Как выглядит солнце в космосе: Как выглядит Солнце с каждой из планет Солнечной системы

Ученые показали, как выглядит Солнце на самом деле (ВИДЕО)

• Главная
• Новости

30 янв 2020 в 12:47

Национальный научный фонд (США) опубликовал сегодня на своем аккаунте в Twitter съемку Солнца с небывалым до сего дня разрешением и качеством – на видео в ускоренном режиме запечатлена грануляция солнечной фотосферы.

Кадры нижнего слоя атмосферы Солнца были получены благодаря работе телескопа Daniel K. Inouye Solar Telescope на Гавайских островах.

На видео показан микроскопический участок фотосферы площадью чуть больше всей суши Земли, на нем можно видеть, как возникают и сливаются гранулы – вершины колонн конвекции, образующихся в конвекционной зоне звезды. Скорость движения плазмы в гранулах составляет порядка 200-400 м/с.

В фонде отметили, что возможность непосредственно и в столь микроскопических масштабах наблюдать за гранульной структурой фотосферы сквозь корону и хромосферу позволит предсказывать образование солнечных вспышек за несколько дней.

The NSF’s Inouye Solar Telescope provides unprecedented close-ups of the sun’s surface, but ultimately it will measure the sun’s corona – no total solar eclipse required. 😎

More: https://t.co/UsOrXJHaY1 #SolarVision2020 pic.twitter.com/DO0vf9ZzKC

— National Science Foundation (@NSF) January 29, 2020

10795 просмотров

• Новости
• Мировые новости
• Общество
• космос
• наука в мире
• Гавайские острова
• Ещё …

Поделиться:

Распечатать:

Подписывайтесь на наш Телеграм канал

РЕКЛАМА

ТАКЖЕ ПО ТЕМЕ

Иран намерен запустить два спутника Nahid

Роскосмос: предпосылок для использования рекомендаций по срочному спуску с МКС нет

Российским космонавтам снова запретили выход в открытый космос

Россия и Иран объединились в космической сфере

16:10

МИД Азербайджана продолжает опровергать фейки других государств о якобы блокаде Лачинской дороги

16:03

Первый Центрально-Азиатский медиафорум стартовал в Астане

15:53

Путин: Аргентина заслужила победу на чемпионате мира в Катаре

15:41

В Турции спасли россиян, которые заблудились в горах

15:29

Рост цен стал главным страхом россиян в 2023 году

15:17

Двое жителей Адыгеи получили длительные сроки за помощь террористам

15:09

Отправку Саакашвили в Грузию охарактеризовали как спецоперацию

15:02

Подозреваемого в «яичном» нападении на депутата задержали в Батуми

15:00

Тегеран и Брюссель возвратились к ядерной сделке?

14:58

Улицу Гоголя в Краснодаре перекроют на несколько дней

Гия Саралидзе и Камран Гасанов о ситуации в Карабахском экономическом районе

Дмитрий Лорткипанидзе: Грузия имеет все возможности примирить Баку и Ереван

В канун Нового года представительство Фонда Гейдара Алиева в России устроило праздник для детей-сирот

Что происходит в Лачинском коридоре?

Мнение Ибрагимова.

Власти Ирана не щадят протестующих

Инфоповод. Азербайджан и Армения. Непогода в Европе. Авиасообщение Россия-Грузия. ЧМ по футболу 2022

температура, строение, масса, возраст, размер, расположение в космосе, фото, видео

Солнце – ближайшая звезда к Земле. Это также и источник жизни на планете. На заре развития цивилизаций у многих народов именно бог Солнца был самым главным, а все другие божества только подчинялись ему. Характерно, что мифы разных народов по своему объясняли происхождение дневной звезды и ее роль. Сегодня же, в ХХI веке, астрономия может рассказать о Солнце куда больше, чем древние мифы. Поэтому в статье мы расскажем что же происходит внутри звезды и, самое главное: что же будет с ней спустя миллионы лет.

Содержание

1. Общая характеристика
2. Таблица основных физических характеристик Солнца
3. Состав Солнца
4. Строение Солнца
5. Внутренние слои Солнца
6. Ядро
7. Зона лучистого переноса
8. Зона конвективного переноса
9. Атмосфера
10. Фотосфера
11. Хромосфера
12. Корона
13. Магнитное поле
14. Жизненный цикл Солнца
15. Орбита и место расположения Солнца в галактике Млечный Путь
16. Солнечный ветер
17. Солнечные циклы и активность
18. Исследование Солнца
19. Интересные факты о Солнце
20. Как возникло Солнце и сколько ему лет
21. Почему светит Солнце
22. Солнечное затмение

Общая характеристика

Характеристики Солнца важны для понимания его места среди других подобных светил. Солнце являет собой огромный газовый шар, нагретый до невообразимо высоких температур. Диаметр Солнца – 1 млн. 392 тыс. 700 км. Эта величина в 109 раз больше земной. Масса Солнца внушительна и составляет около двух нонниллионов килограмм (1,98⋅1030 кг). Это в 332 946 раз больше земной массы. Интересно, что на массу всех планет, спутников, астероидов, комет, межпланетного газа и пыли, находящихся в Солнечной системе, приходится всего лишь 0,13%. Плотность Солнца несколько больше воды и равна 1,4 г/см3.

