0,134% приходятся на планеты, их спутники, а также на множество комет, астероидов и космической пыли. Тем не менее, на эти 13% массы приходится около 98 % момента количества движения (углового момента) Солнечной системы. Средняя плотность солнечного вещества 1,41 г/см3, что составляет 0,256 средней плотности Земли, т.е. почти четвертую часть. Солнечное вещество содержит по массе более 70% водорода, более 20% гелия и около 2% других элементов.

Скорость обращения Солнца вокруг центра Галактики — около 250 км/с; по отношению к ближайшим звездам Солнце движется со скоростью порядка 20 км/с. Солнце поднимается над плоскостью Млечного пути и опускается под нее с периодом порядка 66 млн лет [Бакулин и др., 1977] [т.е., 1 раз в 33 млн. лет пересекает эту плоскость, что уже называлось другими (~30 млн. лет) и эта осцилляция связывалась с одним из периодов пиковых астероидно-кометных бомбардировок]. При своем движении [орбитальном и осцилляционном] Солнце проходит участки межзвездного пространства различной плотности. Состояние гелиосферы определяется, с одной стороны, деятельностью Солнца, а другой — условиями в околосолнечной межзвездной среде. Состояние и структура гелиосферы являются факторами, существенно влияющими на состояние магнитосферы и атмосферы Земли

Средний период вращения Солнца вокруг оси, интегрированный по всем широтам, составляет 25,38 сут. Солнце обращается вокруг своей оси с угловой скоростью, убывающей по мере удаления от экватора к полюсам. Результат такого дифференциального вращения Солнца можно наблюдать на его поверхности: экваториальная зона вращается несколько быстрее (14,4° за сутки), чем высокоширотные зоны (~10° за сутки у полюсов). Скорость на экваторе составляет около 2 км/с, при этом энергия вращения (определённая по вращению поверхности) составляет 2,4·1042 эрг.

Теоретические оценки показывают, что давление в центре Солнца превышает давление у поверхности Земли примерно в 10 млрд раз, а температура достигает 16 млн градусов. Параметр, характеризующий полное количество энергии, излучаемое звездой в единицу времени, называемый эффективной температурой поверхности, для Солнца равен Тэф = 5780 K.

Формирование и звёздная эволюция Солнца

По расчётам, Солнечная система образовалась 4 596 млрд лет назад. Солнце - ? млрд лет назад.

Будущее Солнца как звезды

В  астрофизике считается, что звезды, подобные Солнцу, в конце своей "термоядерной жизни" постепенно утратят свою атмосферу и войдут в асимптотическую ветвь гигантов (AGB). Это звезды, которые выжгли свое топливо, превратились в красные гиганты и впоследствии начали пульсировать, пока не умерли окончательно, разбросав свое вещество, которое станет сырьем для формирования новых звезд и планет.

Считается, что и Солнце закончит подобным образом: быстро распухнет вплоть до орбиты Земли, проживая период старости, а затем потеряет все свои околозвездные оболочки, превратившись в белого карлика. Согласно расчётам по этой схеме Солнце через 7,7 миллиардов лет станет больше своего настоящего размера в 120 раз и поглотит Меркурий с Венерой. А спустя ещё 100 миллионов лет оно станет "белым карликом" и вырастет до размеров существующей орбиты Земли [которая тоже, возможно, вырастет и удалится от Солнца].

Однако, основываясь на новых астрономических наблюдениях, можно предположить другую картину: Солнце не будет распухать, а сразу взорвётся :(

Гелиофизика и ритмы солнечной активности

Солнечная активность – это целый класс процессов, связанных с переменностью многих параметров нашей звезды, таких как излучение на разных частотах, количество солнечных пятен и поток заряженных частиц, выбрасываемых в космическое пространство. Наиболее известное проявление солнечной активности – это изменение числа солнечных пятен. Первые письменные свидетельства пятен на Солнце относятся к 800 году до н.э., а с изобретением в XVII веке телескопа наблюдения за ними начинают проводиться и в Европе. В первой половине XIX века астроном-любитель Генрих Швабе обнаружил периодичность в количестве видимых пятен на диске Солнца. Так был открыт 11-летний цикл солнечной активности. Это открытие вызвало большой интерес в научном мире, и швейцарский астроном Рудольф Вольф организовал первую службу Солнца в Цюрихе.

С тех пор наблюдения за Солнцем проводятся регулярно. Позже были обнаружены и другие циклы активности Солнца: 22-летний, вековой и т.д. В периоды минимума активности пятна могут вообще не наблюдаться на поверхности Солнца, в то время как в годы максимума их число достигает десятков сотен.

