Ближайшие к нам звезды

Корона

Над высотой в 14 000 км над фотосферой начинается корона — третья внешняя оболочка Солнца. Корона состоит из энергетических извержений и протуберанцев — особых плазменных образований. Ее температура варьируется от 1 до 20 млн К, имеются также корональные дыры с температурой 600 тыс. К, откуда исходит солнечный ветер. Начиная от нижней части, температура растет, а на высоте 70 000 км от поверхности Солнца начинает снижаться.

Верхняя граница короны пока не установлена, как и точная причина необычно высокой температуры. Как и хромосфера, солнечная корона тоже видна только во время затмений или при использовании специального оборудования. Солнечная корона является мощным источником постоянного рентгеновского и ультрафиолетового излучения.

На сегодняшний день человечеству довольно много известно о внутреннем строении Солнца и о процессах, происходящих в нем. Прояснению их природы во многом способствовал технический прогресс. Благодаря получению знаний о Солнце можно составить представление и о других звездах. Но поскольку наблюдать за Солнцем можно только издалека, у него осталось еще немало неразгаданных тайн.

Система Проксима-Центавра

И ве же в одном смысле эта новость отличается от аналогичных выводов, сделанных в последние годы. Дело в том, что сама по себе Проксима Центавра слишком слаба, чтобы увидеть ее невооруженным глазом, но она является ближайшей к Земле звездой. Если мы когда-нибудь сможем выйти за пределы Солнечной системы и направятся к другой, мы, вероятно, полетим прямиком к Проксиме. Возможно, там нет ничего – ни колонии микробов, ни сообщества высокоразвитых существ. Но что касается прослушивания космоса, то в попытке обнаружить признаки чего-то знакомого и необычного Проксима Центавра может оказаться разумной мишенью.

Земля и Проксима Центавра b в представлении художника.

С момента своего открытия в 1915 году Проксима регулярно появлялась в научно-фантастических рассказах о межзвездных ковчегах и инопланетных империях. В 1960-х годах ученые всерьез озадачились поискам жизни за пределами Земли и Проксима Центавра была рассмотрена исследователями одной из первых. Когда ваш поиск охватывает наблюдаемую Вселенную, близость, безусловно, имеет значение.

Интересно, что Проксима не похожа на наше Солнце, она прохладнее и тусклее. Но у нее есть по крайней мере две планеты. Одна из них, Проксима c, вращается дальше от звезды, словно миниатюрный Нептун. Другая, Проксима b, находится ближе – настолько близко, что год на ней длится всего 11 дней. Проксима b – это скалистая планета, примерно такого же размера, как Земля, и находится в пределах обитаемой зоны звезды – области, где температура может позволить воде течь по ее поверхности.

Мы не знаем как выглядит Проксима b, а астрономы, изучающие BLC1, не предполагают, что источник сигнала возник именно там. Вопреки некоторым научно-фантастическим рассказам, Проксима b вряд ли станет для нас вторым домом. Известно, что такие звезды как Проксима Центавра испускают потоки радиации, достаточные для того, чтобы в течение многих лет лишать близлежащую планету ее атмосферы.

На этом снимке Проксима Центавра обведена красным кружочком

Энтузиазм общественности по поводу BLC1, возможно, был преждевременным, но если человечество когда-нибудь поймает сигнал от развитой инопланетной цивилизации, он может прийти откуда-то поблизости. Может показаться самонадеянным предположение о том, что из сотен миллиардов звезд Млечного Пути мы могли бы обнаружить разумную жизнь так близко к Земле.

Да, это довольно самонадеянно, но не невозможно. В конце концов недавно астроном Оксфордского университета Ави Леб высказал предположение о том, что таинственный астероид Оумуамуа, вторгшийся в нашу Солнечную систему в 2017 году, вполне мог оказаться как инопланетным кораблем, так и инопланетным разведывательным зондом. Хотя исследователи из Breakthrough Listen предупреждают, что при дальнейшем анализе необычный сигнал, скорее всего, окажется всего лишь радиопомехой от человеческой технологии — что уже случалось раньше — окончательные выводы еще не сделаны. А значит возможно все.

