СОНЯЧНА СЕМЕЙКА | Наука і життя

СОНЯЧНА СЕМЕЙКА Ви вже знаєте, що сонячна система сформувалася приблизно 5 мільярдів років тому в результаті...
СОНЯЧНА СЕМЕЙКА

СОНЯЧНА СЕМЕЙКА Ви вже знаєте, що сонячна система сформувалася приблизно 5 мільярдів років тому в результаті стиснення газово-пилової хмари (див. «Наука і життя» № 3, 2008 р ).розміри її дуже значні: діаметр орбіти найдальшої карликової планети Плутон становить 15 трильйонів кілометрів, світловий промінь долає їх за 11 годин.тим часом сонячна система становить лише дуже малу частину нашої Галактики - молочного Шляхи, чий діаметр близько 100 тисяч світлових років.ми, земляни, живемо практично на півдорозі від центру Галактики до її краю - 27 тисяч світлових років в обидві сторони.Cолнце - єдина зірка і центральне тіло сонячної системи - обертається навколо галактичного центру зі швидкістю 220 км / с і робить повний оборот за 226 мільйонів років - такий для нас галактичний рік.У порівнянні із земним роком (365 днів) розміри Галактики представляються просто грандіозними.
Наука і життя // Ілюстрації
Наука і життя // Ілюстрації
Зміна пір року відбувається на Землі під час руху планети навколо Сонця.
Життєвий цикл Сонця.
Внутрішня будова Сонця.
<
>
Геліоцентрична система Коперника
Сонце по-грецьки називається Геліос. Греки вважали, що Геліос живе на сході в прекрасному палаці, оточеному порами року - влітку, взимку, навесні і восени. Коли вранці Геліос виїжджає зі свого палацу, зірки гаснуть, ніч змінюється днем. Зірки знову з'являються на небі, коли ввечері Геліос зникає на заході, де він пересідає з колісниці в прекрасну човен і перепливає море до місця сходу.
У Древній Русі теж поклонялися богу Сонця. Його називали Ярило і в честь нього щороку навесні влаштовували свята і гуляння.
Протягом дуже довгого часу люди вважали, що в центрі Всесвіту спочиває нерухома Земля, а навколо неї рухаються всі небесні тіла, включаючи Сонце. (Така модель називається геоцентрической: грецьке слово «geo» означає «Земля».) У астрономів виникала маса труднощів у вивченні руху зірок і планет. Виходило, що вони рухаються по хитромудрим траєкторіях, виробляючи складні петлі і зигзаги. Але ось нарешті в XVI столітті польський астроном Микола Коперник розробив геліоцентричну систему світу. В її основі лежали такі твердження:
• в центрі світу знаходиться не Земля, а Сонце;
• Земля обертається навколо своєї осі;
• Земля, як і всі інші планети, обертається навколо Сонця по колу.
З відкриттям Коперника все встало на свої місця: стало зрозуміло, як рухаються планети навколо Сонця, і знайшло пояснення видимий рух Сонця серед зірок.
Сонце утримує своїм тяжінням планети і їх супутники, астероїди, метеорити та інші тіла, які обертаються навколо нього в одному напрямку по еліптичних орбітах. Найбільшою кутовий швидкістю володіє найближча до Сонця планета Меркурій - вона робить повний оборот навколо Сонця за все за 88 земних діб; найбільш віддалена планета Нептун - за 165 років. Між ними розташувалися Венера, Земля, Марс, Юпітер, Сатурн і Уран.
Плутон, відкритий в 1930 році, вважався планетою до 24 серпня 2006 року. У той день на підставі результатів по-следних досліджень Міжнародний астрономічний союз позбавив його цього статусу.
Чому Сонце сходить і заходить?
Земля - третя планета Сонячної системи - робить повний оборот навколо Сонця, як відомо, за 365 днів. Два рази на рік - 21 березня і 23 вересня - Сонце сходить точно на сході і заходить точно на заході, а день дорівнює ночі (рівно по 12 годин). 21 березня називається днем весняного рівнодення (початок астрономічної весни). 23 вересня - день осіннього рівнодення (початок астрономічної осені).
А коли ж починаються астрономічні зима і літо? Зима - 22 грудня (найкоротший день зимового сонцестояння), а літо - 22 червня (найдовший день літнього сонцестояння). У ці дні Сонце, звичайно, не сходить точно на сході і не заходить точно на заході. Воно з'являється влітку на північному сході, а взимку - на південному сході; заходить влітку - на північному заході, а взимку - на південному заході. Так Сонце ходить по небу кожен день протягом декількох мільярдів років!
Гномон і світлова астрономічна лінійка
Першим астрономічним інструментом для спостережень за Сонцем була звичайна палиця. Нею користувалися колись древні астрономи. Палка - інструмент, звичайно, дуже простий, але якщо увіткнути її вертикально в землю, то можна спостерігати за тінню, яку вона відкидає, коли освітлюється Сонцем. В астрономії її називають «гномон». Чим вище піднімається Сонце, тим коротше тінь від гномона. Найкоротша тінь буває в полудень, коли Сонце знаходиться на півдні, в найбільш високій точці свого шляху.
Люди придумали різні способи, за допомогою яких можна визначити відстань до небесних тіл - Місяця, Сонця, зірок. Для цього потрібні були і математика, і дуже точні вимірювальні прилади, і багато іншого. Але найголовнішим помічником у визначенні відстані до зірок і планет став світловий промінь. Спритнішими променя немає нічого, тільки він може за одну секунду пролетіти цілих 300 тисяч кілометрів. Наприклад, світловий промінь від Сонця досягає Землі за 8 хвилин 20 секунд і пролітає за цей час майже 150 мільйонів кілометрів - саме на такій відстані від Сонця знаходиться наша Земля.