Мы наблюдаем Солнце как диск желтого цвета, но на самом деле оно так не выглядит. Звезда излучает белый цвет. Однако у поверхности Земли Солнце выглядит как диск желтого оттенка из-за рассеивания в атмосфере и поглощения части излучения.

В Млечном пути находятся сотни миллиардов таких же звезд, подобных Солнцу. Самая близкая к нашей планете звезда – Проксима Центавра находится на расстоянии свыше четырех световых лет (или около 40 трлн. км).

Солнце – это звезда класса «желтый карлик» — G2V. Это значит, что во Вселенной есть гораздо большие звезды. Так, в Галактике есть объекты, радиус которых в 2 тыс. раз больше солнечного. Радиус Бетельгейзе – ближайшего к нам красного сверхгиганта больше солнечного примерно в 1200 раз.

Если изобразить схему Солнечной системы и поместить внутри нее Бетельгейзе, то она будет простираться до орбиты Юпитера.

Бетельгейзе помещенная в центре Солнечной системы

Расстояние до Солнца от Земли в среднем составляет 150 млн. км — оно равняется одной астрономической единице. Видимый угловой диаметр для наблюдателя с земной поверхности немногим превышает половину градуса. Звезда находится примерно в 26 тыс. световых лет от центра Млечного Пути. Скорость вращения  Солнца вокруг центра галактики – 230 километров в секунду.

Источник тепла и света Солнца – термоядерные реакции. После слияния четырех протонов образуется один атом гелия и энергия. В недрах Солнца происходят и другие реакции, в результате которых, например, образуются атомы металлов.

Приблизительно до 150 астрономических единиц в космосе доминирует так называемый солнечный ветер.

Солнце обращается вокруг своей оси. Вращение это неодинаково. В районе экватора звезда делает один оборот за 25 суток, а в районе полюсов – за 34 суток.

Таблица основных физических характеристик Солнца

Значение	Основные характеристики
Диаметр Солнца в километрах	1 миллион 392 тыс.
Протяженность экватора	4,37 млн. км
Масса	приблизительно 2•1027 тонн
Площадь поверхности	6 трлн. кв. км
Объем Солнца	1,41•1018 км³
Температура поверхности	6000 °С
Температура в центре Солнца	15 700 000 °С
Экваториальный период вращения вокруг оси	25 суток
Период вращения вокруг оси на полюсах	34 суток
Наклон оси вращения к эклиптике	7,25°
Наименьшее удаление до Земли (перигелий)	147,098 млн. км
Наибольшее удаление до Земли (афелий)	152,098  млн. км
Вторая космическая скорость	617 км/с
Ускорение свободного падения	274 м/с2
Мощность излучения	3,828•1026 ватт

Состав Солнца

Солнце состоит из водорода (на его долю приходится  свыше 73 % массы) и гелия (около 25%). Другие вещества присутствуют в ничтожном количестве (около 1,5%). В числе этих полутора процентов – азот, кислород, железо, никель, магний и проч. Химический состав Солнца постоянно изменяется по причине постоянно происходящих реакций ядерного синтеза. Массовая доля водорода неуклонно уменьшается, превращаясь в гелий. Гелий также «выгорает», превращаясь в более тяжелые химические элементы.

Строение Солнца

Ошибочно мнение, будто дневная звезда состоит только из одного разогретого вещества. Строение Солнца довольно сложное. В нем различают шесть слоев. Причем 3 из них внутренние, а 3 образуют так называемую атмосферу. Узнаем подробнее, из чего состоит Солнце.

Внутренние слои Солнца

Внутреннее строение Солнца  долгое время было загадкой для астрономов. Только в ХХ веке ее удалось разгадать. Внутри Солнца находятся следующие слои.

Ядро

Это центральная часть звезды. Здесь происходят реакции ядерного синтеза. Радиус ядра – примерно 150 тыс. км.

Температура внутри Солнца доходит до невообразимых 15 миллионов градусов Кельвина. Давление же здесь составляет около 300 миллиардов атмосфер (свыше 30 000 трлн. Па). Из-за этого плотность солнечного ядра достигает 150 кг/см3 (что в 6,67 раз больше наиболее тяжелого металла на Земле – осмия).

Указанные параметры идеально подходят для реакций ядерного синтеза. Именно здесь появляется энергия, необходимая для поддержания жизни всего живого на нашей планете. Все другие участки Солнца имеют высокую температуру из-за перехода энергии из ядра. Сами они эту энергию не продуцируют.

