A hozzánk legközelebbi csillag természetesen a Nap. A Föld és a Föld közötti távolság kozmikus paraméterekben meglehetősen kicsi: a Naptól a Földig napfény Mindössze 8 percet vesz igénybe.
A Nap nem egy közönséges sárga törpe, ahogy korábban gondolták. Ez központi test naprendszer, amely körül a bolygók keringenek, nagyszámú nehéz elemmel. Ez egy több szupernóva-robbanás után keletkezett csillag, amely körül bolygórendszer alakult ki. Az ideális körülményekhez közeli elhelyezkedése miatt élet keletkezett a Föld harmadik bolygóján. A Nap már ötmilliárd éves. De nézzük meg, miért ragyog? Milyen a Nap szerkezete és mik a jellemzői? Mit hoz számára a jövő? Milyen jelentős hatással van a Földre és annak lakóira? A Nap egy csillag, amely körül a Naprendszer mind a 9 bolygója, köztük a miénk is kering. 1 a.u. (csillagászati egység) = 150 millió km - ugyanennyi a Föld és a Nap közötti átlagos távolság. A Naprendszer kilencet tartalmaz főbb bolygók, körülbelül száz műhold, sok üstökös, több tízezer aszteroida (kisbolygó), meteoroidok és bolygóközi gáz és por. Mindennek középpontjában a mi Napunk áll.
Évmilliók óta süt a nap, amit a kék-zöld-kék algák maradványaiból nyert modern biológiai kutatások is megerősítenek. Ha a Nap felszínének hőmérséklete akár 10%-kal is megváltozna, a Földön minden élet elpusztulna. Ezért jó, ha csillagunk egyenletesen sugározza az emberiség és a többi földi lény boldogulásához szükséges energiát. A világ népeinek vallásaiban és mítoszaiban mindig is a Nap foglalta el a fő helyet. Az ókor szinte minden népe számára a Nap volt a legfontosabb istenség: Helios - az ókori görögöknél, Ra - az ókori egyiptomiak napistene és Yarilo a szlávoknál. A nap meleget, termést hozott, mindenki tisztelte, mert nélküle nem lenne élet a Földön. A Nap mérete lenyűgöző. Például a Nap tömege 330 000-szerese a Föld tömegének, sugara pedig 109-szer nagyobb. De csillagunk sűrűsége kicsi - 1,4-szer nagyobb, mint a víz sűrűsége. A foltok mozgását a felszínen maga Galileo Galilei is észrevette, ezzel bizonyítva, hogy a Nap nem áll egy helyben, hanem forog.
A Nap konvektív zónája
A radioaktív zóna a Nap belső átmérőjének körülbelül 2/3-a, sugara pedig körülbelül 140 ezer km. A középponttól távolodva a fotonok elveszítik energiájukat az ütközés hatására. Ezt a jelenséget konvekció jelenségének nevezzük. Ez a forrásban lévő vízforralóban végbemenő folyamatra emlékeztet: a fűtőelemből érkező energia sokkal nagyobb, mint a vezetés által eltávolított mennyiség. Forró víz, amely a tűz közelében található, felemelkedik, a hidegebb pedig lefelé. Ezt a folyamatot konvenciónak nevezik. A konvekció jelentése az, hogy a sűrűbb gáz eloszlik a felületen, lehűl, és ismét a központba kerül. A keveredés folyamata a Nap konvektív zónájában folyamatosan történik. Egy távcsövön keresztül a Nap felszínére nézve szemcsés szerkezete - granulátumok - látható. Olyan érzés, mintha granulátumból lenne! Ennek oka a fotoszféra alatti konvekció.
A Nap fotoszférája
Egy vékony réteg (400 km) - a Nap fotoszférája, közvetlenül a konvektív zóna mögött helyezkedik el, és a Földről látható „valódi napfelszínt” képviseli. A fotoszférában lévő granulátumokat először a francia Janssen fényképezte 1885-ben. Az átlagos szemcse mérete 1000 km, 1 km/s sebességgel mozog, és körülbelül 15 percig létezik. Az egyenlítői részen a fotoszférában lévő sötét képződmények figyelhetők meg, majd ezek eltolódnak. Az erős mágneses mezők az ilyen foltok megkülönböztető jellemzői. A sötét szín a környező fotoszférához képest alacsonyabb hőmérsékletnek köszönhető.
A Nap kromoszférája
A szoláris kromoszféra (színes gömb) a nap légkörének sűrű rétege (10 000 km), amely közvetlenül a fotoszféra mögött fekszik. A kromoszféra megfigyelése meglehetősen problematikus, mivel közel van a fotoszférához. Legjobban akkor látszik, ha a Hold elfedi a fotoszférát, pl. napfogyatkozások idején.
A napelemek hatalmas hidrogénkibocsátást jelentenek, amelyek hosszú, világító szálakra emlékeztetnek. A kiemelkedések óriási távolságokba emelkednek, elérik a Nap átmérőjét (1,4 mm km), körülbelül 300 km/sec sebességgel mozognak, a hőmérséklet pedig eléri a 10 000 fokot.
A napkorona a Nap légkörének külső és kiterjesztett rétege, amely a kromoszféra felett ered. A napkorona hossza nagyon hosszú, és több napátmérőt is elér. A tudósok még nem kaptak egyértelmű választ arra a kérdésre, hogy hol is végződik pontosan.
A napkorona összetétele egy ritka, erősen ionizált plazma. Nehéz ionokat, héliummaggal rendelkező elektronokat és protonokat tartalmaz. A korona hőmérséklete eléri az 1-2 millió K fokot a Nap felszínéhez viszonyítva.