Солнечное ядро

Ядро — центральная часть Солнца. Экспериментальным путем установлено, что солнечное ядро по размеру составляет примерно 25 % от всего радиуса Солнца и состоит из сильно сжатого вещества. Масса ядра — почти половина от общей массы Солнца. Условия в сердцевине нашего светила экстремальные. Температура и давление достигают там максимальных показателей: температура ядра составляет примерно 14 млн К, а давление в нем достигает 250 млрд атм. Газ в солнечном ядре более чем в 150 раз плотнее воды. Это именно то место, где протекает термоядерная реакция, сопровождаемая выделением энергии. Водород превращается в гелий, а вместе с ним появляются свет и тепло, которые затем доходят до нашей планеты и дают ей жизнь.

На расстоянии от ядра более 30 % радиуса температура становится менее 5 млн градусов, поэтому ядерные реакции там уже почти не происходят.

Фотосфера

Фотосфера — единственный видимый с нашей планеты слой Солнца. Температура фотосферы — 6000 К. Она светится бело-желтым светом. Именно середина этого слоя и считается условной поверхностью Солнца и используется для расчета расстояний, то есть отсчета высоты и глубины.

Толщина фотосферы — около 700 км, она состоит из газа и испускает доходящее до Земли солнечное излучение. Верхние слои фотосферы более холодные и разряженные, чем нижние. Волны, возникающие в конвективной зоне и фотосфере, передают механическую энергию вышележащим областям и нагревают их. Вследствие этого верхняя часть фотосферы является самой холодной — около 4500 К. С обеих сторон от них температура быстро повышается.

Планеты и звезды: основные отличия

Путем научных исследований выделены основные критерии, опираясь на которые, можно отнести космическое тело к категории планет или звезд:

• Наиболее существенным отличием можно назвать то, что звезда, в отличие от планет, излучает энергию (тепло, свет) сама по себе. Планета же, выступая темным космическим телом, способна всего лишь отражать и преломлять лучи света, падающие на нее.
• Также звезда отличается от планеты своей температурой. Её поверхность может нагреваться до отметки в 40 000 °C. Что уж говорить об участках, находящихся у самого центра космического тела, — там температура может исчисляться уже не тысячами, а миллионами.
• Как правило, звезда не имеет своей орбиты, в то время как планеты Солнечной системы движутся по орбите, проходя вокруг Солнца. То же касается и других космических тел, таких как спутники планет, астероиды, метеориты, — все они вращаются вокруг нашего небесного светила.
• Кстати говоря, у звезд не бывает спутников, чего не скажешь о большинстве планет, которые имеют, как минимум, один или несколько спутников сразу. Бесспорно, отсутствие спутника вовсе не указывает на принадлежность космического тела к категории звезд, ведь есть планеты, которые тоже не имеют “провожатых”, поэтому этот признак часто считают косвенным.
• Отличается звезда от планеты и своим химическим составом. Если планета состоит, по большей части, из твердых частиц и соединений, то звезда содержит в себе, в основном, легкие химические элементы.
• Еще одно довольно примечательное отличие — на поверхности любой звезды происходят ядерные и термоядерные реакции, которые сопровождаются взрывами и выбросом огромного количества энергии. Именно этими процессами и обуславливается способность звезд излучать свет и тепло. В то же время планетам вовсе не характерны подобного рода реакции, кроме некоторых исключений в виде ядерных планет, на которых могут происходить ядерные процессы, но их сила не идет ни в какое сравнение с реакциями, происходящими на поверхности звезд.
• Стоит также упомянуть, что звезда, по обыкновению, превосходит в размерах и массе любую из планет, даже самую-самую крупную.

Общие сведения[]

Солнце принадлежит к первому типу звёздного населения. Одна из распространённых теорий возникновения Солнечной системы предполагает, что её формирование было вызвано взрывами одной или нескольких сверхновых звёзд. Это предположение основано, в частности, на том, что в веществе Солнечной системы содержится аномально большая доля золота и урана, которые могли бы быть результатом эндотермических реакций, вызванных этим взрывом, или ядерного превращения элементов путём поглощения нейтронов веществом массивной звезды второго поколения.

Земля и Солнце (фотомонтаж с сохранением соотношения размеров)

Излучение Солнца — основной источник энергии на Земле. Его мощность характеризуется солнечной постоянной — количеством энергии, проходящей через площадку единичной площади, перпендикулярную солнечным лучам. На расстоянии в одну астрономическую единицу (то есть на орбите Земли) эта постоянная равна приблизительно 1370 Вт/м².

