Строение Солнца

1. Строение Солнца

СТРОЕНИЕ СОЛНЦА

2.

3.

4.

5.

Солнце - G2V (жёлтый карлик).

6. Температура

ТЕМПЕРАТУРА

7. Общие сведения

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ
Возраст
4,7 млрд. лет
Продолжительность жизни
10 млрд.лет
Скорость в Галактике
220 км/с
Масса
330000 масс Земли
Радиус
109 радиусов Земли
Расстояние до Земли
149600000 км
Расстояние до центра Галактики
28000
св.лет

8. Строение Солнца

СТРОЕНИЕ СОЛНЦА
Зона конвекции
Лучистая зона (зона
радиации)
Ядро
Фотосфера
Хромосфера
Солнечная
корона
Атмосфера
Солнца

9. Внутреннее строение Солнца

ВНУТРЕННЕЕ СТРОЕНИЕ СОЛНЦА
1. Солнечное ядро – зона термоядерных реакций.
Температура 15,5 млн.градусов;
Давление 350 млрд. атмосфер.
2. Лучистая зона – зона переноса энергии излучением.
В результате поглощения квантов и их переизлучения
энергия выносится наружу.
3. Конвективная зона – зона переноса энергии
циркулирующими потоками газа.

10. Химический состав

ХИМИЧЕСКИЙ СОСТАВ
Определён
по спектру
Солнца.
Основные элементы:
водород (около 75%) и
гелий (около 25%).
На остальные
элементы (их около
70) приходится менее
1%.

11.

12. Источники энергии

ИСТОЧНИКИ ЭНЕРГИИ
В недрах Солнца
происходят термоядерные
реакции.
Цикл начинается со
слияния двух ядер водорода.
Серьёзным препятствием
является отталкивание
сближающихся протонов.
Преодолеть его можно
только в экстремальных
условиях. Поэтому
термоядерный синтез может
протекать только в ядре
Солнца, где и температура, и
давление огромны.
Синтез гелия из
водорода

13.

СОЛНЕЧНАЯ АТМОСФЕРА
Фотосфера
– нижний слой солнечной атмосферы,
толщиной 300-400 км.
средняя температура 6000 0С.
Хромосфера – внутренняя часть солнечной
атмосферы, толщиной 2500 км. В ней происходит
интенсивное излучение атомарного водорода,
температура повышается до 100 тыс. градусов.
Солнечная корона – верхний слой солнечной
атмосферы, протяжённостью несколько миллионов
километров. Температура 1-2 млн.градусов.

14.

Фотосфера – самый нижний слой
атмосферы Солнца, в котором температура
довольно быстро убывает от 8000 до 4000 К.

15.

Вещество фотосферы нагревается за счет энергии, поступающей из недр
Солнца, а излучение, которое уходит в межпланетное пространство, уносит
энергию, поэтому наружные слои фотосферы охлаждаются.
В самых верхних слоях фотосферы в условиях минимальной для Солнца
температуры оказывается возможным существование нейтральных атомов
водорода и даже простейших молекул и радикалов Н2, ОН, СН.

16.

Над фотосферой располагается хромосфера («сфера
цвета»).
Красновато-фиолетовое кольцо хромосферы можно
видеть в те моменты, когда диск Солнца закрыт Луной во
время полного солнечного затмения.
В хромосфере вещество имеет температуру в 2–3 раза
выше, чем в фотосфере. Здесь, как и внутри Солнца, оно
представляет собой плазму, только меньшей плотности.

17.

Толщина хромосферы 10–15 тыс. км, а далее на
миллионы километров (несколько радиусов
Солнца) простирается солнечная корона.
Температура короны резко возрастает по
сравнению с температурой хромосферы и
достигает 2 млн К.
Для короны, которую можно наблюдать во время
полных солнечных затмений как жемчужносеребристое сияние, характерна лучистая структура
с множеством сложных деталей – дуг, шлемов и т. д.

18.

Грануляция - следствие конвективного движения вещества в верхних слоях
Солнца.
Фотосфера как бы состоит из отдельных зерен – гранул, размеры которых
составляют в среднем несколько сотен (до 1000) километров.