A napszél az anyag (plazma) folyamatos kiáramlása a szoláris légkör külső héjából. Protonokat tartalmaz, atommagokés elektronok. A napszél sebessége 300 km/s és 1500 km/s között változhat, a Napon végbemenő folyamatoknak megfelelően. A napszél mindenfelé terjed Naprendszerés a Föld mágneses mezőjével kölcsönhatásba lépve különféle jelenségeket idéz elő, amelyek közül az egyik az északi fény.
A Nap jellemzői
A Nap tömege: 2∙1030 kg (332 946 Földtömeg)
Átmérő: 1 392 000 km
Sugár: 696 000 km
Átlagsűrűség: 1400 kg/m3
Tengelydőlés: 7,25° (az ekliptika síkjához képest)
Felületi hőmérséklet: 5780 K
Hőmérséklet a Nap középpontjában: 15 millió fok
Spektrális osztály: G2 V
Átlagos távolság a Földtől: 150 millió km
Kor: 5 milliárd év
Forgási idő: 25.380 nap
Fényerő: 3,86∙1026 W
Látszólagos magnitúdó: 26,75 m
A világűrben sok kicsi és nagy csillag található. És ha a Föld lakóiról beszélünk, akkor számukra a legfontosabb csillag a Nap. 70%-ban hidrogénből és 28%-ban héliumból áll, a fémek kevesebb mint 2%-át teszik ki.
Ha nem lenne a Nap, talán nem is lenne élet a Földön. Őseink tudták, hogy életük és életük mennyire függ az égi testtől, imádták és istenítették azt. A görögök Héliosznak, a rómaiak Solnak nevezték a napot.
A nap nagy hatással van életünkre. Ez hatalmas ösztönzést jelent annak tanulmányozására, hogyan történnek változások ebben a „tűzgömbben”, és hogyan érinthetnek ezek a változások bennünket most és a jövőben. Számos tudományos kutatás lehetőséget ad arra, hogy betekintsünk a bolygó távoli múltjába. A Nap körülbelül 5 milliárd éves. 4 milliárd év múlva sokkal fényesebben fog ragyogni, mint most. Amellett, hogy sok milliárd év alatt megnövekszik a fényessége és mérete, a Nap rövidebb idő alatt is változik.
Az ilyen változási időszakot napciklusnak nevezzük, melynek pillanataiban minimumok és maximumok figyelhetők meg.A több évtizedes megfigyeléseknek köszönhetően megállapítást nyert, hogy a fénytevékenység és a Nap méretének növekedése, amely 2004-ben kezdődött. a távoli múlt, ma is létezik. Az elmúlt néhány ciklusban a fényaktivitás körülbelül 0,1%-kal nőtt. Ezek a változások, akár gyorsak, akár fokozatosak, határozottan óriási hatással vannak a földlakókra. Ennek a hatásnak a mechanizmusait azonban még nem vizsgálták teljesen.
A Nap hőmérséklete a csillag középpontjában nagyon magas, körülbelül 14 milliárd fok. A termonukleáris reakciók a bolygó magjában mennek végbe, i.e. a hidrogénatommagok nyomás alatti hasadási reakciói, amelyek egy héliummag felszabadulását eredményezik, nagy mennyiség energia. Ahogy beljebb mész, a Nap hőmérsékletének gyorsan növekednie kell. Ezt csak elméletileg lehet meghatározni.
A Nap hőmérséklete fokban:
- korona hőmérséklet - 1 500 000 fok;
- maghőmérséklet - 13500000 fok;
- A Nap hőmérséklete Celsius fokban a felszínen 5726 fok.
Hatalmas számú tudós különböző országok Kutatásokat folytatnak a Nap szerkezetével kapcsolatban, megpróbálják újra létrehozni a termonukleáris fúzió folyamatát a földi laboratóriumokban. Ennek célja annak kiderítése, hogyan viselkedik a plazmában valós körülmények hogy megismételje ezeket a feltételeket a Földön. A Nap valójában egy hatalmas természeti laboratórium.
A Nap mintegy 500 km vastag légkörét fotoszférának nevezzük. A bolygó légkörében zajló konvekciós folyamatoknak köszönhetően az alsóbb rétegekből származó hőáramlás a fotoszférába kerül. A Nap forog, de nem úgy, mint a Föld, a Mars... A Nap alapvetően nem szilárd test.
A Nap forgásának hasonló hatásai figyelhetők meg a gázbolygókon. A Földtől eltérően a Nap rétegei eltérő forgási sebességgel rendelkeznek. Az Egyenlítő forog a leggyorsabban, egy fordulatot körülbelül 25 nap alatt teljesít. Ahogy távolodsz az Egyenlítőtől, a forgási sebesség csökken, és valahol a Nap pólusain a forgás körülbelül 36 napig tart. A napenergia körülbelül 386 milliárd megawatt. A másodperc törtrésze, körülbelül 700 millió tonna hidrogén 695 millió tonna héliummá és 5 millió tonna energiává válik gamma-sugárzás formájában. Mivel a Nap hőmérséklete olyan magas, a hidrogén héliummá történő átalakulásának reakciója sikeresen megtörténik.