Проходя сквозь атмосферу Земли, солнечное излучение теряет в энергии примерно 370 Вт/м², и до земной поверхности доходит только 1000 Вт/м² (при ясной погоде и когда Солнце находится в зените). Эта энергия может использоваться в различных естественных и искусственных процессах. Так, растения, используя её посредством фотосинтеза, синтезируют органические соединения с выделением кислорода. Прямое нагревание солнечными лучами или преобразование энергии с помощью фотоэлементов может быть использовано для производства электроэнергии (солнечными электростанциями) или выполнения другой полезной работы. Путём фотосинтеза была в далёком прошлом получена и энергия, запасённая в нефть|нефти и других видах ископаемого топлива.

Сравнительные размеры Солнца при наблюдении из окрестностей хорошо известных тел Солнечной системы

Ультрафиолетовое излучение Солнца имеет антисептики|антисептические свойства, позволяющие использовать его для дезинфекция|дезинфекции вода|воды и различных предметов. Оно также вызывает загар и имеет другие биологические эффекты — например, стимулирует производство в организме витамина D. Воздействие ультрафиолетовой части солнечного спектра сильно ослабляется озоновым слоем в земной атмосфере, поэтому интенсивность ультрафиолетового излучения на поверхности Земли сильно меняется с широтой. Угол, под которым Солнце стоит над горизонтом в полдень, влияет на многие типы биологической адаптации — например, от него зависит цвет кожи человека в различных регионах земного шара.

Наблюдаемый с Земли путь Солнца по небесной сфере изменяется в течение года. Путь, описываемый в течение года той точкой, которую занимает Солнце на небе в определённое заданное время, называется аналеммой и имеет форму цифры 8, вытянутой вдоль оси север — юг. Самая заметная вариация в видимом положении Солнца на небе — его колебание вдоль направления север — юг с амплитудой 47° (вызванное наклоном плоскости эклиптики к плоскости небесного экватора, равным 23,5°). Существует также другая компонента этой вариации, направленная вдоль оси восток — запад и вызванная увеличением скорости орбитального движения Земли при её приближении к перигелию и уменьшением — при приближении к афелию. Первое из этих движений (север — юг) является причиной смены времён года.

Земля проходит через точку афелия в начале июля и удаляется от Солнца на расстояние 152 млн км, а через точку перигелия — в начале января и приближается к Солнцу на расстояние 147 млн км. Видимый диаметр Солнца между этими двумя датами меняется на 3 %. Поскольку разница в расстоянии составляет примерно 5 млн км, то в афелии Земля получает примерно на 7 % меньше тепла. Таким образом, зимы в северном полушарии немного теплее, чем в южном, а лето немного прохладнее.

Солнце — магнитоактивная звезда. Она обладает сильным магнитным полем, напряжённость которого меняется со временем и которое меняет направление приблизительно каждые 11 лет, во время солнечного максимума. Вариации магнитного поля Солнца вызывают разнообразные эффекты, совокупность которых называется солнечной активностью и включает в себя такие явления, как солнечные пятна, солнечные вспышки, вариации солнечного ветра и т. д., а на Земле вызывает полярные сияния в высоких и средних широтах и геомагнитные бури, которые негативно сказываются на работе средств связи, средств передачи электроэнергии, а также негативно воздействует на живые организмы (вызывают головную боль и плохое самочувствие у людей, чувствительных к магнитным бурям). Предполагается, что солнечная активность играла большую роль в формировании и развитии Солнечной системы. Она также оказывает влияние на структуру земной атмосферы.

Что значит: «Солнце находится в созвездии Льва»?

Планета Земля вращается вокруг Солнца, и стало быть каждый вечер, глядя в ночное небо, мы смотрим вроде бы и на ту же самую картину звездного неба, но все же немного другую. Видимое положение звезд изменяется (при этом сами звезды, конечно, остаются на месте, движется только наша планета) и в зените стоит попеременно только одно созвездие зодиакального круга – в августе это Лев, в сентябре – Дева, в октябре – Весы и т.д. И получается, что Солнце каждый месяц проходя по небу, для наблюдателя с Земли находится в разных созвездиях.

Потому в астрологии, например, так и говорят – Солнце по Льве, Солнце в Деве и т.п. По сути, астрология и основана на годовом движении Солнца через Зодиакальный круг. Астрономия, в противовес астрологии, к таким допущениям не готова. Мы ведь знаем, что физически в этот момент и Солнце и другие звезды не меняют своего положения – двигается Земля, стало быть и отнести Солнце к той или иной звездной “группировке” нельзя. Поэтому, можно сказать, что Солнце – единственная наблюдаемая с нашей планеты звезда-сиротка, не включенная ни в одну звездную семью.