Уявити собі 150 мільйонів кілометрів дуже важко, в звичайному житті людям з такими відстанями не доводиться мати справу. Якщо людина відправляється з Москви в Санкт-Петербург, йому належить проїхати або пролетіти всього близько 700 кілометрів. Тисячі кілометрів відділяють Москву від Владивостока. Десятки тисяч кілометрів буде потрібно подолати, щоб здійснити кругосвітню подорож. Звичайно, швидше за всіх Землю облітали космонавти. Наприклад, Юрій Олексійович Гагарін - перший в світі космонавт - облетів Землю за 108 хвилин з першою космічною швидкістю - 8 км / с. А до Сонця навіть при другої космічної швидкості - 11,2 км / с - довелося б летіти кілька місяців.
Коли люди дізналися, на якій відстані від Землі знаходиться Сонце, вони зрозуміли, що воно дуже велике. З чим же порівняти Сонце, щоб зрозуміти, як воно велике? Напевно, найкраще - з Землею, на якій ми живемо. Спробуємо уявити собі величезний порожній кулю такої величини, як Сонце, і багато «маленьких» кульок розміром з Землю. Скільки ж «маленьких» кульок поміститься в одному великому? Виявляється, 1 мільйон 300 тисяч! Діаметр Землі - 12 756,2 кілометра, а Сонця - в 109 тисяч разів більше. У Сонці зосереджено близько 99,8 відсотка маси всіх тіл Сонячної системи, разом узятих, - це приблизно 2 • 1 027 тонн.
Чому Сонце світить і гріє?
Ми б не могли існувати, якби Сонце раптом перестало світити і гріти. На Землі стало б так холодно, що замерзла б не тільки вода в річках, морях і океанах, але навіть і повітря, яким дихають люди, тварини і рослини. Сонячне випромінювання підтримує життя на Землі, впливає на погоду і клімат, бере участь у фотосинтезі.
А світить і гріє Сонце тому, що воно дуже гаряче: у поверхні - майже 6 тисяч градусів, а в центрі - 15 мільйонів градусів. При такій температурі залізо та інші метали не просто плавляться, а перетворюються в розпечені гази. Значить, Сонце - величезний, масивний куля, що складається з розпеченого газу. Насправді на Сонці не можуть існувати навіть крихітні частинки - атоми, з яких взагалі складається все живе і неживе в природі. Атоми, дуже міцні на Землі, на Сонце розщеплюються на ще більш дрібні частинки. Кожну секунду в енергію перетворюється 4,26 мільйона тонн сонячної речовини, але це незначна кількість у порівнянні з масою Сонця. Навіть на величезній відстані Сонце може розтопити льоди, підняти температуру води в річках і морях, зігріти або остудити Землю - воно може все!
Сонце володіє сильним магнітним полем. Зміна магнітного поля - його називають сонячною активністю - викликає різні ефекти: сонячні плями, спалахи, сонячний вітер, викиди у вигляді протуберанців - гігантських фонтанів розжареного газу, які піднімаються і утримуються над поверхнею Сонця магнітним полем. Протуберанці можуть досягати у висоту 600 тисяч кілометрів - це приблизно в 50 разів більше діаметру Землі, а в ширину - 20 тисяч кілометрів. Таким чином, обсяг середнього протуберанця в 100 разів більше обсягу Землі, але, так як він складається з розріджених газів, його маса дуже мала.
Часом на поверхні Сонця з'являються плями. Їх так і називають - «сонячні плями». Вони складаються з газу, але не такого гарячого, як саме світило. Температура Сонця біля поверхні, якщо ви пам'ятаєте, 6 тисяч градусів, в плямах -4 або 5 тисяч градусів. Тому що плями холодніше, ми бачимо їх темнішими. Зараз відомо, що плями - області виходу в атмосферу найбільш сильних магнітних полів.
Ще у нашого світила є сонячна корона - зовнішній шар сонячної атмосфери. Корона складається з піднімається з глибин Сонця розжареного газу і плазми і є джерелом сильного радіовипромінювання. Через хаотичного зміни щільності, температури і швидкості речовини, що викидається виникають ударні хвилі. Структура корони постійно змінюється. Астрономи в спеціальні сонячні телескопи спостерігають, як під дією магнітного поля в короні виникають дуже красиві фігури - їх називають «промені», «пір'я», «опахала», «арки», «петлі». Тільки не намагайтеся дивитися на Сонце в простий бінокль або телескоп - можна осліпнути. На сонячних телескопах - їх називають «Внезатменний коронографи» - стоять спеціальні фільтри, дивитися в них не небезпечно.
Навколо сонячної корони «дует» сонячний вітер. Він являє собою потік іонізованих частинок, в основному гелієво-водневої плазми, що закінчується з корони зі швидкістю понад 1000 км / с в навколишній космічний простір. Такі неабиякі «бурі» і «тайфуни» вирують навколо Сонця, що не стихаючи ні на хвилину. З сонячним вітром пов'язано багато природних явищ на Землі - це, наприклад, полярні сяйва і магнітні бурі, які змушують стрілку компаса безладно коливатися.
Яким же чином усередині Сонця весь час підтримується температура в мільйони градусів? Це дуже складний і важливий питання, над яким довго роздумували багато астрономів і фізики. Зараз майже всі вони не сумніваються в тому, що в центральній частині Сонця йдуть термоядерні реакції, в результаті яких водень перетворюється в гелій. Причому щільність речовини там в 150 разів більше щільності води і в 7 разів більше щільності найважчого металу на Землі - осмію. Такий незвичайний «багаття» палає всередині Сонця мільярди років і буде палати ще принаймні стільки ж. І поки він там палає, Сонце буде посилати світло і тепло кожному з нас і всього живого на Землі.