A Nap kis sűrűségű töltött részecskék (főleg protonok és elektronok) áramlását is kibocsátja. Ezt az áramlást napszélnek nevezik, amely a Naprendszerben körülbelül 450 km/s sebességgel terjed. Folyamatosan áramlanak a Napból az űrbe, illetve a Föld irányába. A napszél halálos fenyegetést jelent bolygónk minden életére. Drámai hatásai lehetnek a Földre, a tápvezeték túlfeszültségétől, a rádióinterferenciától a gyönyörű aurórákig. Ha nem létezne ilyesmi a bolygónkon mágneses mező, akkor pillanatok alatt véget érne az élet. A mágneses tér áthatolhatatlan akadályt képez a napszél gyorsan feltöltődő részecskéi számára. A területeken északi sark A mágneses mező befelé irányul a Föld felé, aminek következtében a felgyorsult napszél részecskék sokkal közelebb hatolnak bolygónk felszínéhez. Ezért az északi póluson sarki szeleket figyelünk meg, a napszél a Föld magnetoszférájával kölcsönhatásba lépve veszélyt is okozhat. Ez a jelenség az úgynevezett erős hatással van az emberek egészségére. Ezek a reakciók különösen az időseknél észlelhetők.
A napszél nem minden, amivel a Nap árthat nekünk. Nagy veszélyt jelentenek azok az események, amelyek gyakran előfordulnak a lámpatest felszínén. A fáklyák hatalmas mennyiségű ultraibolya és röntgensugárzást bocsátanak ki, amelyek a Föld felé irányulnak. Ezek a sugárzások teljesen képesek elnyelni a föld légköre, de nagy veszélyt jelentenek az űrben lévő összes tárgyra. A sugárzás károsíthatja a mesterséges műholdakat, állomásokat és más űrtechnológiát. A sugárzás a világűrben dolgozó űrhajósok egészségét is károsan befolyásolja.
Megalakulása óta a Nap a magjában lévő hidrogén körülbelül felét már felhasználta, és további 5 milliárd évig tovább fog kibocsátani, fokozatosan növekvő mérettel. Ennyi idő után a csillag magjában maradt hidrogén teljesen kimerül. Ekkorra a Nap eléri maximális méretét, és körülbelül háromszorosára nő az átmérője (a jelenlegi méretéhez képest). Vörös óriásra fog hasonlítani, a Naphoz közeli bolygók egy része kiég a légkörében. Ezek közé tartozik a Föld is. Addigra az emberiségnek új bolygót kell találnia, ahol lakhat. Ezt követően a Nap hőmérséklete csökkenni kezd, és miután lehűlt, végül átváltozik. Ez azonban a nagyon távoli jövő kérdése...
Hőmérséklet - nagyon fontos jellemzője halmazállapot, amelyen az alapja fizikai tulajdonságok. Meghatározása az egyik legnehezebb asztrofizikai probléma. Ez egyrészt a meglévő hőmérséklet-meghatározási módszerek összetettségéből, másrészt néhányuk alapvető pontatlanságából adódik. Ritka kivételektől eltekintve a csillagászok nem képesek a testre szerelt műszerekkel mérni a hőmérsékletet. Azonban még ha ez meg is valósulhatna, a hőmérő műszerek sok esetben használhatatlanok lennének, mivel a leolvasásuk nagymértékben eltérne a tényleges hőmérsékleti értéktől. A hőmérő csak akkor ad helyes leolvasást, ha termikus egyensúlyban van azzal a testtel, amelynek hőmérsékletét mérik. Ezért azoknál a testeknél, amelyek nincsenek termikus egyensúlyban, alapvetően lehetetlen hőmérőt használni, és speciális módszerekkel kell meghatározni a hőmérsékletüket. Tekintsük a főbb hőmérséklet-meghatározási módszereket, és jelöljük meg alkalmazásuk legfontosabb eseteit.
A hőmérséklet meghatározása a spektrumvonalak szélességével. Ez a módszer a (7.43) képlet használatán alapul, amikor az emissziós vagy abszorpciós spektrumvonalak Doppler-szélessége megfigyelésekből ismert. Ha a gázréteg optikailag vékony (nincs önabszorpció), és atomjai csak hőmozgást végeznek, akkor így közvetlenül megkapjuk a kinetikus hőmérséklet értékét. Ezek a feltételek azonban nagyon gyakran nem teljesülnek, amit elsősorban a megfigyelt profilok eltérése bizonyít az ábrán látható Gauss-görbétől. 90. Nyilvánvalóan ezekben az esetekben sokkal bonyolultabbá válik a spektrális vonalprofilok alapján történő hőmérséklet-meghatározás.
Hőmérséklet meghatározása megfigyelhető sugárzás megjelenéséhez vezető elemi atomi folyamatok vizsgálata alapján. Ez a hőmérséklet-meghatározási módszer a spektrum elméleti számításán és azok eredményeinek megfigyelésekkel való összehasonlításán alapul. Illusztráljuk ezt a módszert a napkorona példáján. Spektruma többszörösen ionizált elemekhez tartozó emissziós vonalakat tartalmaz, amelyek atomjai több mint egy tucat külső elektrontól vannak megfosztva, amihez legalább több száz elektronvolt energiára van szükség. A napsugárzás ereje túl alacsony ahhoz, hogy a gáz ilyen erős ionizációját idézze elő. Csak az energetikai gyors részecskékkel, főleg szabad elektronokkal való ütközésekkel magyarázható. Következésképpen a napkoronában lévő részecskék jelentős részének hőenergiájának meg kell egyeznie több száz elektronvolttal. Az elektronvoltban kifejezett energiát e-vel jelölve és a (7.13) figyelembe vételével T = 11 600 V.
Ekkor a legtöbb gázrészecske energiája 100 eV több mint egymillió fokos hőmérsékleten.