Зона лучистого переноса

Ее еще называют зоной радиации. Она находится непосредственно над ядром. Радиус внешней границы лучистого переноса составляет 490 тыс. км. Температура медленно снижается до 2 миллионов градусов. Из-за снижения температуры уменьшается давление, в результате чего плотность солнечного вещества достигает 0,2 г/ см3. Конвекционного перемещения в этой зоне нет.

Энергия в зоне лучистого переноса распространяется путем постоянных поглощений, излучений фотонов протонами. Частицы могут двигаться в любом направлении. Этот процесс довольно медленный: из ядра фотон выходит наружу приблизительно 170 тысяч лет. Иными словами, мы сейчас видим свет, образовавшийся на Солнце, когда на Земле была ледниковая эпоха.

Зона конвективного переноса

Толщина конвективной зоны составляет около 200 тыс. километров. Плотность вещества здесь уже невелика, и оно активно перемещается. То есть разогретое вещество интенсивно поднимается вверх, отдает тепло, охлаждается и идет вниз. Скорость конвекции доходит до 6 километров в час. Эти процессы способствуют образованию солнечного магнитного поля.

На поверхности температура Солнца достигает 6 тысяч градусов, а вот плотность примерно в 1000 раз ниже, чем у земной атмосферы.

Солнечная поверхность неоднородна и имеет области с меньшей яркостью. Они называются пятнами. Продолжительность существования пятен – несколько дней. Интересно, что на Солнце могут быть пятна, которые превышают диаметр Земли. На поверхности Солнца также существуют:

• факулы – объекты с повышенной яркостью;
• гранулы – области, покрывающие фотосферу и различимы с Земли;
• супергранулы – объекты большого размера (порядка 35 тыс. км), обволакивающие поверхность Солнца.

Данные современных исследований показывают, что значение конвективных переносов чрезвычайно высоко. Именно в конвективной зоне происходят всевозможные движения солнечного вещества.

Строение Солнца

Атмосфера

Когда говорят об атмосфере Солнца, как правило, выделяют следующие 3 слоя: фотосферу, хромосферу и корону.

Фотосфера

Это самый нижний слой солнечной атмосферы. Это та область, которую мы видим с Земли, ведь Солнце излучает свет и тепло, распространяющиеся на все объекты в Солнечной системе. Толщина этого участка атмосферы – до 400 км.

Из фотосферы, или внешней излучающей поверхности Солнца на Землю попадает большинство излучения. Лучи из глубоко расположенных слоев к нам не поступают. Температура фотосферы снижается с 6000 градусов Кельвина до 4400. Эффективная температура рассчитывается по закону Стефана-Больцмана: мощность излучения абсолютно черного тела прямо пропорциональна температуре тела, возведенной в четвертую степень.

Фотосфера являет видимую поверхность нашей дневной звезды. По ней мы можем определить размеры Солнца и прочие параметры.

Хромосфера

Этот слой расположен над фотосферой. Толщина солнечной хромосферы составляет около 2 тыс. км. С Земли ее наблюдать довольно сложно из-за незначительной яркости. Хромосфера доступна земному наблюдателю во время солнечного затмения. В это время она светится красным светом.

Цвет хромосферы – красный. Название «хромосфера» произошло, по-видимому, от ее цвета. Красный оттенок объясняется тем, что в спектре преобладает линия излучения водорода серии Бальмера.

В толщи этого слоя наблюдаются спикулы – плазменные столбы, которые выбрасываются из нижних слоев. Длина одного такого столба может достигать 20 тыс. км. По мере возрастания высоты температура хромосферы возрастает и достигает 20 тыс. градусов на верхней границе.

Корона

Это самый верхний слой солнечной атмосферы. Ее границы не определены. Солнечная корона характеризуется наличием крайне разреженного вещества. Температура этой области достигает нескольких миллионов градусов. В отдельных ее участках температура может достигать 20 миллионов градусов.

Солнечная корона видна только при полном затмении. Это объясняется тем, что плотность ее вещества крайне мала, а, следовательно, яркость слоя незначительна. Форма короны изменяется зависимо от фазы цикла. В максимум активности она приближается к кругу, а в минимум – вытягивается. Солнечная корона излучает ультрафиолетовые и рентгеновские лучи.

Строение атмосферы Солнца таит в себе много загадок. На сегодня неизвестно, почему температурные показатели солнечной короны достигают столь высоких значений. В короне иногда можно обнаружить протуберанцы. Высота одного такого «факела» может превышать полтора миллиона километров.

Огромный протуберанец в форме Эйфелевой башни был зафиксирован в 2015 году. Он был высотой в несколько диаметров Земли и просуществовал около двух дней.
Источник: NASA GODDARD

Магнитное поле

Солнце имеет собственное магнитное поле. Различают глобальное и несколько локальных полей.

Глобальное магнитное поле Солнца имеет цикличность примерно в 11 лет. С ней связаны изменения частоты появления пятен. Это явление называется «цикл Швабе». Этот ученый еще в 19 веке приметил, что число пятен на поверхности Солнца подвержено периодическим изменениям. Несколько позже стало очевидно, что такие изменения связаны с колебаниями магнитного поля. Следовательно, необходимо два 11-летних цикла, чтобы состояние возвратилось к прежнему. Этот 22-летний цикл называется «цикл Хейла».