Вот так «работает» Зодиак – Земля движется по орбите вокруг Солнца и каждый месяц Солнце визуально перемещается в другое созвездие зодиакального пояса.

Изучение Солнечной системы

Долгое время человечество было убеждено, что все звёзды и планеты вращаются вокруг Земли. Система мира с неподвижной Землёй в центре была разработана греческим учёным Птолемеем во 2 веке до нашей эры и просуществовала более полутора тысяч лет. 

В 1453 году польский астроном Николай Коперник доказал, что Земля, как и другие планеты (на тот момент их было известно шесть), вращаются вокруг Солнца. Однако вплоть до XVII века церковь считала это учение ересью и боролась с его последователями. 

Одним из них был итальянский монах Джордано Бруно. В 1584 году он опубликовал исследование, в котором утверждал, что Вселенная бесконечна, а Солнце подобно остальным звёздам, просто находится гораздо ближе к Земле. Бруно был схвачен инквизицией и приговорён к сожжению на костре как еретик. 

Другим последователем Коперника стал итальянский учёный Галилео Галилей. Он создал первый телескоп, который позволил увидеть кратеры Луны, пятна на Солнце, открыть четыре спутника Юпитера и установить, что планеты вращаются вокруг своей оси. Чтобы не повторить судьбу Бруно, Галилей был вынужден отречься от своих идей.

В XVII веке немецкий астроном Иоганн Кеплер открыл законы движения планет — ему удалось установить связь между скоростью вращения планеты и её расстоянием от Солнца. Его идеи воспринял знаменитый английский физик Исаак Ньютон, создатель теории всемирного тяготения. 

В XVIII—XIX веках открытия в области оптики позволили создать более мощные телескопы, которые позволили учёным узнать больше о солнечной системе. Были открыты планеты Уран и Нептун. 

В 1951 году Советский Союз вывел на орбиту Земли первый искусственный спутник. С этого момента началась Космическая эра — эпоха практического изучения солнечной системы. 

В 1961 году Юрий Гагарин стал первым человеком, побывавшем в космосе, а в 1969 году космический корабль «Аполлон-11» доставил людей на Луну. 

В 1970-х годах Советский Союз и США запустили несколько десятков аппаратов для исследования Марса, Венеры и Меркурия, а запущенные в 1980-х аппараты «Вояджер-1» и «Вояджер-2» позволили получить данные о дальних планетах — Юпитере, Сатурне, Уране, Нептуне и их спутниках. Большую роль в изучении солнечной системы сыграл вывод на орбиту Земли космического телескопа «Хаббл» в 1990 году. 

В нынешнем десятилетии космические агентства разных стран планируют пилотируемый полёт на Марс. Экспедиция на другую планету станет величайшим событием в истории освоения солнечной системы. И всё же пока человечество находится в самом начале пути изучения космоса.

Интересные факты

Давайте изучим самые интересные факты о Солнца — единственной звезде Солнечной системы.

Если мы заполняем нашу звезду Солнце, то внутри поместится 960000 Земель. Но если их сжать и лишить свободного пространства, то количество увеличится до 1300000. Поверхностная площадь Солнца в 11990 раз больше земной.

По массе превосходит земную в 330000 раз. Примерно ¾ отведено на водород, а остальное – гелий.

Разница между экваториальным и полярным диаметрами Солнца составляет всего 10 км. А значит, перед нами одно из наиболее приближенных к сфере небесных тел.

В ядре Солнца такая температура возможна благодаря синтезу, где водород трансформируется в гелий. Обычно горячие объекты поддаются расширению, поэтому наша звезда могла бы взорваться, но удерживается мощной гравитацией. При этом температура поверхности Солнца равна «всего» 5780 °C.

Когда Солнце израсходует весь водородный запас (130 млн. лет), то перейдет к гелию. Это заставит ее увеличиваться в размерах и поглощать первые три планеты. Это этап красного гиганта.

После красного гиганта оно рухнет и оставит сжатую массу в шарике земного размера. Это стадия белого карлика.