Hőmérséklet meghatározása a fekete test sugárzási törvényeinek alkalmazása alapján. A hőmérséklet meghatározásának számos leggyakoribb módszere a fekete test sugárzásának törvényeinek (szigorúan véve csak a termodinamikai egyensúlyra érvényes) megfigyelt sugárzásra való alkalmazásán alapul. A bekezdés elején említett okok miatt azonban ezek a módszerek alapvetően pontatlanok, és kisebb-nagyobb hibákat tartalmazó eredményekhez vezetnek. Ezért vagy hozzávetőleges hőmérsékleti becslésekhez használják őket, vagy olyan esetekben, amikor bizonyítható, hogy ezek a hibák elhanyagolhatóak. Kezdjük ezekkel az esetekkel.
Egy optikailag vastag, átlátszatlan gázréteg a Kirchhoff-törvény szerint erős sugárzást hoz létre folytonos spektrumban. Tipikus példa erre a csillag légkörének legmélyebb rétegei. Minél mélyebbek ezek a rétegek, annál jobban el vannak szigetelve a környező tértől, és annál közelebb van a sugárzásuk az egyensúlyhoz. Ezért azért belső rétegek csillagok, amelyek sugárzása egyáltalán nem jut el hozzánk, a hősugárzás törvényei teljesülnek magas fokozat pontosság.
Teljesen más a helyzet a csillag külső rétegeivel. Köztes helyzetet foglalnak el a teljesen elszigetelt belső rétegek és a teljesen átlátszó legkülső rétegek (értsd: látható sugárzás) között. Valójában azokat a rétegeket látjuk, amelyek optikai mélysége nem különbözik túlságosan az 1-től. Valójában a mélyebb rétegek kevésbé láthatóak az átlátszatlanság mélységgel növekvő gyors növekedése miatt, és a legkülső rétegek gyengén bocsátanak ki (emlékezzünk arra, hogy az optikailag vékony réteg emissziója réteg arányos annak optikai vastagságával). Ebből következően az adott test határain túlmutató sugárzás elsősorban rétegekben fordul elő. Vagyis az általunk látott rétegek olyan mélységben helyezkednek el, ahonnan a gáz átlátszatlanná válik, számukra a hősugárzás törvényei csak megközelítőleg teljesülnek. Így például a csillagok esetében általában ki lehet választani egy Planck-görbét, amely bár nagyon durván, de spektrumában mégis hasonlít az energiaeloszlásra. Ez lehetővé teszi számunkra, hogy nagy fenntartásokkal Planck, Stefan-Boltzmann és Wien törvényeit alkalmazzuk a csillagok sugárzására.
Tekintsük ezeknek a törvényeknek a napsugárzásra való alkalmazását. A 91. ábra a megfigyelt energiaeloszlást mutatja a napkorong középpontjának spektrumában, valamint számos Planck-görbét különböző hőmérsékletekre. Ebből az ábrából világos, hogy egyik sem egyezik pontosan a Nap görbéjével. Utóbbinál a sugárzási maximum nem annyira hangsúlyos. Ha feltételezzük, hogy a hullámhosszban játszódik le 
max = 4300 Å, akkor a Wien-féle elmozdulási törvény által meghatározott hőmérséklet egyenlő lesz T ( 
ellenőrzés) = 6750°.
A Nap felületének 1 cm 2 -e által kibocsátott teljes energia egyenlő
e ¤ = 6,28×10 10 erg/cm 2 × mp.
Ezt az értéket a Stefan-Boltzmann törvény (7.33) képletébe behelyettesítve megkapjuk az ún.
Tehát egy test effektív hőmérséklete egy ilyen abszolút fekete test hőmérséklete, amelynek minden négyzetcentimétere a teljes spektrumban ugyanolyan energiaáramot bocsát ki, mint ennek a testnek 1 cm 2 -e.
Hasonló módon vezetjük be a fényerő és a színhőmérséklet fogalmát. A fényességhőmérséklet egy olyan abszolút fekete test hőmérséklete, amelynek minden négyzetcentimétere egy bizonyos hullámhosszon ugyanazt az energiaáramot bocsát ki, mint az adott test azonos hullámhosszon. A fényességi hőmérséklet meghatározásához a Planck-képletet kell alkalmazni a kibocsátó felület megfigyelt monokromatikus fényességére. Nyilvánvaló, hogy a spektrum különböző részein igazi test eltérő fényerősségűek lehetnek. Így például az ábra alapján. 91 látható, hogy a Nap görbéje különböző Planck-görbéket metsz, amelyek megfelelő hőmérsékletei a Nap fényességi hőmérsékletének változását mutatják a látható spektrum különböző részein.
A fényességhőmérséklet meghatározása a sugárzási intenzitás abszolút mértékegységben kifejezett nagyon összetett mérését igényli. Sokkal könnyebb meghatározni a sugárzási intenzitás változását a spektrum egy bizonyos tartományában (relatív energiaeloszlás).
Az abszolút fekete test hőmérsékletét, amelynek relatív energiaeloszlása a spektrum valamely részében megegyezik egy adott testével, a test színhőmérsékletének nevezzük. Ismét visszatérve a Nap spektrumában az energia eloszlására, azt látjuk, hogy az 5000-6000 Å hullámhossz-tartományban a Napra vonatkozó görbe meredeksége az ábrán. A 91. ábra ugyanaz, mint a Planck-görbe 7000°-os hőmérsékletre ugyanabban a spektrumtartományban.