Кроме того, в различных участках Солнца наблюдаются локальные магнитные поля разной интенсивности. Их параметры могут быть разными. Редко когда время существования такого магнитного поля превышает 10 дней. Локальные поля чаще всего обнаруживаются возле солнечных пятен.

Горячая плазма показывает линии магнитного поля, выходящие из активных областей Солнца.
Источник: NASA GODDARD

Жизненный цикл Солнца

Эволюция Солнца – вопрос, интересующий не одно поколение астрономов. Ученые оценивают возраст Солнца в 4,5 миллиарда лет. Оно возникло из газопылевого облака, сжимающегося под воздействием сил гравитации. Из такого же облака возникли и все остальные объекты Солнечной системы, в том числе и наша планета. Из-за сжатия начинает возрастать плотность и температура. Когда температура и давление возросли до необходимых значений, начались термоядерные реакции. Так, собственно, и начался жизненный цикл Солнца.

Масса нашей дневной звезды постепенно снижается из-за реакций ядерного синтеза. Ежесекундно 4 миллиарда тонн вещества Солнца превращается в энергию. Однако запасов водорода для поддержания протекания протон-протонной термоядерной реакции хватит на несколько миллиардов лет.

Температура светила увеличивается на 10 процентов каждые 1,1 млрд. лет. Это дает основания предположить, что раньше температура воздуха на планете была ниже, а на Венере, вероятно, могла бы существовать вода в жидкой фазе (сейчас температура Венеры такова, что на ней может плавиться свинец). Поскольку в будущем светимость Солнца будет возрастать, это приведет к увеличению температуры на Земле. Из-за высокой температуры испарятся океаны, молекулы воды, увлекаемые движением, улетучатся в космическое пространство и разложатся на атомы кислорода и водорода, а сама Земля превратится в безжизненное космическое тело.

Жизненный цикл Солнца

Из-за уменьшения количества водорода на Солнце будет уменьшаться ядро. Но сама звезда «раздуется». Примерно через 6,5 млрд лет водород на Солнце выгорит. Однако ядерные реакции синтеза на этом не остановятся: начнет выгорать гелий, причем этот процесс будет происходить не в ядре, а в оболочке Солнца. Вследствие этого размеры Солнца увеличатся, и оно достигнет орбиты Земли. В этой стадии оно будет красным гигантом.

Однако рано или поздно выгорит гелий. Это произойдет примерно за 110 миллионов лет. В результате пульсаций внешние слои Солнца постепенно отделятся от ядра. Солнечное ядро превратится в белый карлик, и его диаметр будет примерно соответствовать нынешнему земному. Это при том, что масса ядра будет только вдвое меньше нынешнего Солнца.

Белый карлик будет медленно охлаждаться. В этом объекте не протекают ядерные реакции. Приблизительно через 10 миллиардов лет из Солнца останется черный карлик.

Орбита и место расположения Солнца в галактике Млечный Путь

Солнце, как и вся Солнечная система, обращается вокруг центра Млечного пути. В этом центре расположена большая черная дыра. Солнечная система совершает оборот вокруг этого центра приблизительно за 250 миллионов лет.

Расположение Солнечной системы в галактике Млечный путь

Солнце и Солнечная система, а также наша галактика находятся в рукаве Ориона. Скорость вращения галактики равна скорости вращения спиральных рукавов. Из-за этого Солнечная система не попадает под их влияние. Спиральные рукава излучают лучи, уничтожающие все живое на планете.

Солнечный ветер

Так называется поток ионизированных частиц, исходящих от Солнца. Его скорость может достигать 1200 километров в секунду. Потоки солнечного ветра пронизывают все пространство Солнца. Состав частиц в солнечном ветре – протоны, электроны и альфа-частицы.

Существует медленный и быстрый солнечный ветер. Медленный ветер движется со скоростью примерно 400 км/ч и нагрет примерно до полутора миллионов градусов. Его состав примерно отвечает солнечной короне. Быстрый ветер движется с большей скоростью, имеет более низкую температуру, его плотность вдвое выше.

Распространение солнечного ветра

Ежесекундно Солнцем излучается примерно 1,3⋅1036 частиц, уносимых солнечным ветром. Следовательно, за год звезда теряет в массе примерно 2⋅10−14 массы. На Земле регулярно происходят природные явления, которые связаны с распространением солнечного ветра и его возмущениями (например, магнитные бури и северные сияния).

Солнечные циклы и активность

Солнечная активность – это совокупность явлений, связанных с образованием сильных магнитных полей. Их проявление видно в фотосфере как солнечные пятна. Магнитные поля провоцируют вспышки, потоки быстрых частиц, корональные выбросы, возмущения в солнечном ветре, изменения электромагнитного излучение, потоков космических лучей. На Земле эти поля провоцируют магнитные бури и другие явления.