Земля отдалена от Солнца на 150 млн. км. Скорость света – 300000 км/с, поэтому лучу требуется 8 минут и 20 секунд

Но важно также понимать, что ушли миллионы лет, прежде чем фотоны света перешли с солнечного ядра на поверхность

Солнце отдалено от галактического центра на 24000-26000 световых лет. Поэтому на орбитальный путь тратит 225-250 млн. лет.

Земля движется по эллиптическому орбитальному пути, поэтому удаленность составляет 147-152 млн. км (астрономическая единица).

Возраст Солнца – 4.5 млрд. лет, а значит оно уже сожгло примерно половину водородного запаса. Но процесс будет продолжаться еще 5 млрд. лет.

Солнечные вспышки выделяются в период магнитных бурь. Мы видим это в качестве формирования солнечных пятен, где скручиваются магнитные линии и вращаются словно земные торнадо.

Солнечный ветер представляет собою поток заряженных частичек, проходящих сквозь всю Солнечную систему на ускорении в 450 км/с. Ветер появляется там, где распространяется магнитное поле Солнца.

Само слово произошло от древнеаглийского, обозначающего «юг». Есть также готические и германские корни. До 700 года н.э. воскресенье называли «солнечный день». Свою роль сыграл и перевод. Изначальное греческое «heméra helíou» перешло в латинское «dies solis».

Верно ли утверждение, что Солнце — это звезда?

С уверенностью можно сказать, что Солнце — это самая настоящая звезда. Почему? Давайте рассмотрим факты.

1. Оно не отражает свет, а излучает энергию самостоятельно.
2. Поверхность нашего светила нагревается до 5 500 — 6 000 °C, а температура в ядре может достигать фантастической отметки в 15 000 000 °C.
3. Вокруг Солнца по орбите вращаются целых 8 планет, которые вместе с ним образуют так называемую Солнечную систему, а само оно, как известно, не имеет ни своей собственной орбиты, ни единого спутника.
4. 73% массы Солнца и целых 92% его объема — это водород, который является легким химическим элементом, 25% от массы и 7% от объема занимает гелий. И лишь ничтожный 1% занимают в составе светила другие элементы, такие как углерод, хром, кислород, азот, сера, никель, железо и другие.
5. Поверхность Солнца никогда не бывает спокойной, на ней с завидной периодичностью происходят термоядерные реакции, провоцирующие выбросы невероятного количества энергии. Именно благодаря этому мы ежедневно можем наслаждаться дневным светом и получать тепло от солнечных лучей.
6. Наверное, трудно поверить, но масса нашего светила составляет 99,86% от массы всей Солнечной системы, соответственно, оно в десятки, даже сотни тысяч раз превосходит в размерах любую из планет.

Солнце — это звезда, которую ученые отнесли к разряду желтых карликов за излучаемый ею, ровный желтый свет. Нашему светилу уже около 5 миллиардов лет, и оно считается четвертой по яркости звездой в Галактике. Остались ли у вас еще сомнения относительно вопроса о том, что же такое Солнце — это звезда или планета?

https://youtube.com/watch?v=nhVQKDYRsDQ

Список ближайщих к Солнцу звезд

Солнце – основа нашей системы – ближайшая к Земле звезда, которую, в отличие от всех остальных объектов, мы отчетливо видим ясным днем. В ночное же время становятся доступны для наблюдения остальные светила бескрайнего космоса. Количество звезд, наполняющих Вселенную, подсчитать невозможно. Но ближайшие небесные тела, находящиеся в радиусе 16 световых лет, ученые обозначили и составили список. В него вошли 57 звездных систем. Некоторые из них – это не одинокие светила, а двойные и тройные звезды, поэтому общее количество небесных тел достигает 64. В перечень внесли и 13 коричневых карликов, ощутимо уступающих остальным объектам по массе.

Ближайшие окрестности Солнца

Только 7 звезд из списка мы можем рассмотреть без помощи оптического усиления – Сириус, Альфа Центавра, Эпсилон Эридана, Процион, Эпсилон Индейца, Тау Кита, 61 Лебедя. Все они имеют видимую величину в границах от 1,43 до 6,03. Большинство светил относятся к спектральному классу M (красный), их температура составляет 2600-3800 K. Горячие звезды – Сириус A, спектрального класса A (белый), 9940 K и Процион A, класс F (желто-белый), 6650 K. Коричневые карлики, вошедшие в список, относятся к дополнительным спектральным классам L, T, Y. В перечень попали и 4 белых карлика класса D, представляющие довольно редкие объекты в видимом секторе Галактики.