A fent bemutatott effektív, fényerő és színhőmérséklet fogalmak tehát csak a megfigyelt sugárzás tulajdonságait jellemző paraméterek. Ahhoz, hogy kiderítsük, milyen pontossággal és milyen mélységben adnak képet a tényleges testhőmérsékletről, további kutatásokra van szükség
Elemezzük az eredményeket. A Nap effektív hőmérséklete, amelyet a teljes sugárzási fluxus határoz meg, 5760°-nak bizonyult, míg a maximális sugárzás helyzete a Nap spektrumában megfelel a Wien törvénye által meghatározott hőmérsékletnek, körülbelül 6750°-nak. Relatív energiaeloszlás in különböző területeken A spektrum lehetővé teszi olyan színhőmérsékletek meghatározását, amelyek értéke önmagában a látható tartományon belül is erősen változik. Például a 4700-5400 Å hullámhossz-tartományban a színhőmérséklet 6500°, a közelben pedig a 4300-4700 Å hullámhossz-tartományban körülbelül 8000°. A fényességhőmérséklet még szélesebb tartományban változik, ami az 1000-2500 Å spektrumtartományban 4500°-ról 5000°-ra nő, zöld sugarakban (5500 Å) megközelíti a 6400°-ot, a méteres hullámok rádiós tartományában pedig eléri. millió fok! Az érthetőség kedvéért az összes felsorolt eredményt táblázatban foglaltuk össze. 4.
A táblázatban megadott adatok közötti különbség. 4 alapvető fontosságú, és a következő fontos következtetésekhez vezet:
1. A Nap sugárzása eltér egy teljesen fekete test sugárzásától. Ellenkező esetben a táblázatban megadott összes hőmérsékleti érték. 4 ugyanaz lenne.
2. A napanyag hőmérséklete a mélységgel változik. Valójában az erősen hevített gázok átlátszatlansága nem azonos a különböző hullámhosszokon. BAN BEN ultraibolya sugarak a felszívódás nagyobb, mint a láthatóakban. Ugyanakkor az ilyen gázok a legerősebben elnyelik a rádióhullámokat. Ezért a rádió, az ultraibolya és a látható sugárzás a Nap mélyebb és mélyebb rétegeire utal. Figyelembe véve a fényességhőmérséklet megfigyelt függését a hullámhossztól, azt találjuk, hogy valahol a Nap látható felszínének közelében van egy minimális hőmérsékletű (kb. 4500°-os) réteg, amely távoli ultraibolya sugarakban is megfigyelhető. E réteg felett és alatt a hőmérséklet gyorsan emelkedik.
3. Az előzőből az következik a legtöbb a napanyagnak nagyon erősen ionizáltnak kell lennie. Már 5-6 ezer fokos hőmérsékleten számos fém atomja ionizálódik, 10-15 ezer fok felett pedig a Napban legnagyobb mennyiségben előforduló elem - a hidrogén - ionizálódik. Ebből következően a napanyag plazma, azaz. gáz, amelyben az atomok többsége ionizált. Csak a látható szél közelében lévő vékony rétegben gyenge az ionizáció, és a semleges hidrogén dominál
Az asztalról Az 5. ábra azt mutatja, hogy a Nap mélyén a hőmérséklet meghaladja a 10 millió fokot, a nyomás pedig a százmilliárd atmoszférát (1 atm = 103 dyne/cm2). Ilyen körülmények között az egyes atomok óriási sebességgel mozognak, például másodpercenként több száz kilométeres hidrogént is elérve. Mivel az anyag sűrűsége nagyon nagy, nagyon gyakran előfordulnak atomütközések. Ezen ütközések némelyike a nukleáris reakciókhoz szükséges atommagok közelébe vezet.
A Nap belsejében két nukleáris reakció játszik jelentős szerepet. Egyikük eredményeként, vázlatosan a 2. ábrán látható. 130, négy hidrogénatomból egy hélium atom keletkezik. A reakció közbenső szakaszaiban nehézhidrogén-magok (deutérium) és a He 3 izotóp magjai képződnek. Ezt a reakciót proton-protonnak nevezik.
Egy másik, szoláris körülmények közötti reakció sokkal kisebb szerepet játszik. Végül egy négy protonból álló héliummag kialakulásához is vezet. A folyamat bonyolultabb, és csak szén jelenlétében mehet végbe, amelynek magjai az első szakaszban belépnek a reakcióba, és az utolsó szakaszban felszabadulnak. Így a szén katalizátor, ezért a teljes reakciót szénciklusnak nevezik.
Rendkívül fontos tény, hogy a héliummag tömege csaknem 1%-kal kisebb, mint négy proton tömege. Ezt a látszólagos tömegveszteséget tömeghibának nevezzük, és a nukleáris reakciók eredményeként nagy mennyiségű energia szabadul fel.
A leírt nukleáris reakciók a Nap által az űrbe bocsátott energiaforrások.
Mivel a legmagasabb hőmérséklet és nyomás a Nap legmélyebb rétegeiben jön létre, a nukleáris reakciók és az ezzel járó energiafelszabadulás a Nap közepén zajlik a legintenzívebben. Csak itt a proton-proton reakció mellett a szénciklus játszik fontos szerepet. A Nap középpontjától távolodva a hőmérséklet és a nyomás csökken, a szénkörforgás következtében felszabaduló energia gyorsan leáll, és a középponttól körülbelül 0,2-0,3 sugarú távolságig csak a proton-proton. a reakció továbbra is jelentős. A középponttól több mint 0,3 sugarú távolságban a hőmérséklet 5 millió fok alá, a nyomás pedig 10 milliárd atmoszféra alá csökken. Ilyen körülmények között nukleáris reakciók egyáltalán nem léphetnek fel. Ezek a rétegek csak a nagyobb mélységben felszabaduló sugárzást közvetítik gamma-sugarak formájában, amelyeket az egyes atomok elnyelnek és újra kibocsátanak. Fontos, hogy minden egyes elnyelt nagy energiakvantum helyett az atomok általában több kisebb energiájú kvantumot bocsátanak ki. Ez úgy történik következő ok. Az elnyelés hatására az atom ionizálódik vagy erősen gerjesztődik, és kibocsátó képességet nyer. Az elektron azonban nem azonnal tér vissza eredeti energiaszintjére, hanem köztes állapotokon keresztül, az átmenetek során, amelyek között alacsonyabb energiájú kvantumok szabadulnak fel. Ennek eredményeként a kemény kvantumok egyfajta „töredezettsége” történik kevésbé energikusakká. Ezért gamma-sugarak helyett röntgen, röntgen helyett ultraibolya sugarak bocsátanak ki, amelyek viszont már a külső rétegekben látható és hősugarak kvantumává zúzódnak, végül a Nap bocsát ki. .