Показателем уровня активности Солнца является число Вольфа. Оно показывает количество пятен на видимой с Земли части звезды. Оно меняется с периодом примерно 11 лет. За последние 300 лет длительность цикла находился в более широких пределах. Им приписывают последовательные номера. В декабре 2019 года начался 11-летний цикл, который продлится предположительно до 2030 года.

Ученые определяют также 22-летний цикл. Фактически, это изменение полярности магнитного поля. Вековой цикл длится примерно 70 – 100 лет. Наконец, радиоуглеродный анализ указывает на наличие 2300-летнего цикла.

Исследование Солнца

Человечество начало интересоваться Солнцем с незапамятных времен. Оно почиталось как божество. Однако уже в античные времена появились первые научные взгляды на звезду. Уже тогда высказывались мнения, что Солнце – центр, вокруг которого вращаются планеты. Такая теория была возрождена Коперником только в 16 веке.

Впервые солнечные пятна стали наблюдать в Китае во времена династии Хань. В 12 веке появились первые рисунки солнечных пятен.

Инструментальное исследование Солнца началось в 1610 г благодаря изобретению телескопа, гелиоскопа. Астроном Кассини вычислил приблизительное расстояние от Земли до Солнца.

В 19 веке был установлен состав Солнца благодаря спектроскопии. В ХХ веке было установлено, что источником энергии Солнца является термоядерная реакция. Впоследствии было установлено, что подобные реакции происходят во всех звездах. В 2020 году были сделаны самые точные снимки нашей дневной звезды.

 

Посмотреть эту публикацию в Instagram

 

Публикация от NASA (@nasa)

На фото силуэт Международной космической станции, которая проходит на фоне Солнца со скоростью 8 км/секунду.

Интересные факты о Солнце

Ниже подобраны наиболее интересные факты о нашей дневной звезде.

1. На Солнце нет твердой поверхности.
2. Солнечная гравитация в 28 раз превышает земную.
3. Свет от Солнца идет в течение примерно восьми минут.
4. Магнитное поле звезды лишь в 2 раза сильнее земного.
5. На Солнце намного больше воды, чем на Земле. Ее молекулы находятся в основном в солнечных пятнах.
6. Излучение Солнца опасно для всего живого. Однако земная атмосфера блокирует все виды смертельных лучей.
7. Приблизительно через 1100 млн лет яркость Солнца возрастет настолько, что уничтожит все живое на нашей планете.
8. Если бы Солнце было шаром, то потребовалось бы миллион планет, таких, как Земля, чтобы его заполнить.
9. В Млечном пути 85% звезд менее яркие, чем Солнце.
10. На Землю доходит всего лишь 40% солнечного излучения. Остальное отражается в космос.

Как возникло Солнце и сколько ему лет

Основная теория возникновения Солнца гласит, что оно образовалось из газопылевого облака. В свою очередь, оно появилось после взрыва сверхновой. Гравитация заставляла остатки облака соединяться, а затем вращаться. Вращение придало облаку форму диска. Из материала, собравшегося в центре, образовалась первая протозвезда. Это случилось около 4,5 млрд лет.

Почему светит Солнце

Этот вопрос стал актуальным в середине 19 века, после формулировки закона сохранения энергии. Стало очевидным, что химической энергии совершенно недостаточно для столь огромного её количества. Так, если бы оно состояло из угля, то энергии хватило бы всего на 4 тыс. лет.

Открытие радиоактивности способствовало распространению идеи радиоактивного источника энергии. Только методы точного измерения масс позволили обнаружить, что энергия Солнца образуется из-за слияния четырех протонов в ядро атома гелия. Оно легче четырех протонов на 4,6х10-26 грамма. Согласно формуле Е=mc2 эта масса превращается в энергию, равную 26,73 МэВ. Благодаря этой энергии и светит Солнце.

Солнечное затмение

Солнечными затмениями люди интересовались уже во времена античности. В средневековых хрониках описано больше всего сведений о затмениях.

Варианты солнечных затмений

Это природное явление возникает из-за закрытия Луной Солнца для земного наблюдателя. Такое закрытие может быть полным или частичным. Затмение может быть лишь в период новолуния: тогда сторона Луны, которая обращена к Земле, не освещена и ночной спутник не виден.

Затмение является полным, если хотя бы в одной точке Земли наблюдатель видит полностью затмившийся солнечный диск. В это время человек, наблюдающий это явление природы, находится в тени Луны. Если конус тени Луны не касается земной поверхности, затмение называют частным: наблюдатель будет видеть только часть Солнца на небе.

 

Посмотреть эту публикацию в Instagram

 

Публикация от NASA Solar System Exploration (@nasasolarsystem)

Также на Земле бывают кольцеобразные затмения. В это время земной спутник проходит по солнечному диску, но его видимый диаметр меньше солнечного. Такое явление возможно в результате эллиптичности лунной орбиты.