СОНЯЧНА СЕМЕЙКА

Ви вже знаєте, що сонячна система сформувалася приблизно 5 мільярдів років тому в результаті стиснення газово-пилової хмари (див. «Наука і життя» № 3, 2008 р ).розміри її дуже значні: діаметр орбіти найдальшої карликової планети Плутон становить 15 трильйонів кілометрів, світловий промінь долає їх за 11 годин.тим часом сонячна система становить лише дуже малу частину нашої Галактики - молочного Шляхи, чий діаметр близько 100 тисяч світлових років.ми, земляни, живемо практично на півдорозі від центру Галактики до її краю - 27 тисяч світлових років в обидві сторони.Cолнце - єдина зірка і центральне тіло сонячної системи - обертається навколо галактичного центру зі швидкістю 220 км / с і робить повний оборот за 226 мільйонів років - такий для нас галактичний рік.У порівнянні із земним роком (365 днів) розміри Галактики представляються просто грандіозними.

Наука і життя // Ілюстрації

Зміна пір року відбувається на Землі під час руху планети навколо Сонця.

Життєвий цикл Сонця.

Внутрішня будова Сонця.

Геліоцентрична система Коперника

Сонце по-грецьки називається Геліос. Греки вважали, що Геліос живе на сході в прекрасному палаці, оточеному порами року - влітку, взимку, навесні і восени. Коли вранці Геліос виїжджає зі свого палацу, зірки гаснуть, ніч змінюється днем. Зірки знову з'являються на небі, коли ввечері Геліос зникає на заході, де він пересідає з колісниці в прекрасну човен і перепливає море до місця сходу.

У Древній Русі теж поклонялися богу Сонця. Його називали Ярило і в честь нього щороку навесні влаштовували свята і гуляння.