Sugárzási egyensúlyi zónának nevezzük a Napnak azt a részét, amelyben a magreakciók következtében felszabaduló energia elhanyagolható mértékű, és az energiaátadás folyamata a sugárzás elnyelésével és az azt követő újraemisszióval megy végbe. A Nap középpontjától körülbelül 0,3-0,7 r¤-nyi területet foglal el. E szint felett maga az anyag kezd részt venni az energiaátvitelben, és közvetlenül a Nap megfigyelhető külső rétegei alatt, sugarának körülbelül 0,3-án egy konvektív zóna alakul ki, amelyben az energia konvekcióval kerül átadásra.
A Nap egy csillag, amely hőt termel a benne végbemenő termonukleáris reakciók eredményeként, hogy a hidrogénmolekulákat inert gázzá - héliummá - alakítsa át. A hőmérséklet mértéke fokban és különböző rétegekben változik. Tekintettel arra, hogy a Föld nagy távolságra van a csillagtól, védve vagyunk annak égető hatásaitól. Ahhoz, hogy biztonságban érezze magát, az emberiségnek meg kell fejtenie minden titkát.
Kapcsolatban áll
A csillag szerkezete
Hogy néz ki a Nap és miből áll. Ez alapvetően egy többrétegű plazma-gáz gömb, amelynek belső térfogata több zónára osztható. eltérő összetételű, egy anyag tulajdonságai, viselkedése és jellemzői.
A Nap szerkezete a következőképpen ábrázolható:
- a mag egy óriási fúziós „kemence”, amely hőt és energiát termel fotonok formájában. Ők azok, akik fényt hoznak a Földre. A mag sugara nem haladja meg az égitest teljes sugarának egynegyedét; a nap középpontjában a hőmérséklet eléri a 14 millió Kelvint;
- sugárzási (kibocsátó) zóna, vastagsága körülbelül háromszázezer kilométer, és jellemző nagy sűrűségű. Itt az energia lassú a felszínre költözik. Lényegében ez a termonukleáris fúzió területe;
- a konvektív zóna, ahol az energia sokkal gyorsabban mozog a felszínre vagy a fotoszférába;
- A felszín felett kezdődik a naplégkör örvénygázainak zónája.
A gömbök és jellemzőik
A fotoszféra a Nap felszíne felett elhelyezkedő legvékonyabb és legmélyebb réteg, amely a látható fény folyamatos spektrumában figyelhető meg. A fotoszféra magassága körülbelül 300 km. Minél mélyebb a fotoszféra réteg, annál melegebb lesz.
Kromoszféra - külső héj, a fotoszférát körülvevő. Körülbelül 10 000 km vastag és heterogén szerkezetű. A korona a légkör külső, ezért szokatlanul ritka része, amely közben látható teljes NAPFOGYATKOZÁS. Hőmérséklete több mint egymillió fok.
A légkör állandó rezgésnek van kitéve körülbelül 5 percenként. Beleterjedve felső rétegek A légkörben a hullámok átadják nekik az energia egy részét, más rétegek (kromoszféra és korona) gázai felmelegszenek. Ezért felső rész A Nap fotoszférája bizonyul a „leghidegebbnek”.
Figyelem! Az óriási fúziós reaktor belsejében a sűrűség, a hőmérséklet és a nyomás csökken, ahogy távolodsz a magtól.
A nap hőmérséklete fokban minden gömbjében más és más, így a Nap hőmérséklete a felszínen 5800 Celsius-fok, napkorona – 1 500 000, a napmag hőmérséklete 13 500 000.
Sugárzás erőssége
A sugárzási teljesítmény nagyon nagy: körülbelül 385 milliárd megawatt. Szinte azonnal 700 millió tonna hidrogén alakul át 695 millió tonna héliummá és 5 millió tonna gamma-sugárzássá. Mert magas hőmérsékletű csillagfúzió, amely a hidrogént héliummá alakítja, a napenergia keletkezésével és a fotonáram kibocsátásával történik. Ilyen áramlás közönségesen napszélnek nevezik, amely 450 km/s-nál nagyobb sebességgel halad.
A sugárzásnak köszönhetően támogatott életfolyamatokat a Földön éghajlata meghatározott. Formálisan a ragyogás már majdnem fehér szín, azonban a földfelszínhez közeledve azzá válik sárga árnyalat- Ez a spektrum rövidhullámú részének fényszórásának és abszorpciójának az eredménye.
A napszélnek van egy másik definíciója is: a koronális tömegkidobások (CME-k), amelyek a radioaktív anyagok kolosszális frontja. ionizált töltött részecskék, a kozmikus szakadékba irányítva, és mindent felégeszt, ami az útjába kerül.
Amikor a fotonok elérik a felszíni rétegeket, a csillag külső rétegei forognak, ami erőteljes mágneses ellenállást és lökéshullámokat eredményez.
A hihetetlen sebességre felgyorsult gázok erős mágneses tereket is generálnak, amelyek a csillag forgásakor összeütköznek és kiszabadulnak a felszínről.
Mágneses mezők törnek ki a világűrbe hatalmas hurkok. Ezen képződmények némelyike olyan nagy, hogy a Föld hatalmas mozgástérrel áthaladhat rajtuk.
Egy erősen radioaktív ionizált plazma alvadék válik le róluk, és hatalmas sebességgel elszáll. Ez az MCU. Károsíthatja az űrhajókat, sőt az űrhajósok életét is veszélyeztetheti. Egy ilyen gyilkos front néha eléri a Földet 16 óra alatt. Összehasonlításképpen: egy gyors űrrepülőgépen egy repülés évekig tart, de a napszélnek mindössze néhány órára van szüksége ezen az útvonalon.
Fontos! A napszél halálos veszélyt jelent bolygónkon minden élet létezésére. Ha a Föld nem rendelkezne olyan mágneses mezővel, amely áthatolhatatlan akadályt képez a részecskék számára, az élet néhány másodpercen belül megszakadna.
Felbukkanás
Különféle elméletek léteznek a nap eredetéről. Íme az egyik közülük. A határtalan térben évmilliókig felhalmozódott por és gáz, a gravitáció és a nyomás hatására megnőtt a hő, ami magfúzióhoz és robbanáshoz vezetett. Először a hatalmas anyagfelhalmozástól csillag keletkezett, majd a hozzá közel álló bolygók.
Sokan kíváncsiak, hány éves a Napunk, és hogyan keletkezett. A sztár pontos korát természetesen lehetetlen kideríteni. A rendszer egyetlen csillaga állítólag 4,57 milliárd évvel ezelőtt jelent meg.
Van egy hipotézis, hogy egy csillag élettartama a fő sorozatban nem haladja meg a 10 milliárd évet. Ez azt jelenti, hogy most már majdnem a közepén van életszakaszés létezésének lejárta után fénye sokkal fényesebb lesz, és a hőmérséklet gyorsan csökken, és a csillag eléri a vörös óriás stádiumot. Ekkor a külső héja tágulni kezd, majd tömegét veszíti. Ez azt eredményezheti, hogy a felszíni rétegek elérik a Föld pályáját.
A lemez átmérője
Mivel a csillag egy gázgömb, amely forog, alakja kissé lapított a pólusokon. Alapján tudományos kutatás, a nap felszínén egyáltalán nincsenek szilárd területek, ezért az „átmérő” kifejezés a légkör egyik rétegének méretét jellemzi.
A Bailey-gyöngyök optikai hatását használó csillagászati megfigyelések alapján ez a paraméter a fotoszféra átmérője - zóna sugárzó energia átvitel.
Az ezzel a módszerrel kapott átlagos Nap sugara 695 990 km. Ezért a nap átmérője kilométerben 1 millió 392 ezer.
Van egy másik módszer a nap méretének kiszámítására - helioseizmológiai módszerekkel a napban kialakult felszíni gravitációs f-hullámok tanulmányozásával.
A „szeizmikus” módszerrel kapott adatok mást mutatnak sugár értéke - 695 700 km, és a nap átmérője kilométerben 1 391 400. Ez az érték körülbelül 300 km-rel kisebb, mint a fotoszféra sugara.
Fontos! Bár a két érték közötti különbség kicsi (kb. 0,04%), a korábban beállított érték megváltoztatása más paraméterek túlbecsléséhez vezethet, kivéve a sűrűséget és a hőmérsékletet. .
Forgási sebesség
Egy nem merev test teljesen másképp forog, mint a bolygók. A csillag különböző rétegeinek megvan a saját forgási sebessége. A legnagyobb az Egyenlítő közelében található, egy fordulat körülbelül 25 napig tart. Minél távolabb helyezkedik el a réteg az egyenlítőtől, annál kisebb a forgási sebessége. Tehát a pólusok egy fordulatot tesznek körülbelül 36 napon belül. Ezért a világítótestnek milliói vannak mágneses pólusok, és nem kettő, mint a bolygónk.
Figyelem! A közeli trópusi országokban a napkelte és a napnyugta úgy történik, mintha menetrend szerint történik - ugyanabban az időben, minden nap, egész évben. Ezért a trópusokon a nappal egyenlően oszlik meg: a nappal és az éjszaka hossza 12 óra.
Külső héj és szerkezete
A felszínt általában külső rétegeknek nevezik, amelyeket szörnyű robbanások, kibocsátások és kitörések ráznak meg, a nap hőmérséklete fokban itt 6000 C⁰.
A Nap felszínén számos szokatlan képződmény található. különböző méretű, amelyek közül a leghíresebbek a foltok - sötét színű területek, jelzi azokat a helyeket, ahol az erős mágneses mezők belépnek a nap légkörébe. A Nap teljes felületét úgynevezett konvektív cellák borítják.
Figyelem! A Nap felszínén gyakori kitörések fordulnak elő, melyeket magas hőmérsékletű plazma- és gázkibocsátás kísér.
Ilyen naptevékenység lehet Negatív következmények bolygónk számára. Ráadásul egy ilyen folyamat hirtelen és kiszámíthatatlan, és több órától több napig is eltarthat. Amit sokan megszoktak nevezzük őket mágneses viharoknak, negatívan befolyásolja az emberi állapotot.
A tudósok számára fontos, hogy ne csak a Nap hőmérsékletét Celsius-fokban és átmérőjét kilométerben ismerjék, hanem más jellemzőket is, hogy nyomon tudják követni az égi csillag tevékenységét.
A Nap felszínének hőmérséklete Celsius-fokban átlagosan 5726 fok, a korona - 1500 ezer, a magé pedig 13,5 millió fok.
Ma megfigyelhető az űridőjárás online módban, megtudja, milyen a Nap hőmérséklete fokban. A csillag állapota jelentős hatással van az űridőjárásra rendszerünkben. Számos paraméter határozza meg:
- ionizált plazma áramlása,
- erős sugárzás és fáklyák,
- a napszél erőssége.
A nap különböző rétegeinek hőmérséklete
A Nap szerkezete és egyéb érdekes tények
Következtetés
A csillagászat fejlődése lehetővé tette a távoli jövő meghatározását égitestekés megkönnyítette a gyűjtést információk az időjárási szolgálatokhoz. Ma már lehetőség nyílik új bolygók felfedezésére, a Föld biztonságának szintje nő, és az aszteroidákkal és más égitestekkel való esetleges ütközések elleni védekezés módszereit is kidolgozzák.
A nap túlmelegszik, és hamarosan a robbanás nemcsak a Földet, hanem a Naprendszer többi részét is elnyeli.
A nap túlmelegszik, és hamarosan a robbanás nemcsak a Földet, hanem a Naprendszer többi részét is elnyeli.
A tudósok riadót fújtak, miután egy nemzetközi műhold nagy kitörést rögzített a Nap felszínén. Az óriási kiemelkedés átmérője meghaladta a Föld 30 átmérőjét, hossza pedig 350 ezer km volt. Igaz, a napenergia felszabadulása nem bolygónk irányába történt, különben a következmények észrevehetőbbek lettek volna - az elektronikus és kommunikációs berendezések veszélyes meghibásodása. A kitörés július 1-jén történt, és a NASA és az Európai Űrügynökség csillagászai a keringő SOHO nap-hélioszférikus obszervatórium segítségével figyelték meg.
Piers Van der Meer holland asztrofizikus, az Európai Űrügynökség (ESA) szakértője hajlamos arra, hogy ezt a hatalmas feltűnést annak biztos jeleként tekintse, hogy a Nap készen áll a közeljövőben bekövetkező robbanásra. Természetesen a Földet a rajta lévő összes élőlénnyel együtt elégetik, és teljesen lehetetlen lesz elmenekülni. „Mintha egy mályvacukrot visznek a tűzre, az elfeketül és megolvad” – hangzik a Weekly World News szakembere.
A borzalom az, hogy a Nap fokozatosan felmelegszik. A Nap belső hőmérséklete jellemzően 27 millió Fahrenheit-fok (15 millió Celsius) volt. Most azonban 49 millióra (27 millió C) emelkedett. Dr. Van der Meer szerint az elmúlt 11 évben a Nap olyan ösvényen járt, amely zavaróan emlékeztet a Kepler-csillagra, egy nóvára, amely 1604-ben robbant fel.
Elképzelhető, hogy az Antarktisz jegét olvasztó Földön bekövetkező globális felmelegedés egyáltalán nem az antropogén eredetű szennyezéshez kapcsolódik, ahogy korábban gondolták, hanem a Napon végbemenő folyamatokkal.
A NASA nem volt hajlandó megerősíteni az európai tudósok előrejelzéseit, és a Fehér Házhoz köthető forrás azt mondta: "Jelenleg nem akarjuk, hogy a pánik terjedjen."
Megjegyzés: A július 1-i óriási feltűnést valóban megtörtént. De akkor nem keltett különösebb riadalmat senkiben. A napkitörések nem ritkák, ez az egyik legerősebb a történelemben. Utóbbi időben, de egyáltalán nem a legerősebb. Tegyük fel, hogy egy bizonyos holland asztrofizikus, akit lenyűgözött egy kozmikus kataklizma, valóban megjövendölte a világ végét. Azt mondják, hogy belső hőmérséklet A Nap, más szóval, magjának hőmérséklete növekszik. De ez olyan dolog, amit nem lehet közvetlenül mérni. A Nap középpontjában lévő hőmérsékletet kizárólag az határozza meg elméleti modellekövé belső szerkezet. Különféle modellek adj egy kicsit különböző jelentések, de a legáltalánosabban elfogadott számok 15 vagy 16 millió Kelvin (megfelelően megközelítőleg ugyanannyi Celsius-fokban). Ezt a hőmérsékletet héliummagok hidrogénmagokból történő szintézisével nyerik. A Napot állócsillagnak tekintik, amelynek fényereje sok milliárd éve gyakorlatilag változatlan.
Az 1604-es szupernóva-robbanással való analógia enyhén szólva furcsa. Valószínűtlen, hogy valaki ekkor képes volt tanulmányozni a csillag fellobbanást megelőző belső állapotát.
Ha a Napon rögzített katasztrofális változásokról beszélünk, akkor logikusabb a felszíne hőmérsékletének vagy fényességének változásait jelezni. A napsugárzás fluxusa nagyon állandó érték, ezt a dolgot napállandónak hívják. Ingadozása a szokásos 11 éves naptevékenységi cikluson belül sem haladja meg a tized százalékot, és már 0,1%-a is klímaváltozást okozhat bolygónkon.
Természetesen, ha ez megtörténne, akkor nem csak egy holland asztrofizikus, hanem több száz laboratórium alkalmazottai a Föld minden tájáról lázadoznának. Tehát a paraméterek szinte kétszeres növekedéséről beszélni, amit senki sem vett észre, ostobaság. Vagy ez egy világméretű hallgatási összeesküvés az asztrofizikusok között.
Vicces, hogy az ilyen szenzációk tipikusan behatolnak a legnevesebb orosz online kiadványokba. A Cnews.ru például „A holland asztrofizikus úgy véli, hogy még hat év van hátra a Nap robbanásáig” címmel számol be erről a hírről.
Betöltés...