Температура солнечного пятна примерно 4000К, что на 2000К меньше температуры других областей фотосферы. Поэтому при наблюдениях в телескоп со светофильтром пятна кажутся более темными областями, по сравнению с окружающей поверхностью. Исследования Солнца в XX веке показали, что пятна – это области выхода в фотосферу мощных магнитных полей. Потемнение фотосферы в этих областях объясняется тем, что мощные сгустки магнитных силовых линий препятствуют конвективным движениям вещества из более глубоких слоев. Это и приводит к снижению потока тепловой энергии.

Ученые уже давно пытаются разобраться в причинах цикличного поведения Солнца. Известно, что в начале 11-летнего цикла солнечное магнитное поле имеет дипольную конфигурацию и направлено преимущественно вдоль меридианов (такое поле называют «полоидальным»). В максимуме цикла оно сменяется полем, направленным вдоль параллелей («тороидальное»). В конце цикла поле вновь сменяется на полоидальное, но теперь оно направлено в сторону, противоположную направлению начала цикла.

За генерацию магнитных полей, а также за образование солнечных пятен отвечает процесс, называемый «солнечное динамо». Эта модель как раз объясняет наблюдательные особенности. Из-за того что экваториальные области Солнца вращаются быстрее, чем полярные («дифференциальное вращение»), изначально полоидальное поле, увлекаясь вращающейся плазмой, должно растягиваться вдоль параллелей, приобретая тем самым тороидальную компоненту. Этот процесс получил название «омега-эффект».

Чтобы цикл мог продолжаться снова и снова, тороидальное поле должно каким-то образом снова преобразовываться в полоидальное. В 1955 году американский астрофизик Юджин Паркер показал, что объемы солнечной плазмы должны вращаться за счет сил Кориолиса. Эта сила и растягивает компоненты магнитного поля, превращая тороидальные магнитные поля в полоидальные (так называемый «альфа-эффект»). Считается, что этот эффект возникает в непосредственной близости от поверхности Солнца в районе пятен. Но эта теория не может объяснить наблюдаемую продолжительность солнечного цикла.

А ученые из центра имени Гельмгольца Дрезден-Россендорф (HZDR) предлагают новую теорию циклов солнечной активности. В работе, опубликованной в журнале Solar Physics, они показали, что 11-летний цикл может быть вызван приливным влиянием некоторых планет Солнечной системы, а именно Венеры, Земли и Юпитера. Исследователи обратили внимание, что эти три планеты выстраиваются в одном направлении примерно раз в 11 лет.

Вероятно, конфигурацией планет нужно объяснять все "разношёрстные" циклы СА, а не только кратные 11-12 годам.

К слову, взгляните на следующее наблюдение:

Циклы солнечной активности

Основные циклы главнейших явлений атмосферы, гидросферы и литосферы, в связи с солнечной активностью (по А. В. Шнитникову, 1949, 1951 и др.):


п/п
Приблиз.
длит-сть, г
Кратность Автор и год
публикации
Явления с данным
циклом изменчивости
Типы
явлений
Период
анализа
Примечания автора
I. Внутривековые ритмы СА (3-40 лет)
I-A. Фазы 11-летнего цикла (2,85; 5,7...)
1 2,7 1/4 = 2,85
2 3 Клаф, 1905, 1925 Напряженность магнитного поля, метеорологические IV-XIX вв. Геофизические
3 3
4 2,6-3,3
5 5,6 1/2 = 5,7
6 5,7
7 5,7
8 7
I-B. Близкие 11-летнему циклу (9-13 лет)
9 9
10 10-11 10,5
11 10,4-10,7
12 10,4-11,5 11
(2,85*4=11,4)
13 11
14 11
15 11
16 9-13 (~11)
17 11,4
I-C. Больше 11-летнего цикла
18 16 3/2 ~ 17
19 16-18 (~17)
20 17-18 (~17,5)
21 20 ~21,2
(2 = 22,8)
(2,85*7~20)
22 21
23 21,2
24 22
25 21-24 (~22,5)
26 28-31 (~29,5) ~31
(2,85*10=28,5)
(2,85*11~31,4)
27 29-33 (~31)
28 30-35 (~32,5)
29 ~35 ~35
(3 = 34,2)
30 ~35
31 30-40 (~35)
32 30-40 (~35)
33 27-47 (~37)
II. Вековой ритм СА (70-101)
1 70 73
(6 ~ 68)
2 73
3 73
4 80-90 (~85) ~85
(7 ~ 79,
8 ~ 91)
5 89
6 90-92 (~91)
7 100 ~100
(9 ~ 103)
8 101
III. Многовековые ритмы СА (160-1900)
III-A. Циклы в несколько столетий (менее 1000 лет)
1 160 14 ~ 160
2 189 189
(16 ~ 182)
3 189,4
4 280 ~300
(26 ~ 296)
5 300
6 300
7 300
8 200-400
9 521 ~560
(50 ~ 570)
10 500-600 (~550)
11 570
12 500-640 (~570)
13 600
III-B. Многостолетние циклы (более 1000 лет)
14 1400 ~1450
(128 ~ 1459,
130 = 1482)
15 1500
16 1700 ~1800
(156 ~ 1778,
160 = 1824)
17 1700
18 1800
19 1800
20 1800-1900
21 1800-1900