Ежегодно на планете может быть от 2 до 5 солнечных затмений. Не более 2 из них могут быть полными или кольцеобразными. В определенной точке Земли полное затмение бывает очень редко.

Солнце – центральная звезда Солнечной системы, источник жизни на Земле. Люди всегда осознавали огромнейшее влияние Солнца на них и на природу. В древнее время оно было объектом поклонения. Сейчас же человечество открывает все больше тайн, которые скрывает Солнце. Изучение эволюции светила, солнечной активности позволит обеспечить человечество экологически чистой энергией, прогнозировать магнитные бури, контролировать климат.

космических вопросов | Научные вопросы с неожиданными ответами

космических вопросов | Научные вопросы с неожиданными ответами

• Существуют ли разные типы черных дыр?
• Может ли звезда превратиться в планету?
• Может ли гравитация образовывать волны?
• Каждая ли черная дыра содержит сингулярность?
• Звук в космосе распространяется быстрее?
• Всегда ли действует гравитация?
• Галактики выглядят неподвижными, так почему же ученые говорят, что они вращаются?
• Посещали ли когда-нибудь Землю инопланетяне?
• Наблюдали ли когда-нибудь астрономы фиолетовое смещение, подобное синему и красному смещениям?
• Насколько ярок лазерный луч, если смотреть сбоку?
• Как астрономы могут знать что-то наверняка, если они смотрят на пространство только с одной точки зрения?
• Как может что-то остаться во вселенной? Разве черные дыры не поглощают все подряд?
• Как вы можете отменить толчок быстрого старта?
• Как отличить черную дыру из антиматерии от черной дыры из материи?
• Как космические зонды преодолевают пояс астероидов, не врезаясь в астероиды?
• Как космические корабли летают быстрее света?
• Как космические корабли создают искусственную гравитацию?
• Как движутся звезды, если смотреть на них с летящего космического корабля?
• Как черная дыра излучает свет?
• Как сверхновая полностью уничтожит звезду?
• Как работает астрология?
• Как наблюдение за далекими галактиками позволяет нам заглянуть в прошлое?
• Как расширение Вселенной превращает космическое пространство в вакуум?
• Насколько большим должно быть ведро воды, чтобы погасить солнце?
• Сколько времени пройдет до того, как расширение Вселенной заставит нашу Землю отдалиться от Солнца?
• Сколько человек может продержаться в открытом космосе без скафандра, прежде чем взорвется?
• Как часто меняется магнитное поле Солнца?
• Я знаю, что гравитация Луны вызывает океанские приливы на Земле. Как центробежная сила вызывает выпуклость на дальней стороне?
• Является ли черная дыра двухмерным или трехмерным объектом?
• Является ли Плутон планетой?
• Поскольку свет звезды доходит до нас так долго, откуда мы знаем, что звезда все еще там?
• Поскольку один спутник может видеть половину Земли, зачем нам более двух спутников в данной сети?
• Что может сделать космический корабль, если он остановится из-за того, что у него закончилось топливо?
• Какого цвета солнце?
• Каков общий электрический заряд Вселенной?
• Какова дальность применения оружия в космосе?
• Что держит пространство пустым?
• Что удерживает Полярную звезду точно на севере?
• Что заставляет солнце вращаться?
• Какие космические корабли могут делать банковские повороты?
• Что делает метеориты такими горячими, что их нельзя потрогать?
• Что делает космос таким холодным?
• Что делает Великую Китайскую стену единственным рукотворным объектом, видимым из космоса?
• Как на самом деле будут выглядеть космические корабли в космосе?
• Когда все планеты в нашей Солнечной системе выстраиваются в линию?
• Где находится центр вселенной?
• Где находится край вселенной?
• Какой космический фильм имеет самую точную физику?
• Почему все звезды неподвижны в космосе?
• Почему звезды не размыты, хотя Земля движется?
• Почему НАСА потратило миллионы на разработку ручки, которая будет работать в космосе, если карандаш так же хорош?
• Почему люди считают, что Земля является центром Солнечной системы, когда очевидно, что Солнце таковым является?
• Почему шипы, выходящие из звезд, образуют идеальные кресты?
• Почему все в нашей галактике вращается вокруг сверхмассивной черной дыры в центре?
• Почему Луна становится больше, когда она приближается к горизонту?
• Почему гравитация Луны вызывает приливы на Земле, а гравитация Солнца — нет?
• Почему при горении солнца не заканчивается кислород?
• Почему земля не падает?
• Почему у галактик нет естественного магнитного поля, как у Земли?
• Почему гравитация самая сильная сила?
• Почему луна такая яркая?
• Почему в космосе нет гравитации?
• Почему в космосе нет верха и низа?
• Станет ли ночное небо полностью черным из-за расширения Вселенной?
• Будет ли гитара звучать так же на космической станции?