Протягом дуже довгого часу люди вважали, що в центрі Всесвіту спочиває нерухома Земля, а навколо неї рухаються всі небесні тіла, включаючи Сонце. (Така модель називається геоцентрической: грецьке слово «geo» означає «Земля».) У астрономів виникала маса труднощів у вивченні руху зірок і планет. Виходило, що вони рухаються по хитромудрим траєкторіях, виробляючи складні петлі і зигзаги. Але ось нарешті в XVI столітті польський астроном Микола Коперник розробив геліоцентричну систему світу. В її основі лежали такі твердження:

• в центрі світу знаходиться не Земля, а Сонце;

• Земля обертається навколо своєї осі;

• Земля, як і всі інші планети, обертається навколо Сонця по колу.

З відкриттям Коперника все встало на свої місця: стало зрозуміло, як рухаються планети навколо Сонця, і знайшло пояснення видимий рух Сонця серед зірок.

Сонце утримує своїм тяжінням планети і їх супутники, астероїди, метеорити та інші тіла, які обертаються навколо нього в одному напрямку по еліптичних орбітах. Найбільшою кутовий швидкістю володіє найближча до Сонця планета Меркурій - вона робить повний оборот навколо Сонця за все за 88 земних діб; найбільш віддалена планета Нептун - за 165 років. Між ними розташувалися Венера, Земля, Марс, Юпітер, Сатурн і Уран.

Плутон, відкритий в 1930 році, вважався планетою до 24 серпня 2006 року. У той день на підставі результатів по-следних досліджень Міжнародний астрономічний союз позбавив його цього статусу.

Чому Сонце сходить і заходить?

Земля - третя планета Сонячної системи - робить повний оборот навколо Сонця, як відомо, за 365 днів. Два рази на рік - 21 березня і 23 вересня - Сонце сходить точно на сході і заходить точно на заході, а день дорівнює ночі (рівно по 12 годин). 21 березня називається днем весняного рівнодення (початок астрономічної весни). 23 вересня - день осіннього рівнодення (початок астрономічної осені).

А коли ж починаються астрономічні зима і літо? Зима - 22 грудня (найкоротший день зимового сонцестояння), а літо - 22 червня (найдовший день літнього сонцестояння). У ці дні Сонце, звичайно, не сходить точно на сході і не заходить точно на заході. Воно з'являється влітку на північному сході, а взимку - на південному сході; заходить влітку - на північному заході, а взимку - на південному заході. Так Сонце ходить по небу кожен день протягом декількох мільярдів років!

Гномон і світлова астрономічна лінійка

Першим астрономічним інструментом для спостережень за Сонцем була звичайна палиця. Нею користувалися колись древні астрономи. Палка - інструмент, звичайно, дуже простий, але якщо увіткнути її вертикально в землю, то можна спостерігати за тінню, яку вона відкидає, коли освітлюється Сонцем. В астрономії її називають «гномон». Чим вище піднімається Сонце, тим коротше тінь від гномона. Найкоротша тінь буває в полудень, коли Сонце знаходиться на півдні, в найбільш високій точці свого шляху.

Люди придумали різні способи, за допомогою яких можна визначити відстань до небесних тіл - Місяця, Сонця, зірок. Для цього потрібні були і математика, і дуже точні вимірювальні прилади, і багато іншого. Але найголовнішим помічником у визначенні відстані до зірок і планет став світловий промінь. Спритнішими променя немає нічого, тільки він може за одну секунду пролетіти цілих 300 тисяч кілометрів. Наприклад, світловий промінь від Сонця досягає Землі за 8 хвилин 20 секунд і пролітає за цей час майже 150 мільйонів кілометрів - саме на такій відстані від Сонця знаходиться наша Земля.

Уявити собі 150 мільйонів кілометрів дуже важко, в звичайному житті людям з такими відстанями не доводиться мати справу. Якщо людина відправляється з Москви в Санкт-Петербург, йому належить проїхати або пролетіти всього близько 700 кілометрів. Тисячі кілометрів відділяють Москву від Владивостока. Десятки тисяч кілометрів буде потрібно подолати, щоб здійснити кругосвітню подорож. Звичайно, швидше за всіх Землю облітали космонавти. Наприклад, Юрій Олексійович Гагарін - перший в світі космонавт - облетів Землю за 108 хвилин з першою космічною швидкістю - 8 км / с. А до Сонця навіть при другої космічної швидкості - 11,2 км / с - довелося б летіти кілька місяців.

Коли люди дізналися, на якій відстані від Землі знаходиться Сонце, вони зрозуміли, що воно дуже велике. З чим же порівняти Сонце, щоб зрозуміти, як воно велике? Напевно, найкраще - з Землею, на якій ми живемо. Спробуємо уявити собі величезний порожній кулю такої величини, як Сонце, і багато «маленьких» кульок розміром з Землю. Скільки ж «маленьких» кульок поміститься в одному великому? Виявляється, 1 мільйон 300 тисяч! Діаметр Землі - 12 756,2 кілометра, а Сонця - в 109 тисяч разів більше. У Сонці зосереджено близько 99,8 відсотка маси всіх тіл Сонячної системи, разом узятих, - це приблизно 2 • тисячі двадцять сім тонн.