Внутривековые ритмы СА

11-летние циклы солнечной активности и кратные им

Наиболее известным и изученным является 11 летний цикл, открытый Генрихом Швабе и подтвержденным Робертом Вольфом, который исследовал изменение активности солнца за два с половиной столетия при помощи предложенного им индекса Вольфа:
W = k (10g + f),
где f и g – соответственно число пятен и число групп пятен, а k – корректирующий множитель, определяемый для каждого наблюдателя и инструмента. Изменение Активности солнца с периодом равным 11,1 года носит название закона Швабе - Вольфа.

Был также открыт 22-летний цикл солнечной активности, который определяет эволюцию магнитных полей на Солнце, однако, во многих глобальных индексах СА он прослеживается весьма слабо. Это говорит о том, что данный цикл является циклом качественных, а не количественных характеристик.

Глобальный магнитный цикл Солнца проявляется в виде следующих особенностей:

  1. 11-летняя периодичность числа солнечных пятен (закон Швабе-Вольфа);
  2. смещение к экватору зоны пятнообразования в течение 11-летнего цикла (закон Шперера);
  3. закон Хейла о полярности пятен, согласно которому ведущие и следующие пятна в биполярных группах имеют противоположную полярность. Через каждые 11 лет происходит смена порядка полярности в биполярных группах;
  4. 22-летняя смена полярности магнитного поля на полюсах Солнца в эпоху максимумов 11-летних циклов;
  5. две ветви активности в глобальном магнитном цикле: полярная, связанная с полярными факелами, начинающаяся сразу после смены знака магнитных полей, и экваториальная, связанная с солнечными пятнами.

Также предполагается существование 33, 44 и 55 летних циклов изменения активности. Установлено что величина максимума циклов меняется с периодом около 80 лет.

Околовековые ритмы СА

Солнечная активность (11 летний цикл) в 1940-2020 годах

В настоящее время прямые наблюдения Солнца насчитывают чуть больше 400 лет. Это позволило достаточно хорошо изучить характеристики 11-летних циклов и установить, что в изменениях высоты 11-летних циклов присутствуют долговременные циклы, получившие название вековых. Впервые на наличие много[десяти]летнего цикла продолжительностью 66–83 года обратил внимание Вольф, располагавший данными о солнечной активности примерно за два вековых цикла, поэтому он и считается его первооткрывателем.

С использованием более информативного индекса Шове (сконструирован также по полярным сияниям) было установлено, что продолжительность слабовыраженных вековых циклов доходит до 70 лет, а хорошо выраженных – составляет более 100 лет, то есть наблюдается зависимость продолжительности от мощности векового цикла. Средняя продолжительность вековых циклов по оценкам разных авторов колеблется от 79 до 93 лет. Более поздние исследования, посвященные этому вопросу, приведены в работах Наговицина Ю.А., где представлены данные об изменениях продолжительности долговременных циклов солнечной активности, выявленных по различным солнечно обусловленным явлениям, которые показывают, что интересующие нас долговременные циклы по продолжительности концентрируются в районах 60, 90, 130, а возможно, и более лет.

В монографии В.Ф. Чистякова утверждается, что наблюдается цепочка двух видов вековых циклов типа 95–115–95–115 лет и так далее, которая была прослежена автором на протяжении последних 1600 лет. Причем 95-летние циклы имеют крутую ветвь подъема и отлогую ветвь спада, а 115-летние наоборот. Из анализа этих результатов следует, что текущий вековой цикл имеет продолжительность 115 лет и его минимум наступит в 2020 г. Текущий 115-летний и последующий за ним 95-летний циклы сомкнутся крутыми ветвями, поэтому в минимуме этих вековых циклов будет наблюдаться два относительно слабых 11-летних цикла. Первый из которых мы сейчас, по-видимому, и наблюдаем.

Многовековые ритмы СА

Солнечные пятна за последние 4 века

Гелиофизики, изучив кольца на спилах деревьев, ленточную глины, сталактитам, залежам ископаемых, раковинам моллюсков и другие признаки, предположили существование и более продолжительных циклов, длительностью около 110, 180, 210, 420, 600-800 лет и более длительные сверхвековые циклы 1000, 2400 (2300 - «цикл Холлстатта»), 35000, 100000 и, даже, 200 - 300 миллионов лет!