Зонд Parker Solar: первый космический корабль, коснувшийся Солнца

Зонд Parker Solar Probe, первый космический корабль, коснувшийся Солнца

Впервые космический корабль буквально коснулся Солнца. Об этом ученые объявили на этой неделе (14 декабря 2021 г.) на собрании Американского геофизического союза в Новом Орлеане. Они сказали, что солнечный зонд Parker пролетел через верхние слои атмосферы Солнца, его тонкую корону, 28 апреля 2021 года. Корона — это тот огненный внешний слой солнца, который появляется вокруг силуэта Луны во время полных солнечных затмений. Parker Solar Probe собирает образцы частиц короны и магнитных полей. Он делает открытия, которые не могут сделать более далекие космические корабли. Например, солнечный ветер — это поток заряженных частиц, выпущенных из солнечной короны. Зонд Parker Solar Probe найден зигзагообразные структуры в солнечном ветре, которые ученые называют поворотами . Прохладно!

В тот же день в рецензируемом журнале Physical Review Letters были опубликованы результаты первого исследования Parker Solar Probe в верхних слоях атмосферы Солнца. Astrophysical Journal также принял результаты для публикации.

Томас Зурбухен, заместитель администратора Управления научной миссии в штаб-квартире НАСА в Вашингтоне, сказал:

Прикосновение к солнцу — знаменательный момент для науки о Солнце и поистине выдающийся подвиг. Эта веха не только дает нам более глубокое понимание эволюции нашего Солнца и его влияния на нашу Солнечную систему, но и все, что мы узнаем о нашей собственной звезде, также учит нас большему количеству звезд в остальной части Вселенной.

Кроме того, Нур Рауафи из Лаборатории прикладной физики Джона Хопкинса сказал:

Пролетая так близко к солнцу, зонд Parker Solar Probe теперь определяет условия в слое солнечной атмосферы с преобладанием магнитного поля — короне — чего мы никогда не могли раньше . Мы видим доказательства пребывания в короне в данных о магнитном поле, данных о солнечном ветре и визуально на изображениях. Мы действительно можем видеть, как космический корабль летит сквозь корональные структуры, которые можно наблюдать во время полного солнечного затмения.

Лунные календари EarthSky 2022 уже доступны! Они делают отличные подарки. Заказать сейчас. Идем быстро!

Как выглядит , касающийся солнца ? Во-первых, когда Parker Solar Probe проходил через солнечную корону или тонкую внешнюю атмосферу, он пролетал над структурами, называемыми корональными стриммерами . Эти структуры представляют собой яркие элементы, движущиеся вверх на верхних изображениях выше и наклоненные вниз в нижнем ряду. Это полосы, видимые вокруг силуэта темной луны во время полных солнечных затмений. И теперь наш робот-эмиссар — Parker Solar Probe — впервые прикоснулся к этим лентам и измерил их. Изображение предоставлено НАСА / Johns Hopkins APL / Военно-морской исследовательской лабораторией.

Достижение критической поверхности Альфвена

НАСА запустило «Паркер» к Солнцу в 2018 году. По мере того, как «Паркер» приближался все ближе и ближе в течение нескольких облетов, ученые искали признаки того, что он достиг критической поверхности Альфвена . Критическая поверхность Альфвена — это точка, которая отмечает конец солнечной атмосферы и начало солнечного ветра. Хотя у солнца нет твердой поверхности, у него есть граница. Граница — это точка, в которой кончается солнечный материал, связанный с Солнцем гравитационными и магнитными силами.

Солнечный материал, обладающий достаточной энергией, чтобы пересечь альфвеновскую критическую поверхность, становится солнечным ветром, увлекая за собой силовые линии магнитного поля. Как только материал пересекает эту границу, ветер движется слишком быстро, чтобы когда-либо вернуться к солнцу, разрывая связь.

Ученые подсчитали, что критическая поверхность Альвена находится где-то между 10 и 20 солнечными радиусами от поверхности Солнца. Это равно от 4,3 до 8,6 миллионов миль (от 7 до 13,8 миллионов км) от Солнца. Когда Паркер, наконец, подошел по спирали достаточно близко к Солнцу, чтобы обнаружить, что оно пересекло критическую поверхность Альфвена, оно находилось на высоте 18,8 солнечного радиуса (около 8 миллионов миль или 13 миллионов километров) над поверхностью Солнца. Впервые 28 апреля 2021 года Паркер вошел в солнечную атмосферу.

Джастин Каспер из BWX Technologies Inc. и Мичиганского университета сказал:

Мы полностью ожидали, что рано или поздно мы столкнемся с короной хотя бы на короткое время. Но очень здорово, что мы уже достигли этого.

Художественный концепт изображает солнечный зонд NASA Parker. Это первый космический корабль, коснувшийся Солнца. Изображение через НАСА.