19.

Гранула – это поток горячего газа,
поднимающийся вверх в конвективном
потоке.
В темных промежутках между гранулами
находится более холодный газ,
опускающийся вниз.
Каждая гранула существует всего 5–10 мин,
затем на ее месте появляется новая,
которая отличается от прежней по форме и
размерам.

20. Солнечная активность – совокупность явлений, периодически возникающих в атмосфере Солнца под действием магнитных полей.

СОЛНЕЧНАЯ АКТИВНОСТЬ – СОВОКУПНОСТЬ ЯВЛЕНИЙ,
ПЕРИОДИЧЕСКИ ВОЗНИКАЮЩИХ В АТМОСФЕРЕ СОЛНЦА
ПОД ДЕЙСТВИЕМ МАГНИТНЫХ ПОЛЕЙ.
Солнечная
активность
имеет
11-летнюю
цикличность. В годы солнечной активности на
Солнце много активных образований, в годы
минимума – центров активности мало.

21. Проявления солнечной активности

ПРОЯВЛЕНИЯ СОЛНЕЧНОЙ АКТИВНОСТИ
Солнечная
атмосфера
фотосфера
хромосфера
пятна
вспышки
солнечная
корона
Протуберанцы

22.

Солнечные пятна были открыты в начале XVII
в. во время первых наблюдений при помощи
телескопа.
По изменению положения пятен на диске
Солнца было обнаружено, что оно вращается.
Наблюдения показали, что угловая скорость
вращения Солнца убывает от экватора к
полюсам, а время полного оборота вокруг оси
возрастает с 25 суток (на экваторе) до 30
(вблизи полюсов).

23. Активные образования на Солнце

АКТИВНЫЕ ОБРАЗОВАНИЯ НА СОЛНЦЕ
По движению солнечных пятен Галилей
установил, что Солнце вращается вокруг
своей оси.
Пятна есть на Солнце постоянно, но в годы
солнечной активности их размеры и
количество значительно увеличиваются.
Солнечные пятна – область с
пониженной температурой, из –
за нарушения конвективного
потока магнитным полем
Представляют собой трубки
силовых линий магнитного
поля. Магнитное поле
подавляет конвективное
движение газа. Поэтому
температура в области пятна на Земля
10000 ниже.
На фотографии показаны солнечные пятна
по сравнению с Землёй.

24.

Пятна появляются в тех
сравнительно небольших областях
фотосферы Солнца, где магнитное
поле усиливается в несколько тысяч
раз по сравнению с общим фоном.
Сначала пятна наблюдаются как
маленькие темные участки
диаметром 2000–3000 км.
Большинство из них в течение суток
пропадают, однако некоторые
увеличиваются в десятки раз.
У крупных пятен вокруг наиболее
темной центральной части (ее
называют тень) наблюдается менее
темная полутень.

25.

В центре пятна температура
вещества снижается примерно до
4000 К.
Понижение температуры в районе
пятна связано с действием
магнитного поля, которое нарушает
нормальную конвекцию и
препятствует притоку энергии снизу.
Вблизи пятен, где магнитное поле
слабее, конвективные движения
усиливаются, и появляются хорошо
заметные яркие образования –
факелы.

26.

Вспышка – это взрыв,
вызванный внезапным
сжатием солнечной плазмы.
Солнечная плазма в области
вспышки может нагреваться
до температуры порядка 10
млн К.
Возрастает кинетическая
энергия выбросов веществ,
движущихся в короне и
уходящих в межпланетное
пространство со скоростями
до 1000 км/с.
Потоки плазмы,
обусловленные солнечными
вспышками и корональными
выбросами, через сутки-двое
достигают окрестностей
Земли.

27. Активные образования на Солнце

АКТИВНЫЕ ОБРАЗОВАНИЯ НА СОЛНЦЕ
Развитие солнечной
вспышки.
Вспышки – один из самых быстрых и мощных
процессов, происходящих в хромосфере Солнца.
Начинаются с того, что за несколько минут
яркость в некоторой области сильно возрастает.
Обычно появляются над пятнами, особенно над
теми, которые быстро изменяются.
Причина: изменение магнитных полей,
приводящее к внезапному сжатию вещества
хромосферы. Происходит нечто подобное взрыву,
и образуется направленный поток очень быстрых
заряженных частиц и космических лучей.
Длительность: от нескольких минут до
нескольких часов.
Сопровождаются мощным ультрафиолетовым,
рентгеновским и радиоизлучением.

28.

Наиболее крупными по своим
масштабам проявлениями
солнечной активности являются
наблюдаемые в солнечной короне
Протуберанцы – огромные по
объему облака газа
направляемые магнитным полем..
Они медленно меняют свою
форму и могут существовать в
течение нескольких месяцев.

29.

Порой отдельные части протуберанцев быстро устремляются вверх со
скоростями порядка нескольких сотен километров в секунду и поднимаются на
огромную высоту (до 1 млн км), что превышает радиус Солнца.
Оказалось, что происходит это во время вспышек.

30.

Вещество, выбрасываемое из
солнечной короны, представляет
собой плазму с магнитным полем
(так называемые магнитные облака).
Взаимодействие такого облака с
магнитосферой Земли вызывает
аномальное возмущение –
магнитную бурю.
Магнитные бури вызывают
возмущение ионосферы, что
приводит к нарушениям в
прохождении радиосигналов, в
частности, от навигационных
спутников.
Изменение геомагнитного поля
приводит к появлению
индуцированных токов в линиях
электропередачи и трубопроводах.

31.

Число пятен и протуберанцев, частота и мощность вспышек на Солнце
меняются с определенной, хотя и не очень строгой периодичностью –
в среднем этот период составляет примерно 11,2 года.
Солнечная активность (количество пятен на Солнце)

32.

В настоящее время для изучения Солнца используются все средства
космической техники.
Метеоспутники на геостационарной орбите уже
более 30 лет ведут общий мониторинг солнечной
активности, измеряя потоки рентгеновского
излучения и солнечных космических лучей.
Для мониторинга
корональных выбросов
массы используется пара
КА СТЕРЕО.
КА СОХО позволяет отслеживать появление пятен,
вспышек и корональных выбросов массы и по их
местоположению и динамике давать трехдневный
прогноз, представляют ли они опасность для Земли.

33. Активные образования на Солнце

ГЕОФИЗИЧЕСКИЕ ПРОЯВЛЕНИЯ
СОЛНЕЧНОЙ АКТИВНОСТИ.
Ионосферные
проявления –
ухудшение или временное
прекращение радиосвязи.
Магнитные бури –
кратковременные изменения
магнитного поля Земли.
Полярные сияния – свечение
атмосферы в полярных
областях Земли.
Влияние на тропосферу, т.е. на
погоду, природные
катаклизмы, на самочувствие
людей.

34. Геофизические проявления солнечной активности.

ЗЕМНОЕ ЭХО СОЛНЕЧНЫХ БУРЬ
Так назвал советский геофизик А.Л.Чижевский влияние солнечной
активности на нашу земную жизнь.
Чижевский собрал сведения о чумных и холерных эпидемиях с 430 г.
до н.э. по 1899г. Cопоставил их с данными летописей о солнечной
активности. Оказалось, что пики солнечной активности примерно
совпали с наиболее сильными вспышками заболеваемости.
Наложение холерных эпидемий и пандемий на всём
земном шаре (отрезки чёрной кривой) на солнечную
активность (тонкая кривая)

35. Земное эхо солнечных бурь

ИЗУЧАЯ СВЯЗЬ МЕЖДУ ЭПИДЕМИЯМИ ХОЛЕРЫ В РОССИИ В ПЕРИОД С
1823 ПО 1923 ГОД ЧИЖЕВСКИЙ ОБНАРУЖИЛ ДОСТАТОЧНО
ВЫРАЖЕННУЮ СВЯЗЬ ПОСЛЕДНИХ С АКТИВНОСТЬЮ СОЛНЦА.
Число заболевших холерой (Чёрная линия) в
пределах солнечного цикла (тонкая линия).
После обширных статистических
исследований был сделан вывод, воздействии
изменяющейся активности Солнца на
жизнедеятельность болезнетворных микробов.