Чому Сонце світить і гріє?

Ми б не могли існувати, якби Сонце раптом перестало світити і гріти. На Землі стало б так холодно, що замерзла б не тільки вода в річках, морях і океанах, але навіть і повітря, яким дихають люди, тварини і рослини. Сонячне випромінювання підтримує життя на Землі, впливає на погоду і клімат, бере участь у фотосинтезі.

А світить і гріє Сонце тому, що воно дуже гаряче: у поверхні - майже 6 тисяч градусів, а в центрі - 15 мільйонів градусів. При такій температурі залізо та інші метали не просто плавляться, а перетворюються в розпечені гази. Значить, Сонце - величезний, масивний куля, що складається з розпеченого газу. Насправді на Сонці не можуть існувати навіть крихітні частинки - атоми, з яких взагалі складається все живе і неживе в природі. Атоми, дуже міцні на Землі, на Сонце розщеплюються на ще більш дрібні частинки. Кожну секунду в енергію перетворюється 4,26 мільйона тонн сонячної речовини, але це незначна кількість у порівнянні з масою Сонця. Навіть на величезній відстані Сонце може розтопити льоди, підняти температуру води в річках і морях, зігріти або остудити Землю - воно може все!

Сонце володіє сильним магнітним полем. Зміна магнітного поля - його називають сонячною активністю - викликає різні ефекти: сонячні плями, спалахи, сонячний вітер, викиди у вигляді протуберанців - гігантських фонтанів розжареного газу, які піднімаються і утримуються над поверхнею Сонця магнітним полем. Протуберанці можуть досягати у висоту 600 тисяч кілометрів - це приблизно в 50 разів більше діаметру Землі, а в ширину - 20 тисяч кілометрів. Таким чином, обсяг середнього протуберанця в 100 разів більше обсягу Землі, але, так як він складається з розріджених газів, його маса дуже мала.

Часом на поверхні Сонця з'являються плями. Їх так і називають - «сонячні плями». Вони складаються з газу, але не такого гарячого, як саме світило. Температура Сонця біля поверхні, якщо ви пам'ятаєте, 6 тисяч градусів, в плямах -4 або 5 тисяч градусів. Тому що плями холодніше, ми бачимо їх темнішими. Зараз відомо, що плями - області виходу в атмосферу найбільш сильних магнітних полів.

Ще у нашого світила є сонячна корона - зовнішній шар сонячної атмосфери. Корона складається з піднімається з глибин Сонця розжареного газу і плазми і є джерелом сильного радіовипромінювання. Через хаотичного зміни щільності, температури і швидкості речовини, що викидається виникають ударні хвилі. Структура корони постійно змінюється. Астрономи в спеціальні сонячні телескопи спостерігають, як під дією магнітного поля в короні виникають дуже красиві фігури - їх називають «промені», «пір'я», «опахала», «арки», «петлі». Тільки не намагайтеся дивитися на Сонце в простий бінокль або телескоп - можна осліпнути. На сонячних телескопах - їх називають «Внезатменний коронографи» - стоять спеціальні фільтри, дивитися в них не небезпечно.

Навколо сонячної корони «дует» сонячний вітер. Він являє собою потік іонізованих частинок, в основному гелієво-водневої плазми, що закінчується з корони зі швидкістю понад 1000 км / с в навколишній космічний простір. Такі неабиякі «бурі» і «тайфуни» вирують навколо Сонця, що не стихаючи ні на хвилину. З сонячним вітром пов'язано багато природних явищ на Землі - це, наприклад, полярні сяйва і магнітні бурі, які змушують стрілку компаса безладно коливатися.

Яким же чином усередині Сонця весь час підтримується температура в мільйони градусів? Це дуже складний і важливий питання, над яким довго роздумували багато астрономів і фізики. Зараз майже всі вони не сумніваються в тому, що в центральній частині Сонця йдуть термоядерні реакції, в результаті яких водень перетворюється в гелій. Причому щільність речовини там в 150 разів більше щільності води і в 7 разів більше щільності найважчого металу на Землі - осмію. Такий незвичайний «багаття» палає всередині Сонця мільярди років і буде палати ще принаймні стільки ж. І поки він там палає, Сонце буде посилати світло і тепло кожному з нас і всього живого на Землі.