В минимумы двухвековой цикличности наблюдаются устойчивые ослабления солнечной активности. Они длятся десятки лет и носят название глобальных минимумов.

Посмотрите, как 180-летниц ритм СА проявляется в парадах планет:

Период Маундера (400-500 лет)

Маундеровский минимум (Минимум Маундера) — период долговременного уменьшения количества солнечных пятен в 1645—1715 годы (60 лет). По подсчётам английского астронома Эдварда Уолтера Маундера (1851—1928), за этот период наблюдалось всего около 50 солнечных пятен вместо обычных 40-50 тысяч. Изотопный анализ позволил выявить 18 минимумов активности Солнца за последние 8000 лет, включая минимум Шпёрера (1450—1540 или 1400-1510 - 110 лет) и минимум Дальтона (1790—1820).

Следовательно периодичность этих минимумов составляет 8000/18 = 444,4 ~ 450 лет [40 11-летних циклов], а длительность - несколько десятков лет [причем, видимо, в промежутках - через 150—200 лет - могут быть промежуточные минимумы типа последних двук названных]. Если так, то в XXI веке может наступить новый минимум.

Кроме того, во время Маундеровского минимума наблюдалось падение интенсивности полярных сияний и скорости вращения Солнца. Согласно Л. В. Константиновской ("Солнечная активность", 2000?), с 1660 по 1680 год (в минимум и Маундера) кроме минимума СА наблюдались следующие события:

  1. в Солнечной системе — большое количество комет, плоскость орбит которых имела большой наклон к эклиптике (равный наклону галактики);
  2. Солнце — увеличило скорость своего вращение на экваторе на 3-4%; увеличилась в 2 раза разность скоростей вращения Солнца на широтах 0-20 градусов;
  3. у Земли — увеличилось вращение вокруг своей оси; был малый ледниковый период (замерз Дунай, и размер колец на деревьях уменьшился).

Согласно Т. В. Гайворонской (2011), СА и земная сейсмичность - противоположные явления. Следовательно, в минимумы СА, повторяющихся с этим периодом, должно наблюдаться и повышение количества землетрясений.

Новости по изучению Солнца и его новым загадкам

Солнце - планета преобразующей энергии в астрологии

Солнце - это основная Планета в гороскопе. Положение Солнца в Зодиакальном круге указывает на то, кто мы, как говорят, "по Знаку Зодиака". Это основная вибрация, основной тон нашей энергетики. Солнце даёт нам свою энергию для творчества, для принятия существенных решений, когда человек должен выступить в роли Творца своей маленькой Вселенной и при этом что-то разрушить, а что-то создать, то, чего раньше не было. С Солнцем связана жизненная, эфирная энергия, организующая структуру земных биологических организмов. Свет и тепло, излучаемые Солнцем - только небольшая, плотная, часть энергии, транслируемой на Землю. Тонкая составляющая энергии Солнца - это что-то вроде спор жизни, эфирных сперматозоидов.

Действие этой энергии человек воспринимает как способность к творчеству, способность принять решение, решительность. Как желание жить, наслаждаться жизнью в различных её проявлениях. Как способность к половому акту, что-то вроде команды к выбросу семени у мужчины и готовности к зачатию у женщины. По мере эволюционного роста человека использование им Солнечной энергии развивается от стремления к разрушению, удовлетворению похоти и получению материальных благ, к подлинному творчеству в Высших сферах бытия, к созданию целых Вселенных...

В  Солнечной энергетике реализуется мужской, отцовский аспект осознания, ключевыми словами для понимания которого являются "активный", "дающий", "творческий", "оплодотворяющий". Поэтому проявление Солнечной энергетики наиболее заметно у мужчин, а также у женщин, взваливших на себя мужские функции или обязанности.

Согласно данным норвежских учёных, люди, рождённые в год спокойного Солнца, живут дольше примерно на 5 лет.

Литература о геогелиофизике и гелиоклиматологии

Библиография работ по изучению солнечной активности (СА), её циклам, и воздействию Солнца на земные процессы: климат, увлажнённость, сейсмичность, вулканизм, общественные явления... Взято, в основном из Эйгенсона (1963).


Главная > Науки о природе > Астрономия > Солнечная система :

О Солнечной системе | Солнце | Вулканоиды | Меркурий | Венера | Земля | Марс | Астероиды | Юпитер | Сатурн | Уран | Кентавры | Нептун | Пояс Койпера | Седна | Облако Оорта | Метеориты

Связанные темы: Астрология | Календари

На правах рекламы (см. условия):    


© «Сайт Игоря Гаршина», 2002, 2005. Пишите письма (Письмо И.Гаршину).
Страница обновлена 21.11.2017
Я.Метрика: просмотры, визиты и хиты сегодня