Особенности границы Солнца

Зонд Parker Solar Probe обнаружил, что эта граница — критическая поверхность Альфвена — не является гладкой и круглой. Край имеет морщины. Космический корабль прошел через шипы и долины, когда он нырял в границу и из нее. Паркер подобрался чуть менее чем на 15 солнечных радиусов (около 7 миллионов миль или 11 миллионов километров) от поверхности Солнца. В этом регионе он прошел через псевдостример , особенность короны. Псевдостримеры — это возвышающиеся над поверхностью Солнца структуры, которые мы можем видеть во время солнечных затмений.

Находиться внутри псевдостримера было все равно, что находиться в эпицентре урагана. Условия были тише и медленнее, что ослабило поток частиц на космический корабль. В этой области магнитные поля были доминирующей силой над частицами, что доказывало, что Паркер находился внутри критической поверхности Альфвена.

Паркер провел всего несколько часов в солнечной короне. Но космический корабль будет продолжать приближаться по спирали, стремясь на расстояние 8,86 солнечных радиусов (3,83 миллиона миль или 6,1 миллиона километров) от поверхности. Его следующий пролет в январе 2022 года должен снова погрузить Паркер в корону. Никола Фокс из НАСА сказала:

Я очень рад видеть, что найдет Паркер, поскольку он неоднократно проходит через корону в последующие годы. Возможности для новых открытий безграничны.

Увеличить. | На этом графике показано расстояние Parker Solar Probe от Солнца во время его основных этапов и открытий. Изображение предоставлено Центром космических полетов имени Годдарда НАСА/Мэри П. Грибик-Кит.

Солнечный максимум и обратное движение

Солнечная корона увеличивается в размерах в периоды повышенной солнечной активности. В настоящее время Солнце находится в 25-м солнечном цикле, который должен достичь пика активности (солнечного максимума) примерно в 2025 году. Это расширение позволит Паркеру проводить больше времени внутри короны. Каспер сказал:

Это действительно важная область, потому что мы думаем, что потенциально могут включиться все виды физики. И теперь мы подходим к этому региону и, надеюсь, начнем наблюдать некоторые из этих физических явлений и поведения.

Одно из свойств Солнца, которое Паркер уже исследует, — это странные перегибы линий магнитного поля солнечного ветра. Ученые впервые заметили эти повороты в середине 1990-х годов и подумали, что они ограничены полярными областями Солнца. Паркер столкнулся с зигзагами солнечного ветра в 2019 году, обнаружив, что они распространены, а не редки. И теперь, когда Паркер находится в два раза ближе к Солнцу, чем в 2019 году, он может видеть, откуда берутся эти странные структуры: с поверхности Солнца. Его результаты подтверждают, что переключения происходят из фотосферы или видимой поверхности солнца.

Паркер обнаружил, что обратные связи встречаются пятнами и содержат более высокий процент гелия — признак того, что они произошли из фотосферы — чем другие элементы. Паркер также обнаружил, что участки обратного переключения выровнены с магнитными воронками, которые выходят из фотосферы между структурами конвекционных ячеек, называемыми супергранулами.

Ученые считают, что эти магнитные воронки также могут быть источником быстрого солнечного ветра. Стюарт Бэйл из Калифорнийского университета в Беркли сказал:

Структура областей с переключением совпадает с небольшой структурой магнитной воронки в основании короны. Это то, чего мы ожидаем от некоторых теорий, и это указывает на источник самого солнечного ветра.

Зонд Parker Solar Probe: больше загадок

По мере того, как астрономы узнают больше о солнечном ветре и обратном переключении, они надеются, что это поможет им раскрыть давнюю загадку астрономии: почему корона намного горячее, чем поверхность Солнца . Бэйл сказал:

Я чувствую, что по мере того, как мы углубляемся в миссию и все ниже и ближе к солнцу, мы узнаем больше о том, как магнитные воронки связаны с переключателями, и, надеюсь, решим вопрос о том, какой процесс их создает.

Ученые надеются узнать больше о перегретой короне и о том, что толкает солнечный ветер к сверхзвуковым скоростям. Это также поможет им понимать и прогнозировать явления космической погоды, которые влияют на окружающую среду Земли, а иногда и на человеческие технологии.

Джозеф Смит, руководитель программы Parker в штаб-квартире НАСА, сказал:

Очень приятно видеть, как наши передовые технологии успешно приближают солнечный зонд Parker к Солнцу, чем мы когда-либо были, и иметь возможность возвращать такие удивительные наука. Мы с нетерпением ждем возможности увидеть, что еще обнаружит миссия, когда она станет еще ближе в ближайшие годы.

Итог: Зонд Parker Solar Probe — первый космический корабль, который коснулся Солнца. Он сделал это в апреле 2021 года, когда вошел в солнечную корону и попробовал там атмосферу.

Источник: Parker Solar Probe входит в солнечную корону с преобладанием магнитного поля

Через НАСА

Келли Кизер Уитт

Просмотр статей

Об авторе:

Келли Кизер Уитт более двух десятилетий занимается научными исследованиями, специализирующимися на астрономии. . Она начала свою карьеру в журнале Astronomy Magazine, а также регулярно вносит вклад в AstronomyToday и Sierra Club, а также в